冶金爐熱工基礎(chǔ) 第二章燃料及燃燒計(jì)算

1、 凡是在燃燒時(shí)(劇烈地氧化)能夠放出大量的熱，并且此熱量能有效地被利用在工業(yè)或其他方面的物質(zhì)稱為燃料。 所謂有效地利用是指利用這些熱源在技術(shù)上是可能的、在經(jīng)濟(jì)上是合理的。 1.燃料的定義燃料的定義第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算2.1冶金企業(yè)常用燃料冶金企業(yè)常用燃料2.對(duì)燃料的要求對(duì)燃料的要求 （1）在當(dāng)今技術(shù)條件下，單位質(zhì)量(體積)燃料燃燒時(shí)所放出的熱可以有效地利用。 （2）燃燒生成物是氣體狀態(tài)，燃燒后的熱量絕大部分含欲其氣體生成物之中，而且可以在放熱地點(diǎn)以外利用生成物中所含的熱量。 （3）燃燒產(chǎn)物的性質(zhì)時(shí)熔煉(加熱)設(shè)備不起破壞作用，無毒、無腐蝕作用。 （4）燃燒過程易于控制。

2、（5）有足夠多的蘊(yùn)藏量，便于開采。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算(1)(1)氣體燃料的化學(xué)組成氣體燃料的化學(xué)組成 氣體燃料是由簡(jiǎn)單氣體化合物與氣體單質(zhì)所組成的機(jī)械混合物。氣體燃料是由簡(jiǎn)單氣體化合物與氣體單質(zhì)所組成的機(jī)械混合物。其中：其中：CO、H2、CH4、C2H4、CmHn、H2S等是可燃性氣體成分，能燃燒放出熱等是可燃性氣體成分，能燃燒放出熱量。量。 CO2、N2、SO2、H2O、O2等則是不燃成分，不能燃燒放熱，故其含等則是不燃成分，不能燃燒放熱，故其含量均不宜過多，以免降低燃料的發(fā)熱能力。量

3、均不宜過多，以免降低燃料的發(fā)熱能力。 CmHn總稱為重碳?xì)浠衔锟偡Q為重碳?xì)浠衔?，包括，包括C3H6、C2H6、C2H2 等。每單位體等。每單位體積積(m2)重碳?xì)浠衔锶紵?，約放出重碳?xì)浠衔锶紵s放出71176 kJ熱量。熱量。 氣體燃料中的氧，在高溫預(yù)熱的情況下，能與可燃成分作用，從而降氣體燃料中的氧，在高溫預(yù)熱的情況下，能與可燃成分作用，從而降低氣體燃料燃燒時(shí)的放熱量。若氧的含量超過一定數(shù)量，則有爆炸危險(xiǎn)。低氣體燃料燃燒時(shí)的放熱量。若氧的含量超過一定數(shù)量，則有爆炸危險(xiǎn)。因此，氧的含量應(yīng)受到限制，一般應(yīng)小于因此，氧的含量應(yīng)受到限制，一般應(yīng)小于0.2%。 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算

4、燃料及燃燒計(jì)算A、燃料的化學(xué)組成及其成分換算、燃料的化學(xué)組成及其成分換算(2)(2)氣體燃料成分的表示方法氣體燃料成分的表示方法氣體燃料成分的表示方法有兩種：即氣體燃料成分的表示方法有兩種：即濕成分濕成分和和干成分干成分。濕成分（包括水分在內(nèi)濕成分（包括水分在內(nèi)) ) ：COCO濕濕+ H+ H2 2濕濕+CH+CH4 4濕濕+N+N2 2濕濕+H+H2 2O O濕濕=100%=100% COCO濕濕、 N N2 2濕濕等符號(hào)分別代表濕氣體燃料中各成分的體等符號(hào)分別代表濕氣體燃料中各成分的體 積百分含量積百分含量干成分干成分( (不包括水分在內(nèi)不包括水分在內(nèi)) )：COCO干干+ H+ H2

5、2干干+CH+CH4 4干干+N+N2 2干干+=100% +=100% COCO干干、H H2 2干干等符號(hào)則分別代表干燥氣體燃料中各成分的等符號(hào)則分別代表干燥氣體燃料中各成分的體積百分含量。體積百分含量。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 濕成分與干成分之間可以相互換算，換算的原則濕成分與干成分之間可以相互換算，換算的原則質(zhì)量守恒。其步驟是：質(zhì)量守恒。其步驟是：先由表查出然后由 (式中X表某成分) 最后計(jì)算出水分的含量：干干OHg2（3 3）氣體燃料的化學(xué)組成及干濕成分換算）氣體燃料的化學(xué)組成及干濕成分換算 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料

6、及燃燒計(jì)算%10000124g.0100124g.04.22181000g14.22181000gOHOHOHOHOH22222干干干干濕氣體的總體積水蒸汽的體積濕%100OH-100X2濕干濕XB B、液體和固體燃料的化學(xué)組成及各成分的換算、液體和固體燃料的化學(xué)組成及各成分的換算（1 1）液體和固體燃料的化學(xué)組成）液體和固體燃料的化學(xué)組成 固體和液體燃料的基本組成有C、H、O、N、S、W(水分)及A(灰分)，其中C、H、S能燃燒放熱構(gòu)成可燃成分，但S燃燒后生成的而氧化硫?yàn)橛卸練怏w。所以視硫?yàn)橛泻Τ煞?；氧和氮的存在相?duì)降低了可燃成分的含量，屬于有害物質(zhì)；水分(W)的存在不僅相對(duì)降低了可燃成分含

7、量，而且水分在蒸發(fā)時(shí)要吸收大量的熱，所以視水為有害物質(zhì)；灰分的存在不僅降低了可燃成分的含量，而且影響燃燒過程的進(jìn)行，在燃燒過程中易溶結(jié)成 塊 ， 阻 礙 通 訊 ， 造 成 燃 料 浪 費(fèi) 和 增 加 排 灰 的 困 難 。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算（2）固）固(液液)體燃料的成分分析體燃料的成分分析 碳碳CC：是固體和液體燃料的主要成分。常以其含量評(píng)：是固體和液體燃料的主要成分。常以其含量評(píng)價(jià)燃料的質(zhì)量。在固體燃料中碳的含量變動(dòng)在價(jià)燃料的質(zhì)量。在固體燃料中碳的含量變動(dòng)在5090%5090%之間。之間。 氫氫HH：是固體和液體燃料的第二主要成分。在燃燒中：是固體和液體燃料的第二

8、主要成分。在燃燒中有兩種存在形式：一種叫可燃?xì)洌紵龝r(shí)能大量放熱；另一有兩種存在形式：一種叫可燃?xì)?，燃燒時(shí)能大量放熱；另一種叫化合氫，與氧結(jié)合為水，不能燃燒放熱。種叫化合氫，與氧結(jié)合為水，不能燃燒放熱。 氮氮NN2 2 ：氮不參加燃燒反應(yīng)，不能放熱，是燃料中的惰：氮不參加燃燒反應(yīng)，不能放熱，是燃料中的惰性物質(zhì)。氮存在時(shí)相對(duì)降低了碳、氫等可燃物的含量，但因性物質(zhì)。氮存在時(shí)相對(duì)降低了碳、氫等可燃物的含量，但因含量較少，通常只有含量較少，通常只有l(wèi)2%l2%左右，故危害不大。燃料燃燒后氮左右，故危害不大。燃料燃燒后氮仍以本身形態(tài)進(jìn)入廢氣。仍以本身形態(tài)進(jìn)入廢氣。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)

9、算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 氧氧OO：氧是固、液體燃料中的有害組成物，它不能燃燒，：氧是固、液體燃料中的有害組成物，它不能燃燒，也不能助燃。因?yàn)樗押腿剂现械奶?、氫等可燃物形成也不能助燃。因?yàn)樗押腿剂现械奶肌涞瓤扇嘉镄纬蒆 H2 2O O、COCO等等氧化物，使這部分可燃物不能燃燒放熱，從而降低了燃料的發(fā)熱氧化物，使這部分可燃物不能燃燒放熱，從而降低了燃料的發(fā)熱能力。能力。 硫硫SS： 是有害組成物，在燃料中有三種（有機(jī)硫、黃鐵是有害組成物，在燃料中有三種（有機(jī)硫、黃鐵礦硫、硫酸鹽硫）存在形式。前兩種硫能燃燒放熱，計(jì)算中把它礦硫、硫酸鹽硫）存在形式。前兩種硫能燃燒放熱，計(jì)

10、算中把它們當(dāng)作自由存在的硫，并統(tǒng)稱揮發(fā)硫。最后一種硫不能燃燒，它們當(dāng)作自由存在的硫，并統(tǒng)稱揮發(fā)硫。最后一種硫不能燃燒，它以各種硫酸鹽的形式存在于燃料中以各種硫酸鹽的形式存在于燃料中 水分水分HH2 2OO：是有害組成物。本身不能放熱，還要吸收大量：是有害組成物。本身不能放熱，還要吸收大量熱以加熱其蒸汽至燃燒產(chǎn)物的溫度。熱以加熱其蒸汽至燃燒產(chǎn)物的溫度。 灰分灰分AA：是最有害的組成物。燃料中的灰分就是一些不能：是最有害的組成物。燃料中的灰分就是一些不能燃燒的礦物雜質(zhì)。燃燒的礦物雜質(zhì)。 （3）液體和固體燃料成分的表示方法）液體和固體燃料成分的表示方法成分表示方法有四種，即：成分表示方法有四種，即：

11、供用成分：燃料實(shí)際使用時(shí)的成分 干燥成分：燃料排除水分后的成分 可燃成分：燃料不考慮水分和灰分的成分 有機(jī)成分：燃料只含C、H、O、N四種元素的成分 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算C用+ H用+ O用+ N用+S用+A用+W用=100%C干+ H干+ O干+N干+S干+A干=100%C燃+H燃+O燃+N燃+S燃=100% C機(jī)+H機(jī)+ O機(jī)+N機(jī)=100% 換算的基本原理是：燃料中各種成分子任何一種表示方換算的基本原理是：燃料中各種成分子任何一種表示方法中，其質(zhì)量相等。法中，其質(zhì)量相等。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算（4）液體和固體燃料成分的表示方法）液體和固體燃料成分

12、的表示方法固體、液體燃料的成分換算系數(shù)固體、液體燃料的成分換算系數(shù)5.燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量 A.燃料發(fā)熱量的概念燃料發(fā)熱量的概念 單位質(zhì)量單位質(zhì)量(體積體積)的燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量稱為燃的燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量稱為燃料的發(fā)熱量，料的發(fā)熱量，用用Q表示，單位為表示，單位為kJ/kg 或或kg/m3 。 根據(jù)燃燒產(chǎn)物的狀態(tài)，燃料的發(fā)熱量有根據(jù)燃燒產(chǎn)物的狀態(tài)，燃料的發(fā)熱量有高發(fā)熱量高發(fā)熱量 (廢廢氣中的水均冷卻成氣中的水均冷卻成0的液態(tài)水的液態(tài)水 )和和低發(fā)熱量低發(fā)熱量 (廢氣中的水均冷卻成廢氣中的水均冷卻成20的水蒸氣的水蒸氣 )之分，在燃燒計(jì)算時(shí)一般用之分，在燃燒計(jì)算時(shí)一般用 ，高

13、、低發(fā)熱，高、低發(fā)熱量之間有如下關(guān)系：量之間有如下關(guān)系：GWQDWQDWQKgKJHWQQ用用yDWyGW )9(17.25+=第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算/B.發(fā)熱量的計(jì)算發(fā)熱量的計(jì)算（1）氣體燃料發(fā)熱量的計(jì)算）氣體燃料發(fā)熱量的計(jì)算 （2）固）固(液液)體燃料的發(fā)熱量計(jì)算體燃料的發(fā)熱量計(jì)算 （3）混合煤氣的發(fā)熱量計(jì)算）混合煤氣的發(fā)熱量計(jì)算32424 231599360108128mKJSHHCCHHCOQ用用用用用用用用用用用用DW+ + + + += =KgKJWSOHCQ用用用用用用用用用用用用DW 25)(1091030339- - - -+ += =321 )1 (mK

14、JQxxQQ用用用用用用DW- -+ += =第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算/C標(biāo)準(zhǔn)燃料標(biāo)準(zhǔn)燃料 國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)燃料的發(fā)熱量等于國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)燃料的發(fā)熱量等于29.2710 KJ/Kg，即，即2000Kcal/Kg的燃料為標(biāo)準(zhǔn)燃料，燃的燃料為標(biāo)準(zhǔn)燃料，燃料的發(fā)熱量與標(biāo)準(zhǔn)燃料發(fā)熱量的比值稱為燃料的熱料的發(fā)熱量與標(biāo)準(zhǔn)燃料發(fā)熱量的比值稱為燃料的熱當(dāng)量。用以評(píng)價(jià)燃料質(zhì)量的優(yōu)劣。當(dāng)量。用以評(píng)價(jià)燃料質(zhì)量的優(yōu)劣。 3第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算6.常用燃料的種類、性質(zhì)和用途常用燃料的種類、性質(zhì)和用途 一、冶金生產(chǎn)常用煤氣有高爐煤氣，焦?fàn)t煤氣，發(fā)

15、生爐一、冶金生產(chǎn)常用煤氣有高爐煤氣，焦?fàn)t煤氣，發(fā)生爐煤氣，天然煤氣。煤氣，天然煤氣。 A、高爐煤氣、高爐煤氣高爐煤氣是高爐煤氣是煉鐵生產(chǎn)的副產(chǎn)品煉鐵生產(chǎn)的副產(chǎn)品，冶煉每噸生鐵大約得到，冶煉每噸生鐵大約得到4000標(biāo)米標(biāo)米3的煤氣的煤氣 。主要主要可燃成分為可燃成分為CO，含量隨著煉鐵生產(chǎn)波動(dòng)而波動(dòng)，一般，含量隨著煉鐵生產(chǎn)波動(dòng)而波動(dòng)，一般不超過三分之一。大量是不可燃的不超過三分之一。大量是不可燃的N2，含量超過，含量超過50%，CO2含量超過含量超過10%。高爐煤氣高爐煤氣發(fā)熱量很低發(fā)熱量很低，僅，僅35603980kJ/m3，一般，一般與焦?fàn)t煤與焦?fàn)t煤氣混合使用氣混合使用。 第二章第二章 燃料

16、及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 B、焦?fàn)t煤氣、焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣是焦?fàn)t煤氣是煉焦生產(chǎn)的副產(chǎn)品煉焦生產(chǎn)的副產(chǎn)品，每煉一噸焦炭大約得到，每煉一噸焦炭大約得到300380標(biāo)米標(biāo)米3煤氣。煤氣。主要成分是主要成分是H2，含量超過，含量超過50%，其次是其次是CH4，含量占，含量占25%，其余是少量，其余是少量CO、N2、CO2、H2S等。等。焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣發(fā)熱量比較高發(fā)熱量比較高，可達(dá)，可達(dá)16750l8840kJ/m3，一，一般做為民用燃料，也可與高爐煤氣混合使用。般做為民用燃料，也可與高爐煤氣混合使用。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 C、發(fā)生爐煤氣、發(fā)生爐煤氣在沒有高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的地區(qū)，

17、可以將在沒有高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的地區(qū)，可以將固體燃料固體燃料直接直接加工加工得到發(fā)生爐煤氣，得到發(fā)生爐煤氣，主要成分是主要成分是CO，含量不到三分之一，含量不到三分之一，其次是其次是H2，含量，含量可達(dá)可達(dá)10%，不燃成分主要是，不燃成分主要是N2，含量超過，含量超過50%。發(fā)生爐煤氣發(fā)生爐煤氣發(fā)熱量比較低發(fā)熱量比較低，僅，僅50206280kJ/m3。 D、天然氣、天然氣天然氣是一種發(fā)熱量很高的優(yōu)質(zhì)燃料。天然氣是一種發(fā)熱量很高的優(yōu)質(zhì)燃料。主要可燃成分是甲烷主要可燃成分是甲烷CH4，含量在，含量在80%以上，發(fā)熱量約為以上，發(fā)熱量約為349037680kJ/m3，理論燃燒溫度高達(dá)，理論燃燒溫度

18、高達(dá)1090。有的天然氣和石油產(chǎn)在一起，叫做伴生天然氣，它的主有的天然氣和石油產(chǎn)在一起，叫做伴生天然氣，它的主要可燃成分除了甲烷以外，還含有較多的不飽和烴要可燃成分除了甲烷以外，還含有較多的不飽和烴(約占約占30%)，發(fā)熱量高發(fā)熱量高達(dá)達(dá)41870kJ/m 3。 E、使用煤氣安全知識(shí)、使用煤氣安全知識(shí)使用煤氣要注意安全。輸送管道要嚴(yán)密無縫隙。防毒、防使用煤氣要注意安全。輸送管道要嚴(yán)密無縫隙。防毒、防爆，嚴(yán)格遵守煤氣安全制度。爆，嚴(yán)格遵守煤氣安全制度。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 二、液體燃料二、液體燃料液體燃料包括汽油、煤油、柴油及重油等

19、。冶金爐及其液體燃料包括汽油、煤油、柴油及重油等。冶金爐及其他工業(yè)爐用的液體燃料主要是他工業(yè)爐用的液體燃料主要是重油重油。重油較稠濃，為黑褐。重油較稠濃，為黑褐色或綠褐色，發(fā)熱量高達(dá)色或綠褐色，發(fā)熱量高達(dá)3978041870kJ/kg。重油是石。重油是石油的加工產(chǎn)物，是高爐較為理想的噴吹燃料。油的加工產(chǎn)物，是高爐較為理想的噴吹燃料。我國(guó)商品重油共分我國(guó)商品重油共分4個(gè)牌號(hào)，即個(gè)牌號(hào)，即20、60、100和和200號(hào)重號(hào)重油。油。每個(gè)牌號(hào)的命名是按照該重油在每個(gè)牌號(hào)的命名是按照該重油在50時(shí)的恩氏粘度時(shí)的恩氏粘度來確來確定的。定的。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 重油的粘度重油的粘度

20、 粘度是表示流體質(zhì)點(diǎn)之間內(nèi)摩擦力大小的一個(gè)物理粘度是表示流體質(zhì)點(diǎn)之間內(nèi)摩擦力大小的一個(gè)物理指標(biāo)。粘度的大小對(duì)重油的輸送和霧化都有很大影響，因指標(biāo)。粘度的大小對(duì)重油的輸送和霧化都有很大影響，因粘度愈大流動(dòng)性愈小。粘度愈大流動(dòng)性愈小。毫升水的流出時(shí)間時(shí)毫升油的流出時(shí)間時(shí)200C20200CtEt=毫升水的流出時(shí)間時(shí)毫升油的流出時(shí)間時(shí)200C20200CtEt重油的閃點(diǎn)重油的閃點(diǎn) 將重油在規(guī)定條件下加熱，重油隨溫度的升高有將重油在規(guī)定條件下加熱，重油隨溫度的升高有可燃蒸汽揮發(fā)出來，可燃蒸汽與周圍空氣混合后，當(dāng)接觸可燃蒸汽揮發(fā)出來，可燃蒸汽與周圍空氣混合后，當(dāng)接觸外界火源時(shí)，能發(fā)生閃火現(xiàn)象，也就是爆炸

21、燃燒的現(xiàn)象。外界火源時(shí)，能發(fā)生閃火現(xiàn)象，也就是爆炸燃燒的現(xiàn)象。這時(shí)的溫度就叫重油的閃點(diǎn)。這時(shí)的溫度就叫重油的閃點(diǎn)。 重油越重，粘度越大，閃點(diǎn)溫度就越高。重油越重，粘度越大，閃點(diǎn)溫度就越高。重油的凝固點(diǎn)重油的凝固點(diǎn) 重油冷卻到一定溫度時(shí)，就會(huì)凝固而失去流動(dòng)性，重油冷卻到一定溫度時(shí)，就會(huì)凝固而失去流動(dòng)性，開始凝固的溫度稱為凝固點(diǎn)。開始凝固的溫度稱為凝固點(diǎn)。 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 三、固體燃料三、固體燃料 木材、木炭、煤、焦炭、粉煤等都是固體燃料，在木材、木炭、煤、焦炭、粉煤等都是固體燃料，在冶金生產(chǎn)中有實(shí)用意義的是煤、焦炭和粉煤。冶金生產(chǎn)中有實(shí)用意義的是煤、焦炭和粉煤。 A、

22、煤、煤我國(guó)煤的特點(diǎn)是：我國(guó)煤的特點(diǎn)是： 煤質(zhì)優(yōu)良，儲(chǔ)量豐富，分布普遍。煤質(zhì)優(yōu)良，儲(chǔ)量豐富，分布普遍。按照煤的生成過程，煤可分為四類：按照煤的生成過程，煤可分為四類： 泥煤、褐煤、煙煤及無煙煤。泥煤、褐煤、煙煤及無煙煤。泥煤年齡最輕，無煙煤最老。泥煤年齡最輕，無煙煤最老。工業(yè)上應(yīng)用最多的是煙煤。工業(yè)上應(yīng)用最多的是煙煤。 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算a、煤的工業(yè)分析、煤的工業(yè)分析 煤是復(fù)雜的有機(jī)化合物，元素分析比較困難。采用煤是復(fù)雜的有機(jī)化合物，元素分析比較困難。采用工業(yè)分析法將煤分成四個(gè)組成物：揮發(fā)物、固定碳、灰分工業(yè)分析法將煤分成四個(gè)組成物：揮發(fā)物、固定碳、灰分及水分。及水分。(

23、1) 揮發(fā)分揮發(fā)分 煤是復(fù)雜的有機(jī)化合物，加熱到一定溫度，就會(huì)分煤是復(fù)雜的有機(jī)化合物，加熱到一定溫度，就會(huì)分解放出氣體，這些加熱分解出來的氣體，通常稱為揮發(fā)分解放出氣體，這些加熱分解出來的氣體，通常稱為揮發(fā)分或揮發(fā)物。或揮發(fā)物。 根據(jù)煤的工業(yè)分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，煤在隔絕空氣的條件，根據(jù)煤的工業(yè)分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，煤在隔絕空氣的條件，加熱到加熱到850時(shí)，分解出來的氣體量，作為揮發(fā)分含量。時(shí)，分解出來的氣體量，作為揮發(fā)分含量。 揮發(fā)分高的煤燃燒時(shí)速度快，溫度高，火焰長(zhǎng)。揮發(fā)分高的煤燃燒時(shí)速度快，溫度高，火焰長(zhǎng)。 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算(2) 固定碳固定碳 就是煤分解出揮發(fā)分以后，殘留下來

24、的固體可燃物質(zhì)就是煤分解出揮發(fā)分以后，殘留下來的固體可燃物質(zhì)(不不包括灰分包括灰分)。 固定碳的主要成分是固定碳的主要成分是C。但不是純。但不是純C。還殘留有少量其他。還殘留有少量其他元素如元素如H、O、N等。等。 (3) 灰分灰分煤完全燃燒以后，殘留下來的固體礦物灰渣，稱為灰分。煤完全燃燒以后，殘留下來的固體礦物灰渣，稱為灰分。(4) 水分水分第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算b、煙煤、煙煤 煙煤的化學(xué)特點(diǎn)是揮發(fā)分含量比無煙煤高，作冶金燃煙煤的化學(xué)特點(diǎn)是揮發(fā)分含量比無煙煤高，作冶金燃料時(shí)，燃燒生成的火焰較長(zhǎng)，有利于爐內(nèi)溫度的分布。料時(shí)，燃燒生成的火焰較長(zhǎng)，有利于爐內(nèi)溫度的分布。 固定

25、碳含量大約為固定碳含量大約為5060%。 灰分一般波動(dòng)于灰分一般波動(dòng)于1030%之間。之間。 水分通常在水分通常在210%范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 煙煤的發(fā)熱量在各類煤中是最高的，低發(fā)熱量大多介煙煤的發(fā)熱量在各類煤中是最高的，低發(fā)熱量大多介于于272103l400kJ/kg之間，最高可達(dá)之間，最高可達(dá)334g0kJ/kg左右。左右。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算c、無煙煤、無煙煤 無煙煤是煤中埋藏年代最久，炭化程度最高的煤，無煙煤是煤中埋藏年代最久，炭化程度最高的煤，幾乎全部有碳組成。幾乎全部有碳組成。 無煙煤的特點(diǎn)是含固定碳最多達(dá)無煙煤的特點(diǎn)是含固定碳最多達(dá)90%以上，揮發(fā)以上，揮發(fā)分極

26、少，僅分極少，僅39%。 無煙煤組織致密、堅(jiān)硬、不易吸水，便于長(zhǎng)期保無煙煤組織致密、堅(jiān)硬、不易吸水，便于長(zhǎng)期保存。存。 發(fā)熱量可達(dá)發(fā)熱量可達(dá)32660kJ/kg左右，是一種很好的民用左右，是一種很好的民用燃料。燃料。 近來高爐噴吹煤粉也多由無煙煤磨制而成。近來高爐噴吹煤粉也多由無煙煤磨制而成。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算d、焦炭、焦炭 焦炭是結(jié)焦性煙煤在隔絕空氣的條件下加溫焦炭是結(jié)焦性煙煤在隔絕空氣的條件下加溫至至9001000進(jìn)行高溫干餾的產(chǎn)品。焦炭是銀灰色或沒進(jìn)行高溫干餾的產(chǎn)品。焦炭是銀灰色或沒有光澤的灰黑色塊狀物，每塊焦炭上有許多孔隙。有光澤的灰黑色塊狀物，每塊焦炭上有許多

27、孔隙。 焦炭是冶金工業(yè)的重要固體燃料，廣泛用于高爐、焦炭是冶金工業(yè)的重要固體燃料，廣泛用于高爐、鼓風(fēng)爐、化鐵爐及豎爐。焦炭質(zhì)量好壞對(duì)爐子熱工作影鼓風(fēng)爐、化鐵爐及豎爐。焦炭質(zhì)量好壞對(duì)爐子熱工作影響很大，故對(duì)冶金焦炭提出如下要求：響很大，故對(duì)冶金焦炭提出如下要求： a)、化學(xué)成分、化學(xué)成分 技術(shù)條件：技術(shù)條件：V燃燃不大于不大于1.9%；W用用不大于不大于12%; A干干在在15%以下；以下；S干干不大于不大于l.0%。 b)、機(jī)械強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度 c)、 塊度塊度 冶金焦炭的塊度一般規(guī)定為冶金焦炭的塊度一般規(guī)定為25125毫米，小于毫米，小于25毫米者不超過毫米者不超過2%。 d)、灰分、灰分冶金

28、焦炭中灰分應(yīng)盡量少冶金焦炭中灰分應(yīng)盡量少 e)、反應(yīng)能力、反應(yīng)能力 冶金焦炭的反應(yīng)能力是指高溫下焦炭還原冶金焦炭的反應(yīng)能力是指高溫下焦炭還原CO2的能的能力力. 在中性或氧化性的鼓風(fēng)爐中則要求焦炭的反應(yīng)能力小。在中性或氧化性的鼓風(fēng)爐中則要求焦炭的反應(yīng)能力小。在還原性的爐中，焦炭不僅是熱能來源，并且起還原劑作在還原性的爐中，焦炭不僅是熱能來源，并且起還原劑作用，以保證工藝過程在還原性氣氛中進(jìn)行。反應(yīng)能力強(qiáng)，用，以保證工藝過程在還原性氣氛中進(jìn)行。反應(yīng)能力強(qiáng)，第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 e、粉煤、粉煤 將塊煤或碎煤磨至將塊煤或碎煤磨至0.05

29、0.07毫米的粒度即稱粉煤。毫米的粒度即稱粉煤。 粉煤能在較小的空氣消耗系數(shù)下完全燃燒，能使粉煤能在較小的空氣消耗系數(shù)下完全燃燒，能使用預(yù)熱空氣，所以燃燒時(shí)能得到較高的溫度。用預(yù)熱空氣，所以燃燒時(shí)能得到較高的溫度。 爐子燃燒空間較小，火焰要求較短時(shí)，應(yīng)磨細(xì)一爐子燃燒空間較小，火焰要求較短時(shí)，應(yīng)磨細(xì)一些。揮發(fā)物多，煤粒較易燃燒，可磨粗些。些。揮發(fā)物多，煤粒較易燃燒，可磨粗些。 煤因表面積很大，吸附空氣的能力很強(qiáng)，有流動(dòng)煤因表面積很大，吸附空氣的能力很強(qiáng)，有流動(dòng)性，一般使用空氣輸送。性，一般使用空氣輸送。 空氣中懸浮一定濃度的煤粉時(shí)極易發(fā)生爆炸，故空氣中懸浮一定濃度的煤粉時(shí)極易發(fā)生爆炸，故使用粉煤

30、應(yīng)注意安全。為防止爆炸，要求輸送時(shí)空氣粉使用粉煤應(yīng)注意安全。為防止爆炸，要求輸送時(shí)空氣粉煤混合物的溫度不超過煤混合物的溫度不超過100150，不允許在運(yùn)輸系統(tǒng)，不允許在運(yùn)輸系統(tǒng)中長(zhǎng)期停積煤粉。中長(zhǎng)期停積煤粉。概述概述 燃燒計(jì)算的目的是為了給爐子設(shè)計(jì)和爐子熱工管理提燃燒計(jì)算的目的是為了給爐子設(shè)計(jì)和爐子熱工管理提供必要的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是選擇風(fēng)機(jī)、確定煙道和煙囪尺供必要的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是選擇風(fēng)機(jī)、確定煙道和煙囪尺寸以及進(jìn)行傳熱計(jì)算時(shí)不可缺少的依據(jù)。寸以及進(jìn)行傳熱計(jì)算時(shí)不可缺少的依據(jù)。 1、幾個(gè)基本概念、幾個(gè)基本概念 a、燃燒、燃燒燃燒一種快速的氧化反應(yīng)過程燃燒一種快速的氧化反應(yīng)過程.要使燃燒穩(wěn)定進(jìn)行

31、，其條件要使燃燒穩(wěn)定進(jìn)行，其條件是：連續(xù)不斷地供給足夠的空氣，其中的氧與燃料接觸良是：連續(xù)不斷地供給足夠的空氣，其中的氧與燃料接觸良好；燃料必須加熱到一定溫度，氧化反應(yīng)才能自動(dòng)加速進(jìn)好；燃料必須加熱到一定溫度，氧化反應(yīng)才能自動(dòng)加速進(jìn)行。行。 燃料開始燃燒的最低溫度叫著火溫度。燃料開始燃燒的最低溫度叫著火溫度。 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算2.2燃燒計(jì)算燃燒計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 b、完全燃燒與不完全燃燒、完全燃燒與不完全燃燒 燃料中的可燃物全部與氧發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，生成燃料中的可燃物全部與氧發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，生成不能燃燒的產(chǎn)物不能燃燒的產(chǎn)物CO2、H2

32、O、SO2等叫完全燃燒。等叫完全燃燒。 燃料的不完全燃燒存在兩種情況：燃料的不完全燃燒存在兩種情況： (1)化學(xué)性不完全燃燒化學(xué)性不完全燃燒 燃燒時(shí)燃料中的可燃物質(zhì)沒有得到足夠的氧，或者與燃燒時(shí)燃料中的可燃物質(zhì)沒有得到足夠的氧，或者與氧接觸不良，因而燃燒產(chǎn)物中還含有一部分能燃燒的可燃氧接觸不良，因而燃燒產(chǎn)物中還含有一部分能燃燒的可燃物物H2、CO等被排走，這種現(xiàn)象叫化學(xué)性不完全燃燒。等被排走，這種現(xiàn)象叫化學(xué)性不完全燃燒。 (2) 機(jī)械性不完全燃燒機(jī)械性不完全燃燒 指燃料中的可燃物未參加燃燒反應(yīng)就損失掉的那部分。指燃料中的可燃物未參加燃燒反應(yīng)就損失掉的那部分。 不論是那種情況的不完全燃燒都造成燃

33、料的損失，降不論是那種情況的不完全燃燒都造成燃料的損失，降低燃燒溫度。所以必須分析原因，掌握其內(nèi)部規(guī)律，采取低燃燒溫度。所以必須分析原因，掌握其內(nèi)部規(guī)律，采取準(zhǔn)確措施，主動(dòng)地避免不完全燃燒損失。準(zhǔn)確措施，主動(dòng)地避免不完全燃燒損失。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 c、空氣消耗系數(shù)、空氣消耗系數(shù) 燃料中可燃物燃燒時(shí)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計(jì)算出來的空氣量，燃料中可燃物燃燒時(shí)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計(jì)算出來的空氣量，叫理論空氣需要量以叫理論空氣需要量以L0表示。為了保證燃料完全燃燒，實(shí)表示。為了保證燃料完全燃燒，實(shí)際供給燃燒的空氣量均大于理論空氣需要量。實(shí)際空氣需際供給燃燒的空氣量均大于理論空氣需要量。實(shí)際空氣

34、需要量以要量以Ln表示，它與理論空氣需要量的比值叫空氣消耗系表示，它與理論空氣需要量的比值叫空氣消耗系數(shù)以數(shù)以n表示，即：表示，即： 空氣消耗系數(shù)的大小與燃料種類、燃燒方法以及燃燒空氣消耗系數(shù)的大小與燃料種類、燃燒方法以及燃燒裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。氣體燃料的空氣消耗系數(shù)一般在裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。氣體燃料的空氣消耗系數(shù)一般在1.051.15之間；液體燃料為之間；液體燃料為l.101.25；固體燃料則更大；固體燃料則更大一些，約為一些，約為1.20l.50；人工加煤的小爐子可達(dá)；人工加煤的小爐子可達(dá)2。 實(shí)踐證明，燃料與空氣混合愈好，實(shí)踐證明，燃料與空氣混合愈好，n值愈小，值愈小，n值適當(dāng)值適當(dāng)能得

35、到較高的爐溫，能得到較高的爐溫，n值過大或過小都將影響爐溫降低。值過大或過小都將影響爐溫降低。0nLLn第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 3、燃燒計(jì)算的內(nèi)容及假設(shè)條件、燃燒計(jì)算的內(nèi)容及假設(shè)條件 燃料燃燒的系統(tǒng)理論計(jì)算基礎(chǔ)是化學(xué)計(jì)算，根據(jù)化燃料燃燒的系統(tǒng)理論計(jì)算基礎(chǔ)是化學(xué)計(jì)算，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式找出反應(yīng)物和生成物相互間量的變化規(guī)律。一學(xué)反應(yīng)式找出反應(yīng)物和生成物相互間量的變化規(guī)律。一般燃料燃燒計(jì)算包括下列內(nèi)容：般燃料燃燒計(jì)算包括下列內(nèi)容： (1) 燃料燃燒時(shí)所需要的空氣量的計(jì)算；燃料燃燒時(shí)所需要的空氣量的計(jì)算； (2) 燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算；燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算； (3) 燃燒產(chǎn)物的成分和密度的計(jì)算

36、；燃燒產(chǎn)物的成分和密度的計(jì)算； (4) 燃燒溫度的計(jì)算燃燒溫度的計(jì)算; (5) 空氣消耗系數(shù)的計(jì)算?？諝庀南禂?shù)的計(jì)算。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 工程上為了適用、簡(jiǎn)便起見，燃燒計(jì)算采取以下假定：工程上為了適用、簡(jiǎn)便起見，燃燒計(jì)算采取以下假定： (l) 燃料中可燃成分完全燃燒。元素的分子量取近似整燃料中可燃成分完全燃燒。元素的分子量取近似整數(shù)計(jì)算。數(shù)計(jì)算。 (2) 氣體的體積都按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體的體積都按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(0和和101825Pa)計(jì)算。計(jì)算。任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的千克分子體積任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的千克分子體積(或千摩爾體積或千摩爾體積)都是都是22.4立方標(biāo)米；立方標(biāo)米；

37、(3) 當(dāng)溫度不超過當(dāng)溫度不超過2100時(shí)，在計(jì)算中不考慮燃燒產(chǎn)物時(shí)，在計(jì)算中不考慮燃燒產(chǎn)物的熱分解，亦不考慮固體燃料中灰分的熱分解產(chǎn)物。的熱分解，亦不考慮固體燃料中灰分的熱分解產(chǎn)物。 (4) 計(jì)算空氣量時(shí)，忽略空氣中的微量稀有氣體及計(jì)算空氣量時(shí)，忽略空氣中的微量稀有氣體及CO2，認(rèn)為干空氣中認(rèn)為干空氣中O2和和N2的的 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 燃料燃燒的分析計(jì)算法是根據(jù)化學(xué)反燃料燃燒的分析計(jì)算法是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算中的關(guān)鍵是計(jì)算燃燒所應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算中的關(guān)鍵是計(jì)算燃燒所需的氧，然后按空氣中需的氧，然后按空氣中N2和和O2比例就可求比例就可求出所需的空氣量和燃燒產(chǎn)物

38、量。出所需的空氣量和燃燒產(chǎn)物量。2、 燃料燃燒的分析計(jì)算法燃料燃燒的分析計(jì)算法 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 氣體燃料燃燒計(jì)算除上述共性外，還具有下列特殊氣體燃料燃燒計(jì)算除上述共性外，還具有下列特殊點(diǎn)：點(diǎn)： (1)氣體燃料的氣體燃料的L0及及V0指的是指的是1m3氣體燃料完全燃燒氣體燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣量和生成的燃燒產(chǎn)物量，其單位為時(shí)所需要的空氣量和生成的燃燒產(chǎn)物量，其單位為m3/m3； (2)因?yàn)槿魏螝怏w的千克分子體積在工程計(jì)算中都可因?yàn)槿魏螝怏w的千克分子體積在工程計(jì)算中都可以看成以看成22.4 m3，所以燃燒反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與生成物，所以燃燒反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與生成物

39、之間的分子比就是體積比。之間的分子比就是體積比。A、氣體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算、氣體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 氣體燃料的組成成分以體積百分?jǐn)?shù)表示。燃燒計(jì)氣體燃料的組成成分以體積百分?jǐn)?shù)表示。燃燒計(jì)算時(shí)用濕成分。計(jì)算過程中取算時(shí)用濕成分。計(jì)算過程中取100 m3，故各成分體積，故各成分體積百分含量的絕對(duì)值，與其體積數(shù)相等。例如百分含量的絕對(duì)值，與其體積數(shù)相等。例如100 m3的的煤氣中含煤氣中含CO為為30%，CO的數(shù)量就是的數(shù)量就是30 m3。 氣體燃料中可燃成分有氣體燃料中可燃成分有CO、H2、CH4、C2H4、H2

40、S，它們的化學(xué)反應(yīng)式如下：，它們的化學(xué)反應(yīng)式如下：CO+O2CO2H2+O2 H2OCH4+2O2 CO2+2H2OC2H4+2O22CO2+2H2OH2S+3/2O2 H2O+SO22222SOOHO211SH+第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算氣體燃料中的氣體燃料中的CO2、N2、 H2O及少量及少量SO2，燃燒過程中，燃燒過程中不反應(yīng)，燃燒后直接進(jìn)入廢氣。故不反應(yīng)，燃燒后直接進(jìn)入廢氣。故1m3氣體燃料燃燒的氣體燃料燃燒的燃燒產(chǎn)物量為：燃燒產(chǎn)物量為：則燃燒所需的氧為：則燃燒所需的氧為： 1m3的氣體燃料燃燒，理論空氣需要量為：的氣體燃料燃燒，理論空氣需要量為： 3224242m )

41、OSH211H3C2CHH21CO21(32242420m )OSH211H3C2CHH21CO21(100762. 4L+=330222224240/L 79. 01001O)HSONCOS2HH4C3CHCO(Vmm第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 固體和液體燃料燃燒計(jì)算除與氣體燃料燃燒計(jì)算具有固體和液體燃料燃燒計(jì)算除與氣體燃料燃燒計(jì)算具有共性外，其獨(dú)自的特點(diǎn)是計(jì)算過程是以千克分子（共性外，其獨(dú)自的特點(diǎn)是計(jì)算過程是以千克分子（Kg/mol）數(shù)作為計(jì)算單位，其最終結(jié)果仍應(yīng)換算為體積表示。數(shù)作為計(jì)算單位，其最終結(jié)果仍應(yīng)換算為體積表示。 固體和液體燃料燃燒的理論空氣需要量及理論空氣燃固

42、體和液體燃料燃燒的理論空氣需要量及理論空氣燃燒產(chǎn)物量，仍分別用燒產(chǎn)物量，仍分別用L0和和V0代表，單位是代表，單位是m3/Kg，它表示，它表示1Kg固體或液體燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣和生成的燃固體或液體燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣和生成的燃燒產(chǎn)物的體積。燒產(chǎn)物的體積。 B、液體和固體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算、液體和固體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 固體和液體燃料的可燃成分為碳、氫、硫，其完全固體和液體燃料的可燃成分為碳、氫、硫，其完全燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：可燃成分可燃成分 完全燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方

43、程式完全燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式 碳碳(C) C + O2 = CO2 12 Kg 32 Kg 44 Kg 22.4m3 22.4m3 氫氫(H) H2 + O2 = H2O 2 Kg 16 Kg 18 Kg 22.4m3 22.4m3 硫硫(S) S + O2 = SO2 32 Kg 32 Kg 64 Kg 22.4m3 22.4m3第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 工業(yè)上所使用的固體或液體燃料組成成分共有七種，即：工業(yè)上所使用的固體或液體燃料組成成分共有七種，即：C用用+ H用用+ O用用+ N用用+S用用+A用用+W用用=100% 上述七種組成物性質(zhì)不同，燃燒計(jì)算時(shí)的處理情況也不

44、上述七種組成物性質(zhì)不同，燃燒計(jì)算時(shí)的處理情況也不同。同。 灰分不參加燃燒反應(yīng)，也不變成氣態(tài)燃燒產(chǎn)物，所以不灰分不參加燃燒反應(yīng)，也不變成氣態(tài)燃燒產(chǎn)物，所以不計(jì)算它。計(jì)算它。 碳、氫、硫均系可燃成分，能燃燒放熱，碳、氫、硫均系可燃成分，能燃燒放熱， 燃燒所需的氧燃燒所需的氧就是根據(jù)它們的燃燒反應(yīng)來計(jì)算的。就是根據(jù)它們的燃燒反應(yīng)來計(jì)算的。 氮、水分不發(fā)生變化，燃燒后直接進(jìn)入廢氣中。氮、水分不發(fā)生變化，燃燒后直接進(jìn)入廢氣中。O用用是指是指燃料中原有的氧。燃料中原有的氧。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 取取100kg燃料進(jìn)行燃燒計(jì)算，先將各組成成分的質(zhì)量燃料進(jìn)行燃燒計(jì)算，先將各組成成分的質(zhì)量

45、換算成千克分子數(shù)：換算成千克分子數(shù)： C用用/12; H用用/2; O用用/32; N用用/28; S用用/32; W用用/18得出得出100Kg燃料燃燒時(shí)所需要的氧千克分子數(shù)為：燃料燃燒時(shí)所需要的氧千克分子數(shù)為： kgmol32O32S2H2112C用用用用100kg燃料燃燒所需的理論空氣量為燃料燃燒所需的理論空氣量為: kgmol)32O32S4H12C(762. 4用用用用第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 以千克分子數(shù)表示的理論空氣量換算成體積，即以千克分子數(shù)表示的理論空氣量換算成體積，即1 kg燃燃料燃燒的理論空氣量為：料燃燒的理論空氣量為：kgm /)32O32S4H12C

46、(762. 41004 .22L30用用用用100kg燃料燃燒的理論燃燒量的千克分子數(shù)為燃料燃燒的理論燃燒量的千克分子數(shù)為:molkg /)32O32S4H12C(762. 318W28N32S2H12C(用用用用用用用用用）則則1 kg燃料燃燒的理論燃燒產(chǎn)物量為：燃料燃燒的理論燃燒產(chǎn)物量為：kgm /)32O32S4H12C(762. 318W28N32S2H12C(1004 .22V30用用用用用用用用用）第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算b、當(dāng)考慮到空氣中的飽和水蒸汽時(shí)、當(dāng)考慮到空氣中的飽和水蒸汽時(shí)C、燃料燃燒的實(shí)際空氣需要量和實(shí)際燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算、燃料燃燒的實(shí)際空氣需要量和實(shí)際

47、燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算 a、當(dāng)空氣消耗系數(shù)、當(dāng)空氣消耗系數(shù)n1時(shí)：時(shí)：實(shí)際空氣需要量為：實(shí)際空氣需要量為： Ln=nLo m3/kg或或m3/m3 實(shí)際燃燒產(chǎn)物量為實(shí)際燃燒產(chǎn)物量為:00L) 1n (VVn-+=m3/kg或或m3/m3實(shí)際空氣需要量應(yīng)為實(shí)際空氣需要量應(yīng)為: ）（干干干干干濕OHnnOHnn2200124g. 01LL00124g. 0LL+=+=m3/kg或或m3/m3實(shí)際燃燒產(chǎn)物量實(shí)際燃燒產(chǎn)物量: 干干干濕nOHnnL00124g. 0VV2+=m3/kg或或m3/m3第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 燃燒產(chǎn)物的成分燃燒產(chǎn)物的成分是指燃燒產(chǎn)物中各種組分所占的體積是指燃燒

48、產(chǎn)物中各種組分所占的體積百分?jǐn)?shù)。百分?jǐn)?shù)。 燃燒產(chǎn)物的密度燃燒產(chǎn)物的密度是指是指1m3燃燒產(chǎn)物所具有的質(zhì)量，單位燃燒產(chǎn)物所具有的質(zhì)量，單位是是kg/m3。 燃燒產(chǎn)物的成分和密度都是進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)必須知道燃燒產(chǎn)物的成分和密度都是進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)必須知道的原始數(shù)據(jù)。其中燃燒產(chǎn)物成分是計(jì)算爐氣黑度的依據(jù)，的原始數(shù)據(jù)。其中燃燒產(chǎn)物成分是計(jì)算爐氣黑度的依據(jù)，燃燒產(chǎn)物密度在氣體力學(xué)方面的計(jì)算中要經(jīng)常用到。燃燒產(chǎn)物密度在氣體力學(xué)方面的計(jì)算中要經(jīng)常用到。D、燃燒產(chǎn)物成分和密度的計(jì)算、燃燒產(chǎn)物成分和密度的計(jì)算第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算a、固體和液體燃料的燃燒產(chǎn)物成分和密度的計(jì)算、固體和液體燃料的燃燒

49、產(chǎn)物成分和密度的計(jì)算 %100Vn1004 .2212C%100COCO22=用燃燒產(chǎn)物的總體積的體積燃燒產(chǎn)物中%100Vn1004 .2218W2H%100OHOH22+=）（燃燒產(chǎn)物的總體積體積燃燒產(chǎn)物中用用%100Vn1004 .2232S%100SOSO22=用燃燒產(chǎn)物的總體積的體積燃燒產(chǎn)物中%100Vn79L. 01004 .2228N%100OHNn22+=用燃燒產(chǎn)物的總體積體積燃燒產(chǎn)物中%100Vn1)L-21(n. 0%100OO022=燃燒產(chǎn)物的總體積體積燃燒產(chǎn)物中燃燒產(chǎn)物成分燃燒產(chǎn)物成分 :第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 (2) 當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物的成分時(shí)，可以根據(jù)

50、物質(zhì)不滅定當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物的成分時(shí)，可以根據(jù)物質(zhì)不滅定律律(參加燃燒反應(yīng)的原始物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)等于燃燒反應(yīng)生成參加燃燒反應(yīng)的原始物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)等于燃燒反應(yīng)生成物即燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量物即燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量)，用下式計(jì)算燃燒產(chǎn)物的密度：，用下式計(jì)算燃燒產(chǎn)物的密度： 燃燒產(chǎn)物的密度燃燒產(chǎn)物的密度 (1) 當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時(shí)，燃燒產(chǎn)物的密度當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時(shí)，燃燒產(chǎn)物的密度可可用下式計(jì)算用下式計(jì)算 322222/1004 .2232O28N64SOO18H44COmkg3nn/V293L. 1)A1 (mkg第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算b、氣體燃料的燃燒產(chǎn)物成分和密度的計(jì)算、氣體燃料的燃燒產(chǎn)物成

51、分和密度的計(jì)算%1001001V)COHmCCHCO(COn2nm42+=%100Vn1001OHSHHC2n2CHHOH22nm422+=）（%100Vn1001SHSO22=%100Vn79L. 0100NNn22+=%100Vn1)L-21(n. 0O02燃燒產(chǎn)物成分燃燒產(chǎn)物成分 :第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算(2) 當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物成分時(shí)，其計(jì)算公式為：當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物成分時(shí)，其計(jì)算公式為：燃燒產(chǎn)物的密度燃燒產(chǎn)物的密度: (1) 當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時(shí)，燃燒產(chǎn)物的密度當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時(shí)，燃燒產(chǎn)物的密度可用下式計(jì)算：可用下式計(jì)算： 322222/1004 .2232O28N

52、64SOO18H44COmkgnnn2222nm2V293L. 1V1004 .22O18H28N44COS34HHC)2n12m(2H28CO+=第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算一、燃燒溫度的概念一、燃燒溫度的概念 燃料燃燒放出的熱量，燃料燃燒放出的熱量，全部全部被被燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物所所吸收吸收，燃燃燒產(chǎn)物燒產(chǎn)物所能所能達(dá)到的溫度達(dá)到的溫度叫燃料的燃燒溫度。叫燃料的燃燒溫度。4、燃燒溫度、燃燒溫度 燃燒溫度既與燃料內(nèi)部的燃燒溫度既與燃料內(nèi)部的化學(xué)組成化學(xué)組成有關(guān)，又受有關(guān)，又受外部外部燃燒條件燃燒條件的影響。的影響。 即燃燒溫度的高低，取決于燃燒產(chǎn)物中所含熱量的多少。燃燒即燃燒溫度

53、的高低，取決于燃燒產(chǎn)物中所含熱量的多少。燃燒產(chǎn)物中所含的熱量越多，它的溫度就越高。燃燒產(chǎn)物中所含熱量的多少，產(chǎn)物中所含的熱量越多，它的溫度就越高。燃燒產(chǎn)物中所含熱量的多少，取決于燃燒過程中熱量的收入和支出。取決于燃燒過程中熱量的收入和支出。 根據(jù)根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)化定律能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，燃燒過程中燃燒產(chǎn)物的，燃燒過程中燃燒產(chǎn)物的熱量收入和熱量支出之間必然相等，寫出它的熱量收入和熱量支出之間必然相等，寫出它的熱平衡方程熱平衡方程式式，就可以算出它的燃燒溫度。，就可以算出它的燃燒溫度。第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算熱量的來源熱量的來源(即燃燒過程熱平衡方程式的收入項(xiàng)即燃燒過程熱平衡方程

54、式的收入項(xiàng))有有 (1) 燃料的化學(xué)熱燃料的化學(xué)熱Q低低 (2)空氣的物理熱空氣的物理熱Q空氣空氣 (3)煤氣的物理熱煤氣的物理熱Q煤氣煤氣熱量的支出項(xiàng)有熱量的支出項(xiàng)有: (1)燃燒產(chǎn)物得到的熱量燃燒產(chǎn)物得到的熱量Q產(chǎn)產(chǎn) (2)傳給周圍介質(zhì)的熱量傳給周圍介質(zhì)的熱量Q介介 (3)由于不完全燃燒所損失的熱量由于不完全燃燒所損失的熱量Q不不 (4)由于燃燒產(chǎn)物的熱分解而損失的熱量由于燃燒產(chǎn)物的熱分解而損失的熱量Q解解因此，燃燒過程的熱平衡方程式為：因此，燃燒過程的熱平衡方程式為： Q低低+Q空氣空氣+Q煤氣煤氣=Q產(chǎn)產(chǎn)+Q介介+Q不不+Q解解第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算根據(jù)熱平衡方程式

55、，可求出燃燒產(chǎn)物所含的熱量為：根據(jù)熱平衡方程式，可求出燃燒產(chǎn)物所含的熱量為： Q產(chǎn)產(chǎn)= Q低低+Q空氣空氣+Q煤氣煤氣-Q介介-Q不不-Q解解又因：又因： 產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)tCVQn=產(chǎn)解不介煤氣空氣低產(chǎn)CVQQQQQQtn+=得：得： t產(chǎn)產(chǎn)反映了在生產(chǎn)實(shí)際條件下燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的實(shí)際溫反映了在生產(chǎn)實(shí)際條件下燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的實(shí)際溫度，所以叫做度，所以叫做“實(shí)際燃燒溫度實(shí)際燃燒溫度”，并用符號(hào)，并用符號(hào)t產(chǎn)產(chǎn)表示。表示。在完全燃燒和絕熱條件下，也就是當(dāng)在完全燃燒和絕熱條件下，也就是當(dāng)Q Q不不和和Q Q介介都等于零時(shí)，都等于零時(shí)，燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的溫度叫做燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的溫度叫做“理論燃燒溫度理論燃

56、燒溫度”，即：，即：產(chǎn)解煤氣空氣低理CVQQQQtn理實(shí)tt=得：得： 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算二、燃燒溫度的計(jì)算二、燃燒溫度的計(jì)算產(chǎn)解煤氣空氣低理CVQQQQtn由由求出以下各項(xiàng)參數(shù)：求出以下各項(xiàng)參數(shù)： (1) 燃燒產(chǎn)物的體積燃燒產(chǎn)物的體積 Vn。 (2) 燃燒產(chǎn)物的平均熱容量燃燒產(chǎn)物的平均熱容量c產(chǎn)產(chǎn)， 可以根據(jù)燃燒產(chǎn)物的可以根據(jù)燃燒產(chǎn)物的成分及每種成分的平均熱容量來計(jì)算。成分及每種成分的平均熱容量來計(jì)算。 (3) 燃料的低發(fā)熱量燃料的低發(fā)熱量Q低低。 (4) 空氣的物理熱空氣的物理熱Q空氣空氣。 (5) 煤氣的物理熱煤氣的物理熱Q煤氣煤氣。 (6) 由于燃燒產(chǎn)物的熱分解

57、所損失的熱量由于燃燒產(chǎn)物的熱分解所損失的熱量Q 解解。nV空氣空氣空氣tCLQn=煤氣煤氣煤氣tCLQn=第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 在爐子設(shè)計(jì)等工程計(jì)算中，為了避免在爐子設(shè)計(jì)等工程計(jì)算中，為了避免的繁瑣計(jì)算，我的繁瑣計(jì)算，我們可以利用現(xiàn)成的圖表來求理論燃燒溫度，其中應(yīng)用比較們可以利用現(xiàn)成的圖表來求理論燃燒溫度，其中應(yīng)用比較廣泛的是羅津和費(fèi)林格編制的廣泛的是羅津和費(fèi)林格編制的itit圖圖 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算（1）燃料的發(fā)熱量）燃料的發(fā)熱量（2）空氣及煤氣的預(yù)熱溫度）空氣及煤氣的預(yù)熱溫度（3）減少燃燒過程的熱損失）減少燃燒過程的熱損失（4）燃料完全燃燒）燃

58、料完全燃燒（5）空氣消耗系數(shù)）空氣消耗系數(shù)（6）富氧鼓風(fēng)和氧氣助燃）富氧鼓風(fēng)和氧氣助燃提高燃燒溫度的途徑提高燃燒溫度的途徑 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算5、空氣消耗系數(shù)的計(jì)算、空氣消耗系數(shù)的計(jì)算L過過代表過剩空氣量代表過?？諝饬?0nLLL-=過nnn0nLL11LLLLLn過過-=-=過?？諝庵械难趿浚哼^?？諝庵械难趿浚?過過21L. 0%O2=21. 0V%OLn2=過過煙氣中的氮量煙氣中的氮量=空氣帶進(jìn)的氮空氣帶進(jìn)的氮+燃料中的氮燃料中的氮 %N79L. 0V%Nnn2燃+=或或 n22n2n2nVNNO217911%NV%N79. 021. 0VO11LL11n燃過燃過過-=-=-