工程燃烧学计算.pptx

工程燃烧学SchoolofElectricPower,SouthChinaUniversityofTechnology

Guangzhou,P.R.ChinaMeirongDong1

§第3章工程燃烧计算1.化学反应和基本概念2.燃烧空气量的计算3.燃烧烟气量的计算4.燃烧温度的计算5.燃烧检测6.举例说明2

3

3.1工程燃烧基本概念主要参数单位数量燃料燃烧所需要氧化剂的数量(O2,air);生成的燃烧产物的数量；燃烧温度；燃烧完全程度；生成的燃烧产物的成分；4

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。计算目的、依据、内容及假定5

2）计算的依据和内容（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，燃烧效率的计算。6

（1）气体体积均按标准状态下（0℃，101325Pa）的体积进行计算；（2）认为干空气中氧气与氮气的体积比为O2:N2=21:79；质量比为23.2:76.8。空气的体积是其中氧气体积的4.76倍；空气中氮气的体积是氧气体积的3.76倍；（3）当考虑空气中的水蒸汽含量时，按使用温度下其饱和水蒸汽量进行计算；（4）燃烧反应计算中，固体燃料和液体燃料的成分按收到基成分计算，气体燃料成分按湿成分计算；（5）燃烧设计计算中，可先不考虑燃烧产物中CO2与H2O的热分解；（6）燃烧设计计算属于热力学计算范畴，不考虑燃烧过程中动力学因素的影响。73)假定条件

3.1工程燃烧基本概念燃烧状态理想燃烧：不涉及气流混合、扩散，仅化学反应平衡状态进行计算；假定：fuel,air混合均匀完全燃烧;不完全燃烧；理论完全燃烧；实际燃烧过程；氧化剂充足，但混合不均匀；氧化剂不足；8

1）理论空气量（Vk0）：理论上燃料中的可燃成分完全燃烧所需的空气量。2）实际空气量（Vk）：实际燃烧过程中所加入的空气量。3）理论烟气量（Vy0）：燃料与理论空气量进行完全燃烧时所得的烟气量。4）实际烟气量（Vy）：燃料与实际空气量进行完全燃烧时所得的烟气量。3.1工程燃烧基本概念9

6）空气过剩系数（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α1:空气供给过剩,烟气中有多余氧气α1:空气供给不足,不完全燃烧5）烟气组成（体积百分数）：烟气中各组成量与总烟气量的比值。10

1)空气供给不足,不完全燃烧2)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11产生不完全燃烧的原因:

1）与燃料的种类有关：燃料越细匀，α越小，α=1.05～1.15。2）与燃烧气氛有关：氧化气氛，α1；还原气氛，α1。3）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，α=1.05。4）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。12空气过剩系数的选择：

13a.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，α1；中性气氛α≈1；还原气氛，α1。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损失增加。空气过剩系数在炉窖设计及操作中的意义：

14§3.2燃烧空气量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(标准碳原子质量)的l/12)1氢H1.007942氦He4.002602