燃料燃烧基本理论与燃烧设备.ppt

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1、第六章燃料燃烧基础与燃烧设备主要学习内容：1）燃料种类与组成2）燃料的热工性质（发热量等）3）燃烧计算（空气量、烟气量及烟气组成）4）燃料燃烧过程基本理论（着火温度、着火浓度范围、固定炭的燃烧、可燃气体的燃烧、火焰传播速度等）5）固体燃料的燃烧及其常用设备学习重点：燃烧计算第1节燃料的种类、组成和性质燃料可以分为固体燃料（煤、木柴、可燃贝岩等）、液体燃料（石油及其加工产品）、气体燃料（天然气和人造煤气）。煤的组成常按照工业分析方法表示，分挥发分(V)、固定炭(FC)、灰分(A)以及水分(M)。煤的工业分析基准需要注意。按照其分析基准的

2、不同，可以分为收到基（ar）、空气干燥基（ad）、干燥基（d）、干燥无灰基（daf）等四种方式。煤中的硫的存在形式有三种：硫酸盐中硫、有机硫、硫化物中硫。煤的脱硫对于保护环境有着重要的意义。另外，煤中含有微量的汞等重金属元素，在煤的燃烧过程中会部分挥发到废气中，部分富集在煤灰中，对相应的体系造成环境危害。应道给予重视和适当的处理。煤的各种计算基准收到基：空气干燥基：干燥基：干燥无灰基：煤的组成表示方法煤的水分根据空气干燥前后分为内在水分和外在水分。收到基中的水分为全水分。煤的组成实例（p226）气体燃料气体燃料，由可燃气体和不可燃气体组

3、成。可燃气体成分主要是CO、H2、CH4与其他烃类。气体的组成一般用体积百分数表示，可以分为湿成分和干成分。湿成分可以表示为：干成分可以表示为：第二节燃料的热工性质与选用燃料的热工性质主要是发热量（热值），对于固体燃料，还有挥发分、结渣性、水分、可燃硫含量等；对于液体燃料，还有粘度、闪点、燃点、着火点、凝固点、密度、比热容和导热系数、水分等；对于气体燃料，主要是煤气的平均分子量、密度和平均比热容。发热量定义：单位质量或者体积的燃料安全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量称为燃料的发热量或者热值，单位为kJ/kg（或者kJ/N

4、m3）。如果燃烧后生成的水为气态，称为低位热值，如果为液态。则为高位热值。低位热值更具有指导意义。高位热值和低位热值之间相差为生成水的汽化热。其换算关系为：煤的不同基准下低位热值的换算式煤的其他热工性质挥发分是指在隔绝空气的条件下，将一定量的煤样在900℃下加热7min所得到的气态物质（不包括水分）。挥发物包括矿物结晶水、挥发性成分和热分解产物等。煤的挥发分影响燃烧时火焰的长度和着火温度。结渣性。与煤的灰分组成有关，含FeO，Na2O，K2O等较高时容易结渣。容易结渣的煤操作不稳定，不容易完全燃烧。煤的其他热工性质可燃硫含量。降低可燃硫

5、的危害和提高煤的燃烧性能的主要方法是选煤提纯和控制燃烧条件。煤的选矿提纯包括煤的重力选矿（依靠煤矸石与煤的密度差选矿）、浮选（煤的表面疏水，而矸石亲水）、型煤技术（将脱硫剂添加在煤块中，进行燃中脱硫）。另外，近年来发展了水煤浆技术（将煤液态化，代替部分柴油）和煤变油技术（将煤经过化学加工提炼汽油等油品，近年发展较快）。水分液体燃料的其他热工性质粘度对液体燃料的运输、雾化、过滤等存在较大的影响。一般用恩氏粘度表示（p232）。油品加热到一定温度后先后出现火源靠近有蓝色闪光、蓝色闪光维持5s、无火源也可自燃三个阶段，分别称为闪点、燃点和着火

6、点。三者对于油品的安全使用和优化燃烧条件有着重要的意义。凝固点。油类失去流动性的最高温度称为凝固点。运输油品需要高于凝固点。油类的密度与温度有关，常随温度的增加而减小。重油的质量标准（p234）油类的水分降低燃烧效应。但是为了提高燃烧效率，降低不完全燃烧现象，人们研究了油包水型微乳化液。此类产品中的水分另外考虑。第三节燃料燃烧计算燃烧计算的任务是解决燃料和空气的混合比、烟气量以及烟气组成的。对于设计窑炉、操作窑炉以及风机、管道、烟囱等的设计选型具有重要的作用。因此是本章学习的重点。计算依靠物料平衡来进行，即根据成分分析结果来进行计算。如

7、果没有成分分析结果，用经验公式来计算。本节课只学习按照成分分析结果计算的方法。计算过程中，需要首先进行理论空气量的计算，然后根据实际工艺的要求确定空气系数α，然后可以计算得到实际空气量。得到实际空气量后根据化学反应和物料平衡计算烟气量和烟气组成。一、空气量的计算1固体和液体燃料的理论空气量Vao（以100kg煤为基准）1）燃料中的可燃组分为C、H、S三者。以收到基表示。按照氧化反应有：2）理论需氧量为：3）1kg燃料的理论需氧量为：因此，1kg燃料完全燃烧的理论空气量为：设空气的湿含量（kg水蒸气/kg干空气）为x，则：2实际空气量Va

8、为了防止燃烧不完全，实际空气量大于理论值。引入空气系数的概念。α＝Va/Vao。空气系数的选择与燃料种类、燃烧方式、燃烧设备和要求的燃烧气氛有关。实际空气量等于理论量与空气系数的乘积。二、烟气量和烟气组成的