3工程燃烧计算

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1、第三章工程燃烧计算一、基本知识1、基本概念1）着火温度2）完全燃烧燃料中的可燃物全部与氧发生充分的化学反应，生成不能燃烧的产物。3）不完全燃烧气体不完全燃烧燃烧产物中含有一部分未燃尽的可燃气体。固体不完全燃烧燃烧时燃料中有些固体可燃物未经燃烧就从炉栅条间掉落，有些夹在烟气中带走。产生不完全燃烧的原因:a.空气供给不足,不完全燃烧b.空气供给恰好或供给过剩,但由于燃料和空气接触不好,导致燃烧不完全4）理论空气量燃料中可燃成分完全燃烧时，根据化学反应式计算的空气量V°(m3/kg)5）实际空气量（Va）实际燃烧

2、过程中所加入的空气量。6）理论烟气量（V0）燃料与理论空气量进行完全燃烧时所得的烟气量7）实际烟气量（V）燃料与实际空气量进行完全燃烧时所得的烟气量8）烟气组成（体积百分数）：烟气中各组成量与总烟气量的比值。9）过量空气系数（α）实际空气量与理论空气量的比值。α=1:空气供给恰好，烟气中无多余氧气α>1:空气供给过剩，烟气中有多余氧气α<1:空气供给不足，不完全燃烧空气过剩系数的选择：a.与燃料的种类有关：燃料越细匀，与空区混合越好，α越小，α=1.05～1.15。b.与燃烧气氛有关：氧化气氛，α>1；还原

3、气氛，α<1。c.与燃烧方式有关：如对于气体燃料，长焰燃烧，α=1.2～1.6；无焰燃烧，=1.05。d.与燃烧设备有关：对于煤粉燃烧或立窑，α较大；而对于回转窑，α较小。空气过剩系数在炉窖设计及操作中的意义：a.选择合理的空气系数有利于提高燃烧温度。这是因为即保证了燃料的充分燃烧，又使生成的烟气量尽可能少。b.控制燃烧气氛：氧化气氛，α>1；中性气氛α≈1；还原气氛，α<1。c.影响气体流动：α较大时，烟气量大，气体流速增大，阻力损失也增加。d.影响热利用：α越大，产生的烟气量增大，则烟气量离窖时带走的热

4、损失增加2、计算目的、依据、内容及假定1）计算的目的a.为设计窑炉需要：已知：燃料的组成及燃烧的条件计算：燃料燃烧所需要的空气量、烟气生成量、烟气组成及烟气温度。从而设计燃烧室、管道空气烟道b.为操作窑炉需要已知：燃料的组成及烟气成分计算：燃料燃烧所需要的实际烟气量、空气量、空气过剩系数、漏气量等，从而评价燃烧的操作水平。2）计算依据和内容（1）依据：化学反应式——找出反应物和生成物相互间量的变化规律。（2）内容：a.理论空气量、实际空气量和过量空气系数b.燃烧产物组成量计算、空气与烟气焓的计算，燃烧效率计

5、算。3）假定(1)空气和烟气包括水蒸气都视为理想气体，即每1kmol气体在标准状态下的容积为22.4m3(2)气体计算单位为m3/kg(以0°C和0.1013MPa状态下的立方米为单位)(3)不计空气中的微量稀有气体及CO2，即认为干空气的组成成分W/%（重量百分比）V/%（体积百分比）O223.2021N276.8079二、空气量、烟气量及烟气组成的计算基本概念原子质量：绝对原子质量：1个氧原子的质量是2.657×10-26kg相对原子质量：相对原子质量＝原子质量/(1.9927×10-26(标准碳原子质

6、量)的l/12)1氢H1.007942氦He4.0026023锂Li6.9414铍Be9.0121825硼B10.8116碳C12.0177氮N14.00678氧O15.99941mol：阿伏加德罗常数（约6.02×10^23）个微粒1kmol标准状态下气体体积为22.4m31）固、液体燃料1、空气量的计算碳的燃烧方程式：碳的原子量是12，12kg碳燃烧时反应式为：即12kg碳燃烧时需要22.4m3氧，亦即1kg碳燃烧时需要22.4/12m3氧。而1kg燃料中碳的含量是(Car/100)kg,故燃烧时所需的

7、氧气量为：1kg燃料中所含的氢元素在完全燃烧时所需的氧气为：1kg燃料中所含的硫元素在完全燃烧时所需的氧气为：另外，1kg燃料中所含的氧元素量为：同样，根据反应式：因此，1kg燃料完全燃烧所需的理论氧气量为：空气中氧的容积含量为21%，所以1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量（体积数）为：所需理论空气量（质量数）：1.293——干空气在标准状态下的密度，kg/m3其中烟气分析时，CO2和SO2是一起测定的，统称为RO2。1kg碳燃烧所需的理论空气量为8.89m3，发热量32825kJ1kg氢燃烧所需的理论空气

8、量为26.5m3，发热量120220kJ固体和液体燃料含有大量碳和氢，虽然各种燃料中所含碳和氢的百分比不同，但碳和氢的理论空气量与发热量的比值几乎相同，也就是说，各种燃料的理论空气量与发热量比值大致为常数。实际空气量根据发热量估算理论空气量的经验公式：Vdaf(可燃基挥发分)>15%的烟煤或贫煤Vdaf<15%的贫煤或无烟煤Qnet,ar（收到基低位发热量）<12500kJ/kg的劣质煤2）气体燃料不可燃气体成分