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新型燃烧指标方程的建立 范杜平，周英彪 华中科技大学能源与动力学院，武汉（430074 ） 摘 要：本文从热动力学积分出发建立了新型燃烧特征方程，得到新型燃烧特征方程与常规 燃烧指标对应基本方程为一般与特殊的关系；基本方程及其燃烧指标只能对燃烧最大速率之 前的燃烧特性进行正确的判断，而用新型燃烧特征方程得到的新型燃烧指标可以对燃烧整个 阶段的燃烧特性进行正确的判断；湛江用煤热重实验得到常规燃烧指标优劣次序与新型燃烧 指标基本一致，新型燃烧指标方程具有一定的优越性。 关键词：工程热物理；新型燃烧特征方程；热重实验；新型燃烧指标 中图分类号：TK16 煤的燃烧特性对煤粉锅炉的运行有着至关重要的影响。由于煤炭运输能力不足及国家要 求火电站尽量燃用低品位煤，火电厂往往需燃用混煤。目前，国内电站对煤及混煤的燃烧特 性研究多数集中在热重试验研究[1]~[4]，但是，在利用热重实验曲线研究煤及混煤燃烧特性时， 许多研究者往往根据现有燃烧特性经验公式和热重曲线的特征点来研究煤的燃烧特性,但是 对这类燃烧指标的可行性和局限性很少报道。 本文就是从热积分方程推导新的燃烧特征方程和建立了新型的燃烧指标方程，利用湛江 用煤的热重曲线对新型燃烧指标和常规燃烧指标进行计算和分析。 1 新型燃烧特征方程的建立 为了解决动力学所定义的活化能与热力学中活化能的矛盾[5][6][7]关系，采用反应速率 常数与温度基于一般的Arrhenius 形式 k AT b exp(=−E / RT ) B exp(=−E / RT ) （1） 式中k 表示反应速率常数，s-1；A 表示指前因子，s-1；E 为活化能，kJ.mol-1 ；R 为气 体常数，8.314 kJ.mol-1.K-1；T 表示温度，K 。A 、E 对某种燃料而言，均是与温度无关的数， B=ATb 表示新的指前因子，与温度有关（B 的单位是s-1，Tb 表示无量刚的数值），B 为了 后面研究的方面而引入的。 根据化学反应速率方程，可以得到燃烧速率方程为 dG B exp(=−E / RT ) f (G ) dt （2 ） 式中f (G) 为反应级数函数，式（2 ）是一般的燃烧速率方程。 式（2 ）对温度T 求导有 d dG BE df (G) dG ( ) 2 exp(=−E / RT ) f (G ) +B exp(−E / RT ) . dT dt RT dG dT dB + exp(−E / RT ) f (G ) dT （3 ） 由于一般热重实验的过程中采用等升温速率过程，令β dT / dt ，则式（3 ）可转化为 -1- 2 1 d G E B df (G) d ln B dG 2 [ 2 =+ exp(−E / RT ) + ] β dt RT β dG dT dt （4 ） 由B 与A 的关系，式（4 ）为 2 2 2 2 T d G / dt E BT df (G) =+ +