燃烧原理与设备第一篇
燃烧原理及设备 教学大纲
燃烧原理及设备一、课程说明课程编号：100217Z10课程名称：燃烧原理及设备/ Combustion Principle and Equipments课程类别：专业教育课程学时/学分：32/2先修课程：工程热力学、传热学、流体力学适用专业：建筑环境与能源应用工程教材、教学参考书：1.同济大学主编.燃气燃烧与应用. 北京：中国建筑工业出版社.2011；2.吕瀛主编.燃气燃烧设备.重庆：重庆大学出版社.2011。
二、课程设置的目的意义利用燃气代替固体燃料不仅能够节约能源，提高产品质量及数量，实现生产自动化，改善劳动条件，同时能够减轻城市交通运输负担及提高人民生活水平，而且还能防止大气污染，保护城市环境。
所以城市燃气化是城市现代化的重要标志之一。
本课程要求掌握燃气燃烧原理、燃烧器设计、民用燃具设计、燃气在工业炉及锅炉设备中的合理利用与节能措施、热力计算和空气动力计算方法，同时还要求掌握燃气燃烧的自动调节、运行管理和安全技术措施。
三、课程的基本要求知识: 课程要求掌握燃气燃烧原理、燃烧器设计、民用燃具设计、燃气在工业炉及锅炉设备中的合理利用与节能措施、热力计算和空气动力计算方法，同时还要求掌握燃气燃烧的自动调节、运行管理和安全技术措施。
能力: 培养学生将所学专业理论与知识融会贯通，灵活应用于专业实践之中的基本工作能力，获取知识能力、自学能力和创新能力。
素质: 通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质，建立从燃气燃烧基本原理到工程设计与应用的思维模式，提升理解工程管理基本素质。
通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、考核方式及成绩评定考核方式采用笔试和测验方式，分平时测试、作业测评和期末考核等；成绩六、大纲主撰人：大纲审核人：。
内燃机工作原理
第一篇内燃机工作原理一、概述凡是把某种形式的能转变为机械能的机器都可以叫做发动机。
各种发动机因能源不同又可分为:风力发动机、水力发动机和热力发动机等。
热力发动机就是把燃料燃烧所产生的热能转变为机械能。
因燃料燃烧所处部位不同,热力发动机又可分为外燃机和内燃机两大类。
燃料在发动机外部燃烧的叫外燃机。
如蒸汽机、汽轮机等。
燃料直接在发动机内部燃烧的叫内燃机。
如柴油机、汽油机、煤汽机等。
内燃机与外燃机比较,具有以下优点:1、热效率高。
目前增压柴油机最高热效率可达46%,而蒸汽机只有11—16%。
2、功率范围广,适应性广。
最小的发动机不到1马力,最大的可达50000马力。
同一型号的发动机,经过少量改装,又可适应各种不同用途的需要。
3、结构紧凑、重量轻、尺寸小。
4、使用操作方便,起动快。
正常情况下,一般的柴油机或汽油机能在3—5秒时间内起动,并能在短时间内达到全负荷运转,而且操作比较轻便。
5、运转安全。
二、内燃机的分类内燃机的结构形式很多,现代汽车发动机按下列方法分类。
(一)按采用的燃料不同可分为:柴油机、汽油机、煤油机和煤气机等。
(二)按完成一个工作循环的冲程数可分为:四冲程发动机活塞重复四个冲程完成一个工程循环。
二冲程发动机活塞重复二个冲程完成一个工程循环。
(三)按气缸冷却方式可分为:水冷发动机和风冷发动机。
(四)按发动机气缸数可分为:单缸发动机和多缸发动机。
(五)按燃料在气缸内的着火方式可分为:压燃式发动机利用气缸内被压缩的空气所产生的高温高压使燃料着火燃烧。
柴油机就属于这种着火方式。
点燃式发动机利用外界热源(如电火花)点燃燃料,使其着火燃烧。
如汽油机、煤油机、煤气机都属于这种着火方式。
(六)按用途可分为:固定式发动机发动机用作固定作业的动力,如发电、排灌、农产品加工等作业。
移动式发动机发动机用作移动机械的动力,如汽车的发动机。
(七)按发动机转速或活塞平均速度可分为:高速发动机、中速发动机和低速发动机。
燃烧原理和燃烧设备（改后）
燃烧原理和燃烧设备（改后）第六章燃烧原理和燃烧设备近⼏年，随着国家对节能减排⼯作的⽇益重视，发电⾏业也对⽕电机组运⾏的安全性和经济性提出了更⾼的要求。
尤其对于⼤型燃煤锅炉，在进⾏燃烧⽅式的选取和燃烧设备的设计时，不仅要求能有效地提⾼其燃烧效率，使其具有更⼤的负荷适应能⼒和低负荷稳燃能⼒（不投油助燃时），同时还应尽量减少污染物的排放。
第⼀节燃料燃烧的基本原理⼀、燃烧及燃烧区域（⼀）燃烧燃料燃烧是指燃料中的可燃质与空⽓中的氧进⾏的剧烈化学反应，反应过程中放出⼤量的热量。
在此过程中，燃料和氧化剂可以是同⼀物态（如⽓体燃料在空⽓中的燃烧），也可以是不同形态（如固体燃料或液体燃料在空⽓中的燃烧）。
前者称为均相燃烧，后者称为多相燃烧。
电站锅炉中煤粉的燃烧属于多相燃烧，反应是在燃料固体表⾯进⾏的。
发⽣在固相表⾯的多相燃烧是⼀个复杂的物理化学过程，主要包括以下⼏个过程：参加燃烧的氧⽓从周围环境扩散到反应表⾯；氧⽓被燃料表⾯吸附；在燃料表⾯进⾏燃烧化学反应；燃烧产物被燃料表⾯解吸附；燃烧产物离开燃料表⾯扩散到周围环境中。
多相燃烧速度就取决于上述过程中进⾏得最慢的过程，即氧向燃料表⾯的扩散和在表⾯上进⾏的燃烧化学反应两个过程。
下⾯就以炭粒燃烧为例，来说明上述两过程对多相燃烧的影响。
（⼆）化学反应速度及其影响因素1．化学反应速度锅炉内的燃烧化学反应可⽤以下化学反应⽅程式表⽰：aA + bB = gG + hH （6—1）燃料氧化剂燃烧产物式中 a 、b —— 化学反应式中，反应物A 、B 的反应系数；g 、h —— 化学反应式中，⽣成物G 、H 的反应系数。
化学反应过程的快慢⽤化学反应速度w h 来表⽰。
通常它是指单位时间内反应物浓度的减少或⽣成浓度的增加，其常⽤的单位是mo1/（m 3·s ）。
按不同反应物或⽣成物计算，在时间t 的瞬时反应速度为B G H G B H A A h h h h dc dc dc dc w w w w dt dt dt dt =-=-==；；；式中 c A 、c B 、c G 、c H —— 反应物A 、B 和⽣成物G 、H 的浓度。
燃烧原理及设备31页PPT
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
燃烧原理与设备第一篇
Hy= 100 Wy Ay Hg=5.0(100-20.0-10.0)/100=3.5
100
Oy=14.0 Ny=1.4 Sy=0.7 Cy=50.4 Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy% +Ay%+Wy%=100% 计算正确。
第二节煤的使用性能
煤的工业分析 煤在隔绝空气的条件下发生一系列的变化。 见p8 试验方法见GB/T 212 煤样的采取见GB/T 473 得到成分的煤的工业分析成分，即： F%+V%+A%+W%=100%
解：煤的质量变为：
G=100(1-12.4%)/(1-7%)=94.2 (t) 煤中的水分从12.4t减少到6.6t，减少了5.8t 煤全部燃烧后释放热量为100000×20000+ 2512×5800
十九世纪由于化学和热力学的发展，人 们开始把燃烧过程作为热力学平衡体系 来研究，得到燃烧过程的一些重要静态 特性参数：燃烧反应热、燃烧温度、燃 烧产物组成等。但形而上学地把某些特 性看成孤立不变的参数，把热力学的特 点看成是燃烧现象的唯一特点。
二十世纪初美国化学家刘易斯和苏联化 学家谢苗诺夫等人研究了燃烧的反应动 力学机理，认为燃烧的化学反应动力学 是影响燃烧速率的重要因素，并发现燃 烧反应具有链锁反应的特点，这才初步 奠定了燃烧理论的基础。人们逐渐认识 到控制燃烧过程不仅仅是化学反应动力 学因素，而且还有传热、传质和气体流 动等物理因素综合作用的结果。
C燃%+H燃%+O燃%+N燃%+S燃% =100% 或
Cr%+Hr%+Or%+Nr%+Sr%=100%
例题1
试将下列煤的成分换算成应用成分：
燃烧器的工作原理
燃烧器的工作原理燃烧器是一种常见的热能设备，广泛应用于工业生产、家庭供暖、燃气发电等领域。
它的工作原理主要包括以下几个方面：1. 燃料供给：燃烧器的第一个步骤是提供燃料。
不同类型的燃烧器可以使用不同种类的燃料，如天然气、液化气、柴油等。
燃料通过燃烧器的供料系统输送到燃烧器内部。
2. 空气供给：燃烧器除了需要燃料外，还需要适量的空气来进行燃烧过程。
空气通过燃烧器的风扇或压力风机引入，以确保燃料能够充分燃烧并获得足够的热量输出。
3. 混合过程：在燃烧器内部，燃料和空气进行混合，形成可燃气体混合物。
混合过程中需要注意控制燃料和空气的比例，以确保最佳的燃烧效果。
一般来说，燃料和空气的比例称为空气过剩系数，过高或过低都会影响燃烧的效率和产生的废气排放。
4. 点火过程：混合好的燃料和空气进入到燃烧器的燃烧室内，在点火装置的作用下进行点火。
常见的点火方式包括电火花点火、火焰点火等。
点火后，燃料开始燃烧，释放出大量的热能。
5. 燃烧过程：当燃料点燃后，燃烧器进入燃烧过程。
在燃烧室内，燃料和空气的反应产生高温高压的燃烧产物，如水蒸气、二氧化碳等。
这些燃烧产物的温度和压力决定了燃烧器的输出能力和效率。
6. 热能传递：燃烧过程中产生的高温气体通过燃烧器内部的换热器传递热量给工作介质，例如水或空气。
换热器可以将热能转化为其他形式的能量，如蒸汽、热水或热空气，用于工业生产或家庭供暖等用途。
7. 废气排放：燃烧过程产生的废气在燃烧器的结构设计中应予以关注。
为了减少污染物的排放，燃烧器通常会配备废气处理装置，如烟气净化器或废气再循环系统。
这些装置可以净化废气中的有害物质，降低对环境的影响。
总结起来，燃烧器的工作原理可分为燃料供给、空气供给、混合过程、点火过程、燃烧过程、热能传递和废气排放等几个关键步骤。
通过这些步骤，燃烧器能够将燃料燃烧产生的热能传递给工作介质，从而实现热能利用的目的。
同时，为了提高燃烧效率和降低环境污染，燃烧器还需要配备相应的控制系统和废气处理装置。
煤粉炉燃烧原理及燃烧设备
• 如，褐煤堆，如果通风不良，接近于绝热状态， 孕育时间长，着火温度可低于大气温度。
• 着火温度的概念可以使着火过程的物理模型大大 简化。
• 严格上，只说着火的临界条件或着火条件：使系 统在某个瞬时或空间某部分达到高温的反应状态。
（二）质量作用定律
（三）阿累尼乌斯定律
（四）催化作用 催化剂本身不变 改变化学反应速度，不改变反应限度 （五）链锁反应 多米诺效应－活化分子
二、燃烧速度与燃烧区域 1、碳的多相燃烧特点
2、多相燃烧反应的燃烧区域
第二节 煤和煤粉的着火和燃烧
一、热力着火
1、定义 着火：由缓慢的氧化反应状态转变到高速燃烧状态的瞬间过程 可分为： 连锁着火：这种由连锁反应引起的着火叫连锁着火。 热力着火：由于温度不断升高而引起的着火叫热力着火。在锅炉中发生
（3）在同样的初始动量下，旋转射流的射程要 比直流射流短。
（4）旋转射流外边界所形成的夹角称为扩散角， 用符号表示。旋转射流的扩散角一般比直流射流 大，而且随着气流旋转气流旋转强度的增加，扩散 角也增大，同时回流区也加大，因而高温烟气的回 流量也增多。
（5）当气流旋流强度增加到一定程度时射流会 突然贴在墙壁上，即扩散角等于180℃，这种现象
（二）低NOx燃烧技术
• 随着燃烧运行中烟气中含氧量的增加，NOX的生成量和增加的幅 度与燃料的种类、燃烧方式以及排渣方式有关
NOX，mg/m3
3000
2000
低挥发份煤
液态排渣炉
1000
高挥发份煤
固态排渣炉
0
0
1
2
3
4
5
燃烧器出口氧量，%
燃料燃烧及燃烧设备演示课件
1
第一节 煤的着火、燃烧特性及其影响 一、煤的常规特性及其影响 二、煤的燃烧特性及其影响
2
一、 煤的常规特性及其影响
通常把煤的挥发分、水分、灰分、发热 量、灰熔点以及焦炭特性等称为 煤的常 规特性 。这些特性表征了煤的基本性质， 可以作为分析煤的着火，燃烧特性的依 据。
因此，着火热随燃料性质（着火温度、 燃料水分、灰分）和运行工况（煤粉气 流的初温、一次风量）的变化而变化。
10
影响因素
（1）煤的挥发分与灰分； （2）煤粉细度、均匀性系数； （3）炉膛温度； （4）空气量； （5）一次风与二次风的配合； （6）燃烧时间。
11
五、燃烧良好的条件
燃烧良好：即在保证炉内不结渣的前提 下，燃烧速度快，而且燃烧完全，得到 最高的燃烧效率。其原则性条件是： ? 供应合适的空气量（1.20~1.25） ? 保证适当高的炉温 ? 有足够的燃烧时间（合适的炉膛容积） ? 空气和煤粉的良好扰动和混合
22
四、直流燃烧器的着火方案
一次风卷吸高温烟气和接受炉膛火焰及炉 墙的热辐射，温度不断升高至着火点，开始着 火燃烧（离喷口 200~300mm ）。着火是从外边 界开始的。
7
二、燃烧速度及其影响因素
? 煤粉的燃烧属于固体与气体之间进行的多相燃 烧，包括如下几个过程：
（1）参加燃烧的氧气从周围环境扩散到燃料表 面；
（2）氧气被燃料表面吸附； （3）在燃料表面进行燃烧化学反应； （4）燃烧产物由燃料表面解吸附； （5）燃烧产物离开燃料表面，扩散到周围环境。 研究表面 2、4是比较快的，燃烧速度主要决定于
3
二、煤的燃烧特性及其影响
? 煤的着火温度： 不是一个物理常数。决定于燃 烧过程中的热力条件，即加热（发热）条件和 散热条件。 反应能力越强（ 即挥发分高、焦碳活化能 小）的煤，着火温度越低，就越容易着火。无 烟煤的着火温度较高。
5第五章 燃烧理论基础及燃烧设备-推荐下载
4、催化反应 如果把少量的催化剂加到反应系统中，使化学反应速度发生变化，则这种作用 称为催化作用。 5、连锁反应 连锁反应可以使化学反应自动连续加速进行。 连锁反应的机理是：在化学反应中，由于某种作用（热力活化、光子作用或者某 种激发作用），使反应物形成了初始的活化分子，在某些有利的情况下，活化分子能
（5—4）
（5—5）
（5—6）
第五章 煤粉燃烧理论基础及燃烧设备
够使化学反应过程开始出现一系列的中间反应，这些中间反应大都是一些极简单的 化学反应。在中间反应过程中，同时会产生一些新的活化分子，形成链，这些活化分 子需要的活化能又较少，所以一旦形成了活化链，反应就可以自动连续加速进行，直 到反应耗尽或连锁中断为止。 二、氧的扩散速度
三、燃烧速度与燃烧区域 炭粒的多相燃烧反应由下列几个连续的阶段组成，即 （1）参加燃烧的氧气从周围环境扩散到炭粒的反应表面； （2）氧气被炭粒表面吸附； （3）在炭粒表面进行燃烧化学反应；
3
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷，管调需路控要习试在题验最到；大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资，常料要工试加况卷强下安看与全22过，22度并22工且22作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技写5卷术、重保交电要护底气设装。设备置管备高4动线调、中作敷试电资，设高气料并技中课试3且术资件、卷拒中料管试绝包试调路验动含卷试敷方作线技设案，槽术技以来、术及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
燃烧原理和燃烧设备
影响煤粉着火及燃烧的因素
1.煤质 ㈠挥发分—挥发分低时，着火温度高，着火困难， 燃烧速度慢，不易燃烬； ㈡灰分—灰分高时，发热量低，需进煤量多，既使 着火热增大，又使炉温降低，不利于着火；同时， 灰妨碍氧气扩散，不易燃烬； ㈢水分—水分高时，着火所需热量增大，并使炉温 降低，着火发生困难。 2.煤粉细度 粉细时，着火快，容易燃烬。
原因：煤粉比表面积（单位质量煤粉的表面积）大，热 阻小，吸热升温快；同时粉粒直径小，氧气扩散速度快， 容易混合均匀；燃烧所需时间较少。
炉膛温度 ㈠影响风粉吸热升温速度，影响着火速度； ㈡影响化学反应速度快慢，影响燃烧及燃烬速度。 分析：影响的因素 ⑴入炉燃料量—与负荷有关 ⑵煤的发热量 ⑶水冷壁吸热能力—管子排列密度，管壁清洁程度 卫燃带—用耐火材料将部分水冷壁覆盖，以减少 吸热，从而保持炉内高温，利于煤的燃烧 ⑷入炉风温—与热风温度和送粉方式有关； ⑸炉膛漏风情况—炉膛安装与检修质量，炉膛压力
着火热来源：卷吸周围高温烟气并接受高温火焰的辐射 煤的着火温度
煤种
无烟煤
烟煤
褐煤
着火温度（ºC） 700~800 400~500 250~450
煤粉气流中煤粉颗粒的着火温度
煤种
无烟煤 贫煤 烟煤 着火温度（ºC） 1000 900 650~840
注：着火不能过迟，否则q4会增加
褐煤 550
2.燃烧的3个基本阶段：着火前准备、燃烧、燃尽.
空气量及供风方式 ㈠总空气量应足够—过小，不能满足燃烧要求；过 大，会使炉温降低。 总空气量存在最佳值，对应主要热损失（q2+q3+q4） 之和为最小。 ㈡空气量应分批送入 A.一次风—输送煤粉进入炉膛的风（首先与燃料接 触的风） 一次风的作用： ①输送煤粉；②保证挥发分燃烧所需氧气；
催化燃烧设备工作原理演示
催化燃烧设备工作原理演示一、引言催化燃烧技术是一种高效、节能的燃烧方式，被广泛应用于工业生产和环境保护领域。
催化燃烧设备是实现催化燃烧的关键装置，其工作原理对于理解催化燃烧技术至关重要。
本文将以催化燃烧设备工作原理为主题，通过演示的方式来详细介绍。
二、催化燃烧设备的组成和原理催化燃烧设备主要由催化剂床、燃料供给系统、空气供给系统和排放系统等组成。
催化剂床是催化燃烧的核心部件，其内部填充有活性催化剂，可以提供反应表面，促进燃料和空气之间的反应。
燃料供给系统负责将燃料输送到催化剂床中，空气供给系统则提供所需的氧气。
排放系统用于处理催化燃烧后产生的废气，保证排放符合环保要求。
催化燃烧设备的工作原理主要分为三个步骤：混合、催化和燃烧。
1.混合在催化燃烧设备中，燃料和空气首先被分别引入到燃料供给系统和空气供给系统中。
通过控制两者的流量和比例，使其在催化剂床的上方进行充分混合。
混合后的燃料和空气形成可燃气体，为后续的催化反应提供条件。
2.催化混合后的可燃气体进入催化剂床，通过催化剂的作用，发生氧化反应。
催化剂的存在可以降低燃烧温度，提高反应速率，从而实现高效的燃烧。
催化剂床内的催化剂通过提供反应表面，使可燃气体中的燃料和氧气发生反应，生成燃烧产物。
催化剂床的温度通常要在催化剂的工作温度范围内，以保证催化反应的进行。
3.燃烧催化剂床中发生的催化反应产生的燃烧产物会继续向下流动，经过排放系统进行处理后排放。
这些燃烧产物中的能量被释放出来，可用于产生蒸汽、热水和电力等能源。
催化燃烧设备的燃烧效率高，排放的废气含量低，对环境的影响较小。
三、催化燃烧设备工作原理演示为了更好地理解催化燃烧设备的工作原理，我们可以通过一个简单的演示来展示。
准备一个小型的催化燃烧设备模型。
模型中包括一个催化剂床，燃料供给系统和空气供给系统。
将催化剂床填充上活性催化剂，并确保燃料和空气的供给管道通畅。
接下来，我们可以选择一种常见的燃料，比如天然气，作为我们的燃料。
燃烧设备概论
第一节 层燃炉
• 燃烧
▪ 燃料中的可燃物质和空气中的氧发生 激烈的发热、发光的化学反应过程
• 加速燃烧反应速度，缩短燃烧时间措施
▪ 提高炉内温度 ▪ 增大参与燃烧反应物质的浓度及反应 空间的压力
一、煤的燃烧过程
• 燃烧反应式，从质量平衡角度说明总的 结果
• 为便于研究，划分为几个阶段
▪ 着火前的热力准备阶段 ▪ 挥发物与焦炭的燃烧阶段 ▪ 燃尽阶段
• 利用高压蒸汽的喷射将燃料油雾化 • 通过中心油管伸缩、改变蒸汽喷孔截面
积大小→实现蒸汽量及喷油量的调节 • 雾化质量好，结构简单，运行安全可靠
； • 蒸汽消耗量较大，平均耗气量0.4～
0.6kg蒸汽／kg重油
Y型蒸汽雾化油喷嘴
• 减少蒸汽用量——0.02～0.03kg蒸汽／ kg油
三、调风器的型式与原理
II——挥发物逸 出并燃烧区段
• O1K与O2H两线相距不远
▪ 挥发物沿O1K线析出的同时，就开始在 层间空隙着火燃烧，燃烧层的温度急速上 升，到挥发物析放殆尽的O2H线，温度已 达1100～1200℃
III——焦炭 燃烧区段
• 从12O002℃H线以开上始，焦燃炭烧着异火常燃激烧烈，，温是度燃上料升的至 主要燃烧阶段
• 分级燃烧——将燃料所需空气由不同设备和 部位送入炉内供其燃烧的技术
▪ 火焰上部风
第六节 燃烧设备的 工作强度与选型
• 炉排可见热强度— —单位面积的炉排 ，在单位时间内所 燃烧的煤的放热量
•Байду номын сангаас炉膛体积可见热强 度
✓ “可见” ✓ qR、qv，合理限值
。表4-4~6
炉排有 效面积
炉膛 体积
分界面与水平面成一倾
浓淡分离燃烧器的工作原理
浓淡分离燃烧器的工作原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：浓淡分离燃烧器是一种独特的燃烧设备，其工作原理主要是通过将燃气和空气进行分离，分别提供给燃烧室，从而实现高效燃烧并减少氮氧化物和颗粒物的排放。
下面将详细介绍浓淡分离燃烧器的工作原理。
一、浓淡分离燃烧器的基本结构浓淡分离燃烧器一般由燃气进气口、空气进气口、混合室、燃烧室、燃气管和空气管等部件组成。
燃气由煤气管道或燃气管道输送至燃气进气口，空气由空气进气口吸入，然后在混合室中混合，在燃烧室中进行燃烧，最终产生热能和燃烧产物。
1. 燃气进气浓淡分离燃烧器中，燃气由燃气管道输送至燃气进气口，然后经过控制阀控制流量进入混合室。
在进入混合室的过程中，燃气会形成一定的速度和动量，为后续的混合提供条件。
空气由空气进气口吸入，通过风机或风叶产生一定的气流，然后进入混合室。
在混合室中，燃气和空气进行混合，并形成可燃性气体。
3. 油气分离在混合室中，由于燃气和空气的密度和速度不同，燃气倾向于上浮，而空气倾向于下沉。
通过这种方式，燃气和空气得以有效分离，避免了混合不均匀导致燃烧不完全或产生污染物的情况。
4. 燃烧过程分离后的燃气和空气分别进入燃烧室，进行燃烧。
在燃烧过程中，燃气和空气的混合比例和分布均匀性得到了保证，从而实现了高效燃烧，并减少了氮氧化物和颗粒物的排放。
5. 燃烧产物处理燃烧完成后，燃烧产物通过烟道排放出去，经过处理设备如除尘器、脱硫器等，最终排放到大气中。
这样就能够保证燃烧产物的排放符合环保标准。
1. 高效燃烧浓淡分离燃烧器通过燃气和空气的分离和混合，保证了燃烧过程的充分和均匀，提高了燃烧效率和热利用率。
2. 低排放由于燃气和空气分离后再进行混合，有效避免了混合不均匀导致的燃烧不完全和污染物产生，减少了氮氧化物和颗粒物的排放。
3. 灵活性强浓淡分离燃烧器适用于不同种类的燃气和空气混合，可根据实际需要进行调节和控制，适用性广泛。
浓淡分离燃烧器通过独特的工作原理实现了高效、低排放的燃烧过程，对于工业生产和环境保护具有重要意义。
浓淡分离燃烧器的工作原理
浓淡分离燃烧器的工作原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：浓淡分离燃烧器是一种高效的燃烧设备，能够将浓度较高的燃气和空气分离后再混合燃烧，以提高燃烧效率，降低污染物排放。
浓淡分离燃烧器的工作原理主要包括燃气进气、浓缩和分离、燃气燃烧、空气进入和混合燃烧四个步骤。
当燃气进入浓淡分离燃烧器时，通过喷嘴将高浓度的燃气喷入燃烧室中。
此时，燃气中的燃烧物质浓度较高，需要经过一些处理步骤来减少燃烧产物。
经过浓缩和分离的过程，燃气中的燃烧物质被分离出来，形成了高浓度的燃气和低浓度的燃气两部分。
高浓度的燃气被导入燃烧室中，低浓度的燃气则通过分离管道重新进入燃气进气口，循环利用，提高了燃烧效率。
第三步是燃气燃烧过程，燃气在燃烧室中与空气混合后被点火燃烧，释放出大量热能。
由于燃气中的燃烧物质被分离出来，并且经过了浓缩处理，燃烧产物中的污染物排放量相对较低，减少了对环境的污染。
空气通过进气口进入燃烧室，与燃气混合后进行燃烧。
浓缡分离的燃气使得空气中燃烧物质的含量保持在较低水平，减少了氮氧化物、一氧化碳、颗粒物等污染物的排放，保护了环境。
浓淡分离燃烧器通过对燃气进行浓缩和分离处理，实现了燃气和空气的有效分离和混合燃烧，提高了燃烧效率，减少了污染物排放，是环保型燃烧设备的重要代表之一。
在今后的工业生产和能源利用中，浓淡分离燃烧器将发挥越来越重要的作用，为保护环境、节约资源、提高能源利用效率做出贡献。
第二篇示例：浓淡分离燃烧器是一种常用于工业燃烧领域的燃烧设备，其工作原理主要是通过将燃气和空气分离并混合后进行燃烧，以达到高效的燃烧效果和节能减排的目的。
下面将详细介绍浓淡分离燃烧器的工作原理。
浓淡分离燃烧器是一种利用空气和燃气的混合燃烧来产生热量的设备。
在工作过程中，燃气和空气分别通过不同的管道输送到燃烧器内部。
燃气通常是通过管道从燃气处输送过来，而空气通常是通过风机将大量的空气吹入燃烧器中。
燃气和空气在进入燃烧器后会经过特殊设计的混合装置进行混合。
燃烧原理及设备PPT31页
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律Байду номын сангаас是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
第一章第1节燃烧机理
燃烧过程及条件：
过程： 燃料和空气预热—着火温度燃烧—火焰传播 条件： 燃料、空气 着火温度 着火浓度
二、着火温度
• 定义：
任何燃料的燃烧都有“着火”和“燃烧”两
个阶段，由缓慢氧化反应转变为剧烈氧化反应的
瞬间叫着火，转变时的最低温度称为着火温度
（在一定条件下燃料稳定燃烧的最低温度） 。烈的氧化反应，产生
大量的热量并伴随着强烈的发光现象。 可燃物可归纳为二类，即：固态炭和可燃气体 气体燃料：可燃气体 液体燃料：加热气化，大分子气态烃高温裂化固态炭
和小分子烃或氮气（可燃气体）
固体燃料：受热挥发出可燃气体，剩下固态炭粒
• 燃烧类型 普通燃烧： 靠燃烧层热气体传导传热给邻近的冷可燃气体 混合物而进行火焰的传播。火焰传播速度小，仅为 几米/秒；压力变化小，可视为等压燃烧过程。一般 窑炉内进行的燃烧过程均属于普通燃烧过程。 爆炸性燃烧： 靠压力波将冷可燃气体混合物加热到着火温度 以上而燃烧。火焰传播速度大，约为1000～4000米 /秒；通常在高温、高压下进行。原子弹爆炸属于爆 炸性燃烧。
• 自然着火： • 容器内整个气体温度同时达到着火温度的过程， 煤气爆炸属于这种过程。 • 强迫着火： • 在冷混合物中，用一个不大的点火热源，在某一 局部地方点火，先引起局部着火燃烧，然后自动 向其他地方传播，最终使整个混合物都在达到着 火燃烧。工业窑炉内燃烧属于强制点火过程。 • • “点不着”现象 ——为什么？ “熄灭”现象——为什么
固态炭的燃烧机理
炭的燃烧反应过程 气-固两相的物理化学反应，反应过程如下： O2扩散炭粒表面化学反应生成CO和CO2，CO和 CO2从炭粒表面扩散达反应达平衡。
•
炭的燃烧速度
燃烧速度：单位时间内单位炭粒表面所烧掉的炭量。
第六章 燃 烧 原 理
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3.过渡燃烧控制区
• 当炉内温度与扩散混合情况相适应时，此时 燃烧速度既与炉温有关，又与氧对燃料的扩散、 混合有关。我们把这种燃挠情况叫做过渡燃烧， 或者说．燃烧处于过渡区。
• •
炉温处于1000∼1400℃的煤粉燃烧基本上属 于过渡燃烧。
要强化过渡燃烧，既要改善化学反应条件， 如提高炉温；又要改善扩散混合条件，加增大煤 粉与气流的相对速度或减小煤粉颗粒直径。
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六、煤粉迅速而又完全燃烧的条件
• • • • 相当高的炉温 合适的空气量 燃料与空气良好的混合 足够的炉内停留时间
结束
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四、氧的扩散速度及其影响因素
•
扩散混合在燃烧中占有十分重要的地位， 现以炭粒为例加以说明。为使碳与氧发生反应， 就必须使氧能不断地从周围环境扩散到碳的表 面，才能和碳发生反应。因而多相燃烧速度既 取决于炭粒表面上进行的燃烧化学反应情况， 即化学反应速度；又取决于氧向炭粒表面的扩 散混合情况，即扩散速度。
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当温度较低而混合情况较好时， 燃烧速度常常取决于化学反应条件， 即炉内温度。要强化燃烧过程必须 同时考虑化学反应条件和扩散混合 条件，并且尽可能使两者相适应， 互不限制。
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•
当燃烧过程稳定时，化学反应速度与氧的扩散 速度相等，并都等于燃烧速度，即
w B w ks w
•
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•
由上式可知，当反应物浓度不随时 间变化时，反应速度主要取决于反应温 度T和活化能E的大小。 • 温度一定，活化能愈大，反应速度 就愈慢，或者说，反应要在更高温度下 才能进行；反之，若活化能愈小，反应 速度就会愈快，或者说，反应可在较低 温度下进行。
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脱硫措施，严格控制含硫量。
灰分（A）
定义：煤中所含矿物杂质在燃烧过程中经过高温分解 和氧化作用后生成的一些固体残留物，大致成分为 SiO2；Al2O3；Fe2O3；CaO；MgO ；Na2O+K2O 灰分是一种有害成分，它直接关系到冶金焦炭的灰 分含量从而影响高炉炼铁的技术经济指标。同时会 降低煤的发热量，还容易造成不完全燃烧并给设备 维护和操作带来困难。
成分换算系数
煤的工业分析成分与元素分析成分的关系
3）煤的折算水分和折算灰分
折算水分和折算灰分是指每4180KJ热量收到基燃料所具有的 水分和灰分。 折算水分Mzs：Mzs=4180Mar/Qar,net,P 折算灰分Azs：Azs=4180Aar/Qar,net,P
例题1
试将下列煤的成分换算成应用成分：
煤的其他分类方法
冶金工业根据煤的结焦性强弱和挥发分高 低进行分类，对烟煤进一步分类为：长 焰煤、气煤、弱还原煤、半炼焦煤、焦 煤、肥煤、瘦煤和贫煤等
二、煤的化学组成
七种组分：碳（C）氢（H）氧（O）氮（N）
硫（S）灰分（A）水分（W）
碳（C） C是煤的主要可燃元素，燃烧放出大量热，单质热 值32800kJ/kg，煤的炭化程度越高，含碳量就越大 煤的种类 C% 煤的种类 C%
用途
锅炉燃料和做气化原料，制成焦炭供小高炉使用； 不适于远途运输和长期储存，只作为地方性燃料在 产区附近使用。
褐煤
性能
与泥煤相比，含炭量增加（70％～78％），着火 点250~450℃，极易氧化和自燃，吸水性较强。 新开采出的褐煤机械强度较大，但在空气中极易 风化和破碎。
用途
不适于远地运输和长期储存，只可作为地方性燃 料使用
水分（W）
有害组分，不仅降低燃料的可燃质，且在燃烧时还 要消耗热量使水分蒸发并加热蒸发的水蒸气。 固体燃料中的水包括两部分： 外部水分——指不被燃料吸收而是机械地附着在燃 料表面上的水分，它的含量与大气湿度和外界条件 有关，当把燃料磨碎并在大气中自然干燥到风干状 态后即可除掉。
内部水分——指达到风干状态后燃料中所残留的水分，
燃烧理论着重研究燃烧过程所包含的各个基本 现象，主要运用化学、传热传质学和流体力学 的有关理论，对基本现象的物理化学本质进行 阐述。热能领域主要研究燃料的燃烧速度、燃 烧稳定性、火焰的流场和结构、燃烧污染物生 成机理和燃烧过程的数学模型的建立等等。 燃烧技术主要是把燃烧理论中所阐述的物理概 念和基本规律与实际工程中的燃烧问题联系起 来，对现有的燃烧方法进行分析和改进，探讨 新的研究方法，提高燃料利用率和燃烧设备的 水平。
造成严重污染。煤中含氮量为0.5～2％，对煤的
干馏工来说，是一种重要的氮素资源。
硫（S） 硫在煤中有三种存在形式 有机硫 黄铁矿硫 硫酸盐硫
有机硫和黄铁矿硫能参与燃烧反应，称为可燃硫，
硫酸盐硫不能进行燃烧反应。 硫是一种极为有害的物质，硫燃烧生成的SO2和SO3 危害人体健康，造成大气污染，在加热炉中引起金属 氧化和脱碳，在锅炉中引起换热面腐蚀。焦炭中的硫 则会影响生铁和钢的质量。作为冶金燃料，必须采取
通以空气 试验方法见GB/T 212；煤样的采取见GB/T 473
挥发分：干馏过程中，除外部水分外逸出的全部气
体称为挥发分（V），主要包括CO2，CO， H2，CH4，CmHn，N2以及一部分热解水和 矿物结晶水。
包括被燃料吸收并均匀分布在可燃质中的化学吸附水和
存在于矿物杂质中的矿物结晶水，这部分水分只有在高 温分解时才能除掉。
通常在做分析计算和评价燃料时所指水分为分表示方法 （1）元素分析 C+H+O+N+S+A+M=100
可燃质 惰性质 公式中各成分 均为质量百分 数
烟煤
性能 一种炭化程度较高的煤（含炭量为78％～ 90％）着火点400~500℃，具有粘结性，是 炼焦的主要原料，吸水性较小。 用途 冶金工业和动力工业的主要燃料
无烟煤
性能 炭化程度最高（含炭量>90%)，着火点 600~700℃ 发热量大，含硫量低，挥发分极少，组 织致密坚硬，吸水性小，燃烧时烟少火苗短。 用途 通常作民用和动力燃料；质量好的无烟煤可作气 化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料以及铸 造燃料等；优质无烟煤还可以制造碳化硅、碳粒 砂、人造刚玉和石墨、电极、电石和炭素材料。 适于长途运输和长期储存
同样煤的工业分析也有收到基、空干基、干燥基、 干燥无灰基等基准： FCar+Var+Aar+Mar=100
FCad+Vad+Aad+Mad=100
FCd+Vd+Ad=100 FCadf+Vadf=100
3）各基准之间的换算
换算前提：水分的收到基（ Mar） 、空干基（ Mad） 和灰分的干燥成分（ Ad）通过测量为已知值 换算原则：成分的绝对含量即总量不变 以含碳量为例： Car％×100 = Cdaf（100-Mar-Aar） Car％ ×100 = Cd（100-Mar） Car％ ×（100-Mad） = Cad （100-Mar） Cad％ ×100 = Cd（100-Mad） Cad％×100 = Cdaf（100-Mad-Aad） Cd％ ×100 = Cdaf（100-Ad）
Cdaf 72.0 Hdaf 5.0 Odaf 20.0 Ndaf 2.0 Sdaf 1.0 Ad 12.5 War 20.0
解：将灰分干燥成分转换为应用成分
100 Mar Aar=Ad 100 Aar=12.5(100-20.0)/100=10.0
100 Mar Aar Har=5.0(100-20.0-10.0)/100=3.5 100
Hy=
Oar=14.0
Nar=1.4 Sar=0.7 Car=50.4 Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar% +Aar%+War%=100%
计算正确。
四、煤的使用性能
1）煤的工业分析 煤的工业分析值是指经过测定得到的水分、灰分、挥 发分和固定碳的百分含量。 煤的工业分析
45～50 ℃ 110 ℃ 850 ℃ 一定质量的煤 外在水分 水分含量 (200g) 隔绝空气 燃烧 挥发分含量 灰分和固定碳的含量
二十世纪初美国化学家刘易斯和苏联化 学家谢苗诺夫等人研究了燃烧的反应动 力学机理，认为燃烧的化学反应动力学 是影响燃烧速率的重要因素，并发现燃 烧反应具有链锁反应的特点，这才初步 奠定了燃烧理论的基础。人们逐渐认识 到控制燃烧过程不仅仅是化学反应动力 学因素，而且还有传热、传质和气体流 动等物理因素综合作用的结果。
干燥无灰基：将水分和灰分两种含量不稳定的成分 去掉后剩余的煤的总量作为计算基数，用脚码“daf” 表示。 即C %+H %+O %+N %+S %=100% 干燥无灰基组成不受水分、灰分变化的影响，可以 比较准确地表示出燃料的实质，常用于表示煤中挥 发分的含量。
daf daf daf daf daf
课堂提问：
列举家乡所用燃料？
第一章 固体燃料
天然的固体燃料有各种煤、油页岩、木 材和各种植物的茎叶等。 人造固体燃料主要是煤和木材经加工后 制得的焦碳和木炭。 工业应用中主要是煤和焦碳
第一章 固体燃料
第一节 煤的种类及其化学组成
煤的形成 煤是古代生长在沼泽中的植物死亡后,在细菌
的生物作用及地下的高温、高压作用下，经
（2）工业分析
M+V+A+FC=100
2)常用的四种基准 （1）收到基：包括C、H、O、N、S、灰分（A）、水 分（M）全部组分在内的成分叫做收到基 ，各组分在收到基中所占质量百分数 叫做燃料的“收到基成分”
即Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+Mar%=100%
在进行燃料的燃烧计算和热力计算时，均采用收到基。
（2）空干基：在实验室经过自然干燥，去掉外在水分 的煤的总量作为计算基数，用脚码“ad”来表示。即 Cad%+Had%+Oad%+Nad%+Sad%+Aad%+Mad%=100% 空干基常在实验室内作煤样分析时采用，可消除实 验中水分变化的问题。
干燥基：以去掉全部水分的煤的总量作为计算基数， 用脚码“d”表示。 即Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad%=100% 干燥基成分不受水分变化的影响，常用于表示灰分 的含量。
可燃氢：与碳、硫结合在一起，可以进行燃烧反应
并放出热量
化合氢：与氧结合在一起，不能进行燃烧反应。 计算煤的发热量和理论空气需要量时氢的含量应以
可燃氢为准。
氧（O）
一种有害物质，与碳、氢等可燃元素构成氧化物 而使它们失去可燃性。煤中含氧量随着煤的炭化 程度增加而逐渐降低。 氮（N） 一种惰性元素，一般不参加燃烧反应，但在高温 条件下，氮和氧形成Nox （氮氧化合物） ，对大气
长期的变化形成的。因埋深和埋藏时间的差 异使植物母体炭化程度不同，从而形成不同 种类的煤。埋在地下时间越久，含水及其他 挥发份越低，煤的质量就越好
一、煤的种类
根据母体炭化程度不同分为： 泥煤——100万年
褐煤——120万年
烟煤——1亿年 无烟煤——2亿年
泥煤
性能
质地疏松，机械性能很差，吸水性强，含炭量低 （70％），灰分熔点很低，挥发分高，可燃性好， 反应性强，含硫量低。
二十世纪五十年代后期美国力学家冯· 卡 门和我国科学家钱学森首先倡议用连续 介质力学方法来研究燃烧基本现象，建 立了“化学流体力学”。许多学者根据 这一方法来研究燃烧问题，如层流燃烧、 湍流燃烧、火焰稳定等，取得了广泛的 研究成果。