第一講

§4.1燃料的通性

一、本課的基本要求

1．掌握燃料的化學組成及各種成分之間的相互轉換。2．燃料發熱量的計算。3．標準燃料的概念。二、本課的重點、難點

1．重點：燃料的化學組成。2．難點：燃料成分之間的相互轉換。§4.2燃料的燃燒

第四章燃料及燃燒計算

凡是在燃燒時(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或其他方面的物質稱為燃料。所謂有效地利用是指利用這些熱源在技術上是可能的、在經濟上是合理的。

1.燃料的定義第四章燃料及燃燒計算2.對燃料的要求

（1）在當今技術條件下，單位質量(體積)燃料燃燒時所放出的熱可以有效地利用。（2）燃燒生成物是氣體狀態，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以外利用生成物中所含的熱量。（3）燃燒產物的性質時熔煉(加熱)設備不起破壞作用，無毒、無腐蝕作用。（4）燃燒過程易于控制。（5）有足夠多的蘊藏量，便于開采。第四章燃料及燃燒計算§4.1燃料的通性

一、燃料的化學組成1．固(液)體燃料的化學組成（1）固(液)體燃料的基本組成

固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能燃燒放熱構成可燃成分，但S燃燒后生成的而氧化硫為有毒氣體。所以視硫為有害成分；氧和氮的存在相對降低了可燃成分的含量，屬于有害物質；水分(W)的存在不僅相對降低了可燃成分含量，而且水分在蒸發時要吸收大量的熱，所以視水為有害物質；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行，在燃燒過程中易溶結成塊，阻礙通訊，造成燃料浪費和增加排灰的困難。第四章燃料及燃燒計算（2）固(液)體燃料的成分分析

固(液)體燃料的成分分析方法有元素分析法和工業分析法兩種。元素分析法是確定燃料中C、H、O、N、S的重量百分含量，它不能說明燃料由那些化合物組成及這些化合物的形式。只能進行燃料的近似評價，但元素分析法的結果是燃料計算的重要原始數據。工業分析法可測定水分、灰分、揮發分產率及固定碳的含量，并能估計燃料的結焦性能以作為評價燃料的指標。第四章燃料及燃燒計算（3）固(液)體燃料成分的表示方法及其相互轉換

成分表示方法有四種，即：供用成分：干燥成分：

可燃成分：

有機成分：

以上四種表示方法可以進行互相轉換，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，其質量相等。其換算關系具表4-1-1。00100=+++ooooNOHC00100=++++rrrrrSNOHC00100=+++++ggggggASNOHC00100=++++++yyyyyyyWASNOHC第四章燃料及燃燒計算2．氣體燃料的化學組成(1)氣體燃料的化學主分

氣體燃料是由簡單氣體化合物與氣體單質所組成的機械混合物。一般含有以下成分：CO、等，其中為可燃氣體，為有害物質。

(2)氣體燃料的分析

氣體燃料的分析通常用吸收法，氣體燃料中的水分是單獨測定的，而且用一標準立方米干氣體中所含水分的質量表示，為。空氣在各種溫度下的飽和水含量的大小見附表18，各種氣體燃料的飽和含水量借用該表確定。

........2222242OHNOSOSHHCCHHmngOHg2第四章燃料及燃燒計算(3)氣體燃料成分的表示方法及其換算

氣體燃料成分的表示方法有兩種：即濕成分和干成分。濕成分：干成分：

濕成分與干成分之間可以相互換算，換算的原則與固(液)體燃料相同。其步驟是：先由附表18查出；然后由(式中X表某成分)最后計算出水分的含量：002222242100=++++++++yyyyyymnyyyOHNOSOSHHCCHHCO00222242100=+++++++gggggmngggNOSOSHHCCHHCOgOHg2100)124.0100(2′=+ggOHyXgXgOHgOHyggOH22124.0100100124.02+=第四章燃料及燃燒計算二、燃料的發熱量

1.燃料發熱量的概念

單位質量(體積)的燃料完全燃燒時所放出的熱量稱為燃料的發熱量，用Q表示，單位為或。

根據燃燒產物的狀態，燃料的發熱量有高發熱量()和低發熱量()之分，在燃燒計算時一般用，高、低發熱量之間有如下關系：KgKJ3mKJGWQDWQDWQKgKJHWQQyyyDWyGW

)9(17.25++=第四章燃料及燃燒計算2.發熱量的計算（1）氣體燃料發熱量的計算

（2）固(液)體燃料的發熱量計算

（3）混合煤氣的發熱量計算

32424

231599360108128mKJSHHCCHHCOQyyyyyyDW++++=KgKJWSOHCQyyyyyyDW

25)(1091030339---+=321

)1(mKJQxxQQyyyDW-+=第四章燃料及燃燒計算3．標準燃料第四章燃料及燃燒計算

國家規定發熱量29.27×10KJ/Kg，即2000Kcal/Kg的燃料為標準燃料，燃料的發熱量與標準燃料發熱量的比值稱為燃料的熱當量。用以評價燃料質量的優劣。3第四章燃料及燃燒計算§4.2燃料的燃燒

塊煤層狀燃燒粉煤燃燒法煤塊大小空氣消耗等效數（一、二次空氣）固體燃料燃燒混合霧化機械性能霧化劑及霧化壓力霧化（關鍵性環節）液體燃料燃燒反應系統壓力反應物質的濃度空氣煤氣混合物的加熱與著火有焰燃燒無焰燃燒空氣與煤氣的流動方式氣體的速度氣體的相對速度氣流直徑煤氣的發熱量空氣消耗等效煤氣與空氣的混（關鍵性環節）氣體燃料燃燒方法影響因素燃燒過程燃料種類返回第二講§4.3燃燒計算一、本課的基本要求

二、本課的重點、難點

1．了解燃燒計算的幾點假設。2．掌握燃燒所需空氣量及燃燒產物量的計算、燃燒產物成分及其密度計算。3．掌握空氣消耗參數的計算、選擇原則、影響因素及對熱工的影響。

本課的重點是氣體燃料、固液體燃料的分析計算法，空氣消耗參數對熱工過程的影響。第四章燃料及燃燒計算§4.3燃料計算

總述燃燒計算須確立的參數，燃燒計算的目的，為了計算方便，所做相關假設（六條）。

第四章燃料及燃燒計算第四章燃料及燃燒計算一、燃料燃燒的分析計算法

燃料燃燒的分析計算法是根據燃燒反應的物質平衡即使燃燒分析所需的及產物成分和。1．氣體燃燒的分析計算法

過程略，見表4-3-1。nnVLL..0r第四章燃料及燃燒計算第四章燃料及燃燒計算（1）空氣消耗量

（2）燃燒產物量

見P237頁（4-3-3）式和（4-3-4）及（4-3-5）式（3）燃燒產物成分計算

見（4-3-6）式

（4）燃燒產物密度計算

見（4-3-7）和（4-3-8）式

3322420

])4221[1004.762mmOSHHCmCCHHCOLyyymnnyyy-+++++=0nLLn=2123第四章燃料及燃燒計算2．固液體燃料的分析計算法

固液體燃料的分析計算法見表（4-3-2）及式（4-3-11）~（4-3-16）二、經驗公式計算法見表（4-3-3）三、空氣消耗系數1．

影響空氣消耗系數的因素

（1）燃料的種類（2）燃料準備（3）燃料設備的結構第四章燃料及燃燒計算2．空氣消耗系數對熱工的影響

（1）n值對Ln及Vn的影響（2）n值對燃燒溫度的影響（3）n值對燃燒產物成分的影響（4）對燃料利用系數的影響

結論：選擇n值的原則是在保證完全燃燒的條件下，n值越小越好。3．空氣消耗系數的計算

在爐子設計時，一般都根據燃料的條件選取n值。在正常工作的爐子上，則常依據燃燒產物成分的分析來計算n值。

計算n值的原理是物質平衡。可以通過氧平衡或氮平衡來計算n值。

第四章燃料及燃燒計算三、作業

P2504-14-2

第四章燃料及燃燒計算返回第三講§4.4燃燒溫度及其計算

一、本課的基本要求

1．掌握燃燒溫度的概念、影響燃燒溫度的因素。2．掌握實際燃燒溫度的計算。3．掌握提高燃燒溫度的措施。二、本課的重點、難點

本課的重點是影響燃燒溫度的因素。第四章燃料及燃燒計算§4.4燃料溫度及其計算

燃燒溫度的計算不僅是評價燃料優劣的重要手段，而且是設計爐子及爐子操作的重要參數。一、燃燒溫度的概念

燃燒溫度是指燃料在燃燒過程中產生的熱量使燃燒生成的氣體產物所達到的溫度。

燃燒溫度與燃料的種類、燃燒的方法、傳熱條件等諸多因素有關。歸納起來，它主要取決于燃燒過程的熱平衡。

第四章燃料及燃燒計算1．燃燒過程的熱平衡

（1）熱收入項①燃料燃燒的化學熱②空氣預熱帶入的物理熱③煤氣預熱帶入的物理熱DWQaQ

aanatCLQ

=或3

mKJKgKJ

fQ

ffftCQ

=或3

mKJKgKJ

第四章燃料及燃燒計算（2）熱支出項cpQ

①燃燒產物的熱含量cpQ

cpcpncpTCVQ

=或3

mKJKgKJ

②燃燒產物傳給周圍物體的熱量tcQ

③燃料不完全燃燒損失的熱量i

Q④高溫下燃燒產物熱分解所吸收熱量td

Q當熱支出與熱收入相等時,燃燒產物就達到一個相對穩定的燃燒溫度,此時所以燃燒溫度為tditccpcpnfaQQQtCVQQ

+++=++DWQcpntditcfaDWCPCVQQQQQQt---++=

第四章燃料及燃燒計算2．燃燒溫度的表示方法

（1）絕熱燃燒溫度

k

t（2）量熱計式溫度

c

t++cpnfaDWkCVQQQt=

QcpnDWcCVt=

（3）理論燃燒溫度

tht（4）實際燃燒溫度

rtcpntdfaDWthCVQQQQt-++=

m=tht

rt需要說明的是，和都不叫爐溫，爐溫后面再述。

r

tth

t第四章燃料及燃燒計算二、燃燒溫度的計算1．理論燃燒溫度的計算

cpnffaanDWthCVtCtCLQt++=

tht

由于

與有關，為使計算過程簡化，令，則cpC

thcpcptCi=