焦炉煤气燃烧计算
焦炉煤气发热量计算
焦炉煤气发热量计算方法1、GB/T11062-1998的相关规定：1.1我国目前是用的计量参比条件和燃烧参比条件相同，均为101.325kPa ，20℃。
1.2已知组成的混合气体，在燃烧温度、计量温度和压力是的体积发热量计算公式：22102210)()],(,[~T R p t H p t V t H ⨯⨯= (26) 式中： )],(,[~2210p t V t H ----- 混合物的理想气体体积发热量（高位或低位）；)(10t H ----- 混合物的理想摩尔发热量；R----- 摩尔气体常数（R=8.314510J ·mol -1·K -1）； T 2----- 绝对温度（T 2=t 1+273.15）公式（26）是基本方法，还有一个可供选择的方法：)],(,[~)],(,[~221012210p t V t H x p t V t H j N j j ⋅=∑= （27）式中： )],(,[~2210p t V t H ----- 混合物的理想气体体积发热量（高位或低位）；)],(,[~2210p t V t H j ----- 组分j 的理想气体体积发热量（高位或低位）； j x ----- 组分j 的体积百分数。
有上述两种不同方法计算出的值，相差不大于0.01MJ ·m -3。
2、101.325kPa ，20℃干焦炉干煤气标况发热量的计算 2.1焦炉干煤气的组成从天安化工焦炉煤气流量测量节流装置设计计算书中获得焦炉煤气的组成如下：氮气2.4%、氧气0.7%、氢气57.9%、甲烷24.9%、乙烯2.6%、一氧化碳8.2%、二氧化碳3.3%.2.2焦炉干煤气各可燃组分的理想气体体积低位发热量（30,~-⋅m MJ H ）（我国目前是用的计量参比条件和燃烧参比条件相同，均为101.325kPa ，20℃，从相关国家标准中选用20/20℃数据）：氢气10.05MJ/Nm3、甲烷33.367 MJ/Nm3、乙烯55.01 MJ/Nm3、一氧化碳11.76 MJ/Nm3。
燃料及燃料燃烧计算
发电用煤的分类：VAMSST及Q分类方法 例如：V4A1M1S2ST1
焦结性：
煤受热析出挥发分后余下产物的焦结程度。一般炼焦煤 （Vdaf=18～26%）的焦结性最大，适于炼焦炭。 对层燃炉燃烧的影响： • 结焦性过强，导致通风不均，难于燃尽； • 结焦性过弱，易受热而松散，落到炉排下面，而损失掉。
煤样置于105～110℃的烘箱中使干燥至恒重， 失去的水分
化合结晶水分：石膏CaSO4•2H2O，高岭土Al2O3 •2SiO2 •2H2O
水分对锅炉运行的影响
• 煤中的不可燃成分，降低煤的发热量 • 推迟着火，在燃烧过程中汽化吸热，降低炉膛温度，
使着火困难 • 降低锅炉效率 • 易引起低温受热面腐蚀
100 100 Ad
§2－4 煤的工业分析和燃烧特性
煤的工业分析
气态物质 固态物质
水分Mad(%)－测定值
挥发分Vad（%）－测定值 灰分Aad（%）－测定值 固定炭FCad（%）－求定值
还包括发热量Q、焦渣特性、灰熔点、颗粒度
煤的挥发分：
煤在隔绝空气的情况下加热至一定温度时，煤中的部分有机 物和矿物质便发生分解，析出的气态产物。
灰熔点—表示了灰的熔化特性，一般在1000～1600℃之间， 变形温度DT（Deformation Temperature) 开始软化温度ST（Softening Temperature） 熔化温度FT(Fluid Temperature)
易熔灰：ST<1200C，适于液态排渣炉 难熔灰：ST>1400C，适于固态排渣炉
气田煤气： 94～98％ CH4 ，压力高，热值36000kJ/Nm3
天 然 气
油田煤气：75～87％ CH4，>10％的C2H6和C3H8，5~10% CO2，热值45000kJ/Nm3 煤矿矿井气： 52～60％ CH4 ，>35％ N2，热值18800kJ/Nm3
各种燃料燃烧值
各种燃料燃烧值⼀般燃料热值表各种燃料热值表热值表(×l07焦／千克)各类能源折算标准煤的参考系数我国把每公⽄含热7000⼤卡（29306J）的煤定为标准煤，将不同品种、不同含量的能源按各⾃不同的平均热值换算成标准煤。
折算系数：1Kg原煤＝标准煤1万m3天然⽓＝吨标准煤1KWh电＝标准煤⽟⽶、⼩麦秸秆燃烧值可达到4000⼤卡左右，⾕壳和秸秆⼤概在3000~3500⼤卡左右，树枝、树⽪、树叶、锯末等燃烧值5000⼤卡左右关于各种燃料燃烧值的资料煤的燃烧值和煤⽓的燃烧值各是多少?有多少⼤卡?热量是多少?哪个热量⼤?煤=3×107J/kg 煤⽓的燃烧值是×107J/Kg,1焦=卡路⾥标准煤：7000⼤卡/kg＝7000*＝29260kJ/kg＝kg焦炉煤⽓： 4000⼤卡/m3左右，煤⽓密度标准m3所以，4000⼤卡/标准m3/标准m3)≈7400⼤卡/kg显然，煤⽓的热值较⾼。
各种燃料热值燃料名称热值MJ/kg 折算率固体燃料焦炭⽆烟煤烟煤褐煤泥煤⽯煤标准煤液体燃料原油重油柴油煤油汽油沥青焦油燃料名称热值MJ/m3 折算率⽓体燃料天然⽓油⽥伴⽣⽓矿井⽓焦炉煤⽓直⽴炉煤⽓油煤⽓（热裂）油煤⽓（催裂）发⽣炉煤⽓⽔煤⽓两段炉⽔煤⽓混合煤⽓⾼炉煤⽓转炉煤⽓沼⽓液化⽯油⽓（⽓态）液化⽯油⽓（液态） MJ/kg电能度燃烧值定义：完全燃烧1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值。
燃烧值的单位是焦/千克。
⼏种燃料的燃烧值(焦/千克)⼲⽊柴 (约) ×10^7烟煤 (约) ×10^7⽆烟煤 (约) ×10^7焦炭×10^7⽊炭×10^7酒精×10^7柴油×10^7煤油×10^7汽油×10^7氢×10^7煤油（⽓？原⽂如此）(焦/⽶3) (约)×10^7天然⽓(焦/⽶3) ～×10^7天燃⽓和液化⽓相⽐，它们哪个的燃烧值⼤？液化⽯油⽓（简称液化⽓）是⽯油在提炼汽油、煤油、柴油、重油等油品过程中剩下的⼀种⽯油尾⽓，通过⼀定程序，对⽯油尾⽓加以回收利⽤，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，液化⽓的名称即由此⽽来。
焦炉气热值
焦炉气热值焦炉气热值是指焦炉煤气所含热量的大小，是衡量焦炉煤气质量的重要指标之一。
焦炉煤气是在高温下将煤转化为焦炭过程中产生的一种煤气，主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等。
焦炉气热值的高低直接影响到焦炉煤气的利用价值和能源利用效率。
焦炉气热值通常用低位发热量来表示，单位为千焦耳/立方米（kJ/m³）。
低位发热量是指在完全燃烧的条件下，单位体积焦炉煤气所释放出的热量。
低位发热量的计算方法是将焦炉煤气中各组分的体积分数与各组分的低位发热量相乘，再将各组分的低位发热量相加得到总的低位发热量。
焦炉气热值的高低与焦炉操作、原料质量等因素密切相关。
一般来说，焦炉气热值越高，说明焦炉操作越稳定，原料质量越好。
而焦炉气热值过低则可能会影响到焦炉的正常运行和产能。
因此，保持焦炉气热值在合理范围内是保障焦炉生产稳定的重要措施之一。
提高焦炉气热值的方法有很多，主要包括提高焦炭质量、改善焦化工艺等。
首先，提高焦炭质量可以增加焦炭的固定碳含量和真密度，减少灰分和挥发分含量，从而提高焦炭的发热能力和稳定性。
其次，改善焦化工艺可以采取一些措施，如增加焦化温度、延长焦化时间、优化焦化配比等，以提高焦化反应的充分程度，增加焦化产物中可燃气体的含量。
除了上述方法外，还可以通过改变焦炉操作参数来调节焦炉气热值。
例如，调整风量、送风温度、排风温度等参数可以改变焦化过程中的气体流动和传热情况，进而影响到焦炉气热值的大小。
此外，还可以通过改变原料配比、增加辅助燃料等方式来调节焦炉气热值。
总之，焦炉气热值是衡量焦炉煤气质量的重要指标之一，对于保障焦炉生产稳定和提高能源利用效率具有重要意义。
通过优化原料质量、改善焦化工艺和调节操作参数等措施，可以有效提高焦炉气热值，实现能源的高效利用。
燃气燃烧与应用总结归纳
燃气燃烧与应用总结归纳-2..第一章燃气的燃烧计算燃烧：气体燃料中的可燃成分（H2、 C m H n、CO 、 H 2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值 :1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg 。
3高热值是指 1m 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
3低热值是指 1m燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
3一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按 1KCAL=4.1868KJ 计算：焦炉煤气的低热值约为 3800—4060KCal/m3天然气的低热值是 8600—11000KCal/m33液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算：理论空气需要量每立方米 ( 或公斤 ) 燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量，单位为333m/m或 m/kg 。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数 : 实际供给的空气量v 与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α—— 1.05-1.20民用燃具α—— 1.30-1.80α值对热效率的影响α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低；α过小，燃料的化学热不能够充分发挥，热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于 1.3烟气量含有1m干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的：在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
影响6米焦炉煤气消耗的因素及降低措施
1 前言
分析6米焦炉煤气消耗的影响因素, 分析焦饼中心温度、炉顶空间温度、空气过剩系数、废气温度、入炉煤水分、炉体严密性等对煤气消耗的影响程度, 提出了降低煤气消耗、提高焦炉热工效率的措施。
焦化厂6米焦炉生产实际情况, 研究煤气消耗的影响因素, 并提出需要采取的改善措施。
2 工艺参数数据
2.1 煤气流量
6米焦炉煤气流量、周转时间情况。
2.2 温度数据
6米焦炉标准温度、废气温度 (烟道) 数据，标准温度，实测温度, 未加冷却值，废气温度情况。
2.3 煤气消耗的计算方法
煤气消耗是以生产1吨焦炭 (干基) 所需消耗的热量。
我们也通俗地称为吨焦煤气消耗。
具体的方法按下式计算:
q焦=(∑V高i*Q高i+∑V焦i*Q焦i) /∑Gi
式中:q焦—生产1吨焦炭需要消耗的热量;GJ/t。
V高i—某日高炉煤气的消耗总量;m³。
Q高i—某日高炉煤气的热值;GJ/m³。
V焦i—某日焦炉煤气的消耗总量;m³。
Q焦i—某日焦炉煤气的热值;GJ/m³。
Gi—某日焦炭的干基产量;t。
∑—表示全月之和。
3 煤气消耗的影响因素
经过现场调研和系统分析, 发现影响煤气消耗的因素很多, 主要有以下几个方面。
3.1 焦饼中心最终温度和标准温度。
煤气燃烧计算
一、煤气完全燃烧计算1、燃料部分3（热效应数值摘自《工业炉设计手册 第2版》P89-90，在《炼铁设计参考资料》P782也有）各种煤气成分列表如下：（成分如有变动，请相应调整）所选煤气成分列表如下： 1.3053kg/Nm 3您选择的是高炉煤气，其低位发热值Qd==3208.62kJ/Nm 3折合成千卡Q d =766.36kcal/Nm 3或Qd=766.36kcal/Nm3÷1.3053kg/Nm3=587.13=10805kJ/Nm3×2.30%+12650kJ/Nm3×23.40%+35960kJ/Nm3×0.00%+59813kJ/Nm3×0.00%+86939kJ/Nm3×0.00%+90485kJ/Nm3×0.000%+117875kJ/Nm3×0.000煤气燃烧计算则所选煤气分子当量=2×2.300%+28×23.400%+16×0.000%+28×0.000%+42×0.000%+44×14.600%+28×54.700%+18×5.00%+32×0.000%+44×0.000%+58×0.000%=则所选煤气29.2380kg/kmol÷22.4Nm3/kmol=3208.62kJ/Nm3÷4.1868kJ/kcal=2、完全燃烧计算表设有 1.000Nm3高炉煤气完全燃烧空气系数α= 1.500完全燃烧（α=1.500）计算表3、完全燃烧实际理论燃烧温度计算实际理论燃烧温度t li 计算公式如下：式中，t li ：为计算的实际理论燃烧温度，℃V、c：实际燃烧产物体积及产物平均比热容，单位分别是：Nm 3，kJ/(Nm 3·℃)Q：煤气发热量，kJV r 、c r 、t r ：煤气的体积、平均比热和温度，单位分别是：Nm 3，kJ/(Nm 3·℃)，℃V a 、c a 、t a ：助燃空气的体积、平均比热和温度，单位分别是：Nm 3，kJ/(Nm 3·℃)，℃n%：燃烧室热效率，这里设定n%=100%⑴煤气平均比热计算注：将涉及到的单一气体平均比热计算公式列如下：单位：kJ/（Nm 3·℃）（参见《炼铁设计参考资料》P776～778，《高炉炼铁工艺及计算》成兰伯主编 P524～526也有）根据以上列表计算可得，这样的煤气完全燃烧时理论需氧量、理论空气量、理论烟气量以及空气过剩系数α=1.500时的实际空气量和实际烟气量如下：()%r r r a a a li Q V c t V c t n t Vc++⨯=2326(0.386160.22100.081810) 4.1868626.9CO c t t t --=+⨯-⨯⨯（<℃）2273.1[(0.71428308.38lg153.4)] 4.186820001000CO t c t t t +=--÷⨯（<℃）23(0.31410.0424110) 4.1868626.9O c t t -=+⨯⨯（<℃）2273.1[(0.42143113.07lg 55.74)] 4.186830001000O t c t t t +=--÷⨯（<℃）2326(0.31030.0124100.0178610) 4.1868626.9N CO c t t t --=+⨯+⨯⨯、、空气（<℃）2273.1[(0.41844148.33lg 65.28)] 4.186830001000N CO t c t t t +=--÷⨯、、空气（<℃）3(0.355350.031710) 4.1868100c t t -=+⨯⨯H2O(气)（<℃）31(0.35010.0578100.26) 4.1868526.9c t t t-=+⨯+⨯⨯H2O(气)（<℃）273.11000[(0.68973850.63lg117.298.6)] 4.186830001000273.1t c t t t t +=---÷⨯+H2O(气)（<℃）首先设定煤气温度t r =20℃煤气的平均比热c要根据烃类比热计算,烃类平均比热表如下：（单位：kJ/(Nm 3·℃)）（参考自《硅酸盐工业热工基础》P240 表4-14）按照插入法计算,20℃时各种烃类平均比热计算结果如下，计算结果在下列相应温度区间列出273.11000[(0.68973850.63lg117.298.6)] 4.186830001000273.1t c t t t t +=---÷⨯+H2O(气)（<℃）2326(0.31120.00375100.010410) 4.1868726.9H c t t t --=-⨯+⨯⨯（<℃）2273.11000[(0.4652585.93lg111.60.6)] 4.186830001000273.1H t c t t t t +=---÷⨯+（<℃）43(0.36860.3310) 4.1868726.9CH c t t -=+⨯⨯（<℃）4273.1[(1.20533822.37lg477.1)] 4.186811001000CH t c t t t +=--÷⨯（<℃）按照上表计算的20℃时各种烃类平均比热，来计算煤气的平均比热：3所以煤气平均比热cr=c H2H 2+c CO CO+c CH4CH 4+c C2H4C 2H 4+c C3H6C 3H 6+c CO2CO 2+c N2N 2+c H2O H 2O+c O2O 2+c C3H8C 3H 8+c C4H10C 4H 10==1.3587kJ/(Nm 3·℃)⑵实际理论燃烧温度计算由于温度小于2000℃，下表按照插入法计算的CO2的平均比热值略过，不能使用 1.6399实际理论燃烧温度t li =（Q＋V r c r t r ＋V a c a t a ）n%/（Vc）=-151.28=[(3208.62kJ（煤气发热量）+23.87kJ（空气物理热）+27.17kJ（煤气物理热）]×100%（燃烧室热效率）÷[1.789Nm3/Nm3煤气×1.000Nm3煤气×1.6399kJ ℃)]==1110.85℃废气平均比热=2.2912kJ/Nm3·℃×21.24%+1.7821kJ/Nm3·℃×4.08%+1.4438kJ/Nm3·℃×71.09%+1.5097kJ/Nm3·℃×3.59%=（上表中2000～2500℃CO 2的平均比热值参考自《燃料与燃烧》P268=1.3026kJ/Nm3.℃×2.30%+1.3002kJ/Nm3.℃×23.40%+1.5709kJ/Nm3.℃×0.00%+1.7940kJ/Nm3.℃×0.00%+2.2432kJ/Nm3.℃×0.00%+1.6351kJ/Nm3.℃×14.60%+1.3002kJ/Nm3.℃×54.70%+1.4904kJ/Nm3.℃×5.00%+1.3186kJ/Nm3.℃×0.00%+3.9238kJ/Nm3.℃×0.000%+4.3160kJ/Nm3.℃×0.000%=29.238 0.000%=kcal/kg）（参见《炼铁设计参考资料》P776～778，《高炉炼铁工艺及计算》成兰伯主编 P524～526也有）α=1.500时的实际空气量和实际烟气量如下：2273.1[(0.71428308.38lg153.4)] 4.186820001000CO t c t t t +=--÷⨯（<℃）2273.1[(0.42143113.07lg 55.74)] 4.186830001000O t c t t t +=--÷⨯（<℃）2273.1[(0.41844148.33lg 65.28)] 4.186830001000N CO t c t t t +=--÷⨯、、空气（<℃）31(0.35010.0578100.26) 4.1868526.9c t t t-=+⨯+⨯⨯H2O(气)（<℃）43(0.36860.3310) 4.1868726.9CH c t t -=+⨯⨯（<℃）4273.1[(1.20533822.37lg477.1)] 4.186811001000CH t c t t t +=--÷⨯（<℃）kJ/(Nm 3·℃)kJ/(Nm 3·℃)399kJ/(Nm3·2的平均比热值参考自《燃料与燃烧》P268）值插入法计算。
钢铁行业煤气热值换算公式及出炉钢坯热量计算
钢铁行业煤气热值换算公式及出炉钢坯热量计算一、钢铁行业常见煤气成分（1）高炉煤气成分CO2:17.4% ; O2：0.3% ; H2 :1.0%;N2:55.6% ; C H4:0.2%; CO：25.5% （2）焦炉煤气成分CO2:2.3% ; O2：0.3% ; H2 :62.4%;N2:4.9% ; C H4:19.9%; CO：8.1%； C n H m:2.0%;二、煤气热值换算公式1卡=4.186焦耳1kg标煤热值=29.27兆焦耳。
1兆焦耳=238.1千卡=106焦耳。
百万千焦耳=1GJ(吉焦耳)就是焦耳的百亿倍。
1kg标煤=29.27*106焦耳。
1GJ=1*109焦耳=1*109/29.27*106=34.16kg标煤。
三、按立方米换算的情况高炉煤气热值：875千卡/m3。
焦炉煤气热值：4000千卡/m3。
炉子设计：2200千卡/m3。
混合煤气：焦：高=1:1.35（4000+875*1.35）/(1+1.35)=2204。
四、出炉钢坯加热到指定温度所需热量'1Q的计算（1）、钢坯初始温度为20℃，出炉温度为1150℃，其中G 为生产能力kg/h ，查手册得1150℃时钢坯比热'p C ＝0.6904℃m kJ ·/3。
20℃时钢坯的比热'pe C ＝0.4488℃m kJ ·/3 '1Q ＝G （1－a ）（'p C 'p t －'pe C e t ）=1000（1－a ）（'p C 'p t －'peC e t ） ＝1000×（1－0.0146）×（0.6904×1150－0.4488×20）＝777945t kJ /。
燃料消耗：777945/2200=350m3/h(纯加热钢坯的热量消耗)（2）、小时产量在80吨左右，则小时消耗的用于加热钢坯的煤气量为:80*350=28000 m3。
第六章.焦炉内煤气燃烧
否则，如果煤气和空气反应产生的热量低于系统的散热，使燃 烧反应不能扩展到整个有效空间中去，系统温度不能提高，而在距 火源较远的地方，温度较低，当火源移开时，仍会发生熄火现象。
因此，燃烧都是在很快的反应速度下进行的，参与反应的煤气和空
气浓度减小，就会使反应速度减慢；低于某一极限值时，因反应速 度太慢而不能着火，故把可燃气体和空气所组成的混合物中可燃气
根据煤气和空气的混合情况，煤气燃烧有两种方式。
（1）动力燃烧（无焰燃烧）
——是指煤气和空气在进入燃烧室前先混合均匀，然后着火燃
烧，这时的燃烧速度取决于化学动力学因素（化学反应速度），故 称动力燃烧。
由于化学反应速度极快，可达到很高的燃烧强度，燃烧完全， 燃烧产物中没有烟粒，燃烧室中透彻明亮，这种燃烧方法又称为无 焰燃烧。 由于在燃烧前煤气和空气均匀混合，故动力燃烧可在很小的过 剩空气系数下达到完全燃烧，燃烧温度高。
0.39 0.38 0.29
(体积分数) / ％ H20 2.30 4.18 4.18
饱和温 度/OC
20 30 30
二、煤气的发热值
气体燃料的发热值是指单位体积的气体完全燃烧时所放出的热量
(kg／m3)。燃烧产物中水的状态不同时，发热值有高低之分。燃烧产物
中水蒸汽冷凝，呈0℃液态水时的发热值称为高发热值(Q高)，燃烧产物 中水呈汽态时的发热值称为低发热值(Q低)。
温度升高时，反应速度加快，燃烧范围加宽
（3）惰性气体的影响 惰性气体的存在降低了反应物的浓度，使反应速度和防 热速度减慢，故燃烧范围变窄
2、扩散燃烧和动力燃烧
煤气的燃烧过程比较复杂，根据上述内容，在一定的条件下，燃烧过程
可分为三个阶段：
①煤气和空气混合，并达到极限浓度。 ②将可燃混合气体加热到着火温度或点火燃烧使其达到着火温度。 ③可燃物与氧气发生化学反应而进行连续稳定的燃烧，此过程取决 于化学动力学的因素，即主要和反应的浓度和温度有关。
各种燃料燃烧值
各种燃料燃烧值各种燃料热值换算⼀般燃料热值表各种燃料热值表热值表(×l07焦／千克)各类能源折算标准煤的参考系数我国把每公⽄含热7000⼤卡（29306J）的煤定为标准煤，将不同品种、不同含量的能源按各⾃不同的平均热值换算成标准煤。
折算系数：1Kg原煤＝0.7143Kg标准煤1万m3天然⽓＝12.143吨标准煤1KWh电＝0.404Kg标准煤⽟⽶、⼩麦秸秆燃烧值可达到4000⼤卡左右，⾕壳和秸秆⼤概在3000~3500⼤卡左右，树枝、树⽪、树叶、锯末等燃烧值5000⼤卡左右关于各种燃料燃烧值的资料煤的燃烧值和煤⽓的燃烧值各是多少?有多少⼤卡?热量是多少?哪个热量⼤?煤=3×107J/kg煤⽓的燃烧值是4.2×107J/Kg,1焦=0.024卡路⾥标准煤：7000⼤卡/kg＝7000*4.18＝29260kJ/kg＝29.26MJ/kg 焦炉煤⽓：4000⼤卡/m3左右，煤⽓密度0.54kg/标准m3 所以，4000⼤卡/标准m3/(0.54kg/标准m3)≈7400⼤卡/kg 显然，煤⽓的热值较⾼。
各种燃料热值燃料名称热值MJ/kg 折算率固体燃料焦炭25.12-29.308 0.857-1.000 ⽆烟煤25.12-32.65 0.857-1.114 烟煤20.93-33.50 0.714-1.143 褐煤8.38-16.76 0.286-0.572 泥煤10.87-12.57 0.371-0.429 ⽯煤 4.19-8.38 0.143-0.286 标准煤29.261.000液体燃料原油41.03-45.22 1.400-1.543 重油39.36-41.03 1.343-1.400 柴油46.041.571 煤油43.111.471 汽油43.111.471 沥青37.691.286 焦油29.31-37.69 1.000-1.286燃料名称热值MJ/m3 折算率⽓体燃料天然⽓36.221.236 油⽥伴⽣⽓45.461.551 矿井⽓18.850.643 焦炉煤⽓18.260.623 直⽴炉煤⽓16.150.551 油煤⽓（热裂）42.171.439 油煤⽓（催裂） 18.85-27.23 0.643-0.929发⽣炉煤⽓ 5.01-6.07 0.171-0.207 ⽔煤⽓10.05-10.87 0.343-0.371 两段炉⽔煤⽓11.72-12.57 0.400-0.429 混合煤⽓13.39-15.06 0.457-0.514 ⾼炉煤⽓ 3.52-4.19 0.120-0.143 转炉煤⽓8.38-8.79 0.286-0.300 沼⽓18.850.643 液化⽯油⽓（⽓态）87.92-100.50 3.000-3.429 液化⽯油⽓（液态）45.22-50.23 MJ/kg 1.543-1.714 电能 3.6MJ/度0.1229燃烧值定义：完全燃烧1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值。
焦炉煤气燃烧的数值模拟
7.2 焦炉煤气燃烧的数值模拟7.2.1案例简介本案例是利用有限速率反应模型，对焦炉煤气的燃烧过程进行数值模拟。
燃烧室二维模型如图7-2-1所示，燃烧室长2000mm，高500mm，焦炉煤气从左侧10mm高的进口高速流入，助燃空气在左侧490mm进口流入，气体燃料与空气在燃烧室内充分混合并燃烧，利用数值模拟计算得出燃烧室内温度场、速度场以及组分浓度等数据。
图7-2-1燃烧室二维模型7.2.2 Fluent求解计算设置1．启动Fluent-3D（1）双击桌面Fluent14.0图标，进入启动界面。
（2）选中Dimension→3D单选按钮，选中Double Precision复选按钮，取消对Display Options下的三个复选按钮的选择。
（3）其它保持默认设置即可，单击OK按钮进入Fluent 14.0主界面窗口。
2．读入并检查网格（1）执行菜单栏中的File→Read→Mesh命令，在弹出的Select File对话框中读入pollutant.msh三维网格文件。
（2）执行菜单栏中的Mesh→Info→Size命令，得到如图7-2-3所示的模型网格信息：共有22531个节点，44730个网格面，22200个网格单元。
（2）执行菜单栏中的Mesh→Check命令。
反馈信息如图7-2-4所示，可以看到计算域三维坐标的上下限，检查最小体积和最小面积是否为负数。
图7-2-3 Fluent 网格数量信息图7-2-4 Fluent网格信息3．求解器参数设置（1）单击选择左边workspace中P roblem Setup→General命令，在出现的General 面板中进行求解器的设置。
（2）保持面板中的Scale下默认单位为m，保持默认设置，如图7-2-6所示。
图7-2-6 求解参数设置（3）单击选择Problem Setup→Model命令，对求解模型进行设置，如图7-2-7所示。
（4）双击Models→Energy-off选项（或选中Energy-off，点击Edit），打开Energy （能量方程）对话框。
3.3 燃烧计算
w(Car ) 1 w( H ar ) w( S ar ) w(Oar ) 22.4 100 2 2 32 32 100 21 12
[m3空气/Kg燃料]
4
第三节
燃烧计算
燃烧时生成的理论烟气 (燃烧产物)量（V）：
w(C ) ar w( H ) ar w( H 2O) ar w( S ) ar w( N ar ) 22.4 V Va 79% 2 18 32 28 100 12
9
第三节
燃烧计算
的经验值（完全燃烧、氧化焰）： 气体燃料：=1.05~1.15 液体燃料：=1.15~1.25
固体燃料
粉煤：=1.1~1.3 块煤：=1.3~1.7
10
第三节
燃烧计算
2）实际烟气量：
V V ( 1 ) V >1时： a
固、液体燃料
V V ( 1 ) V % a 79 <1时：
(2) 由热量平衡(能量守恒)计算燃烧温度
2
第三节
燃烧计算
二、 空气量、烟气量及烟气组成的计算 1、分析计算法
基于化学反应式、物料平衡的理论计算。 （1） 理论上完全燃烧时空气量 (Va0)和烟气量（V0）： 1) 固、液体燃料（以1Kg燃料为计算基准） 收到基中可燃成分有C、H和S：氧化（燃烧）反应： C + O2 CO2 1 H + O2 1— H2O 4 2 S + O2 SO2 3
可燃成分 燃烧反应
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CmHn + ( m + n )O2 mCO2 + n —H2O 4 2
煤气燃烧理论及合理使用
煤气燃烧理论及合理使用1、煤气的燃烧反应太钢除了极少量焦炉煤气作为还原性介质在可控气氛退火炉中作为还原剂使用外，到目前为止把煤气作为燃料使用，外单位还有从焦炉煤气中用变压吸附法提取氢气，从高炉煤气中提取一氧化碳来合成尿素等化工用途，其经济效益比太钢当作燃料要高得多。
煤气燃烧是煤气中各个组分气体剧烈的氧化反应，同时都放出大量热能。
如下所述：2CO+O2=2CO2大分子的燃烧，不是一次完成的，而是有阶段的，存在一些中间产物，逐次分解，分布燃烧，而小分子的燃烧就会快一些。
气体燃料的正常燃烧，必须同时具备以下三个条件，缺乏其中任何一个条件都会熄火。
（1）有可燃物质即有煤气的连续供应。
（2）充分第供应助燃的空气或氧气。
（3）达到煤气的燃点温度以上。
焦炉煤气的燃点是530℃，高炉煤气的燃点是700℃，发生炉煤气的燃点是550℃，转炉煤气的燃点是520℃。
燃点是煤气稳定持续燃烧的最低温度，如发生闪火时的闪点不一样，燃点比闪点温度高，煤气成分波动时燃点也有波动。
2、煤气的发热值单位体积的煤气，完全燃烧时产生的热量叫做煤气的发热值，这是煤气作为燃料使用的最重要的性能指标，反映了煤气供热能力的大小和燃烧温度的高低。
含氢燃料燃烧时，生成的水如果以液态存在则水蒸汽放出了气化潜热，测出煤气发热值较高，叫煤气高位发热值，也叫总发热值，如果燃烧后的废气温度高，在水蒸汽冷凝温度以上，水蒸汽仍以气态存在，水蒸汽的气化潜热不能放出，则测出了煤气发热值较低，叫煤气的低位发热值，也叫真发热值。
通常在工业条件下的煤气发热值都是低位发热值，用Hj表示。
煤气发热值可以用化学实验方法测定，也可以根据气体组成的成分用公式计算。
3、燃烧需要的空气量在本章第一节已经说明气体燃烧的三个必要条件，有一条是充分供应助燃空气或氧气，单位体积（1Nm3 ）煤气完全燃烧时所需要的最低空气量叫理论空气量，这时空气中的氧气完全燃烧化合，没有剩余，但在在实际燃烧时，仅用理论空气量达到完全燃烧几乎是不可能的。
焦炉煤气发热量计算
焦炉煤气发热量计算方法1、GB/T11062-1998的相关规定：1.1我国目前是用的计量参比条件和燃烧参比条件相同，均为101.325kPa ，20℃。
1.2已知组成的混合气体，在燃烧温度、计量温度和压力是的体积发热量计算公式：22102210)()],(,[~T R p t H p t V t H ⨯⨯= (26) 式中： )],(,[~2210p t V t H ----- 混合物的理想气体体积发热量（高位或低位）；)(10t H ----- 混合物的理想摩尔发热量；R----- 摩尔气体常数（R=8.314510J ·mol -1·K -1）； T 2----- 绝对温度（T 2=t 1+273.15）公式（26）是基本方法，还有一个可供选择的方法：)],(,[~)],(,[~221012210p t V t H x p t V t H j N j j ⋅=∑= （27）式中： )],(,[~2210p t V t H ----- 混合物的理想气体体积发热量（高位或低位）；)],(,[~2210p t V t H j ----- 组分j 的理想气体体积发热量（高位或低位）； j x ----- 组分j 的体积百分数。
有上述两种不同方法计算出的值，相差不大于0.01MJ ·m -3。
2、101.325kPa ，20℃干焦炉干煤气标况发热量的计算 2.1焦炉干煤气的组成从天安化工焦炉煤气流量测量节流装置设计计算书中获得焦炉煤气的组成如下：氮气2.4%、氧气0.7%、氢气57.9%、甲烷24.9%、乙烯2.6%、一氧化碳8.2%、二氧化碳3.3%.2.2焦炉干煤气各可燃组分的理想气体体积低位发热量（30,~-⋅m MJ H ）（我国目前是用的计量参比条件和燃烧参比条件相同，均为101.325kPa ，20℃，从相关国家标准中选用20/20℃数据）：氢气10.05MJ/Nm3、甲烷33.367 MJ/Nm3、乙烯55.01 MJ/Nm3、一氧化碳11.76 MJ/Nm3。
焦炉煤气燃烧计算
1m³的焦炉煤气燃烧后产生多少m³的烟气焦炉煤气的组成如下表所示：气体二氧化碳氧气氢气一氧化碳甲烷苯氮气量% 4.0 0.40 54.7 3.6 27 3 7.35 由反应式可以看出，①C6H6+（15/2）O2 = 6CO2+3H2O1 7.5 6 30.030.225 0.18 0.09②CO +0.5 O2= CO21 0.5 10.036 0.018 0.036③CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O1 2 1 20.270.54 0.27 0.54④H2 + 0.5 O2 = H2O1 0.5 10.547 0.2735 0.547⑤CO20.04⑥O20.004⑦N20.0735则反应后产生的CO2 量=①+②+③+④+⑤= 0.18+0.036+0.27+0.04=0.526燃烧过程需要氧气的量=①+②+③+④-⑥=0.225+0.018+0.54+0.2735-0.004=1.05251、若取空气过剩系数取1.4，则需要空气量= 1.4×1.0525÷0.21=7.01进入空气量里含有的氮气量= 7.01×0.79=6.22进入空气量里剩余的氧气量= 7.01×0.21-1.0525=0.245则，焦炉煤气燃烧后产生的烟气的成分为：CO2，O2，N2 H2O 各成分的体积为：0.526 0.245 6.22+0.0735 1.177 则1m³的焦炉煤气产生的烟气量为：6.22+0.0735+0.526+0.245+1.177=8.232m³2、若取空气过剩系数取1.2，则需要空气量= 1.2×1.0525÷0.21=6.01进入空气量里含有的氮气量= 6.014×0.79=4.751进入空气量里剩余的氧气量= 6.014×0.21-1.0525=0.2104则，焦炉煤气燃烧后产生的烟气的成分为：CO2，O2，N2各成分的体积为：0.526 0.2104 4.751+0.073则1m³的焦炉煤气产生的烟气量为：4.751+0.0735+0.526+0.2104=5.56m³。
焦炉燃烧计算
焦炉燃烧计算煤在焦炉中的干馏过程是靠干馏过程产生的焦炉煤气燃烧加热得以连续进行,所以从焦炉煤气的组成可以计算需要的理论氧量,还可以计算煤气的热值,这对于焦炉调节有着重要的意义,下面就焦炉煤气的燃烧进行简单的计算;1、 空气量的计算：1立方米干煤气标况燃烧所需理论氧量O 理按照下式计算O 理=H 2+CO+2CH 4+3C 2H 4+Nm 3/Nm 3煤气;式中H 2、CO 、CH 4、C 2H 4等分别为煤气中该成分的体积百分比;L 理=100/21 O 理,Nm 3/Nm 3煤气实际干空气量L 实干=过剩系数L 理,Nm 3/Nm 3煤气 实际湿空气量为：L 实湿= L 实干{1+H 2O 空},Nm 3/Nm 3干空气;2、废气量和废气组成的计算 完全燃烧时,废气中仅含有CO 2、H 2O 、N 2 和过剩空气中带入的氧,故废气中各种成分的体积为： V CO2=CO 2+ CO+ CH 4+2 C 2H 4+6C 6H 6 Nm 3/Nm 3煤气 V H2O =H 2+2CH 4+C 2H 4+3 C 6H 6+H 2O 煤+ L 实干H 2O 空 Nm 3/Nm 3煤气 V 氮=+ L 实干, Nm 3/Nm 3煤气 V O2= L 实干- O 理, Nm 3/Nm 3煤气式中H 2O 煤---每m 3煤气中所含水汽量,Nm 3/Nm 3煤气 故1m 3煤气燃烧生成的废气量为： V= V CO2 +V H2O +V 氮+V O2, Nm 3/Nm 3煤气例：计算空气需要量和废气生成量,计算以干煤气为准,并设过剩系数为α=,饱和煤气的温度为20℃,空气温度为20℃,相对湿度,计算结果如下：以100立方米干煤气为准：表一：某公司2014年度煤气组成平均值%干表二：废气组成及废气量：由计算,燃烧1m3上述的干焦炉煤气时,L实干=Nm3煤气L实湿N米3/N米3,V=Nm3。
燃煤锅炉大量掺烧焦炉煤气的效率计算
燃煤锅炉大量掺烧焦炉煤气的效率计算中国是一个多煤少油的国家，截止2019年初，我国已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%，煤炭在中国一次性能源消费中处于主导地位。
化石燃料燃烧是电力生产和其他能源、资源消耗部门的主要来源，这种形势在短期内将不会改变[1]。
钢铁生产过程中会产生大量焦炉、高炉煤气，一般钢铁企业会相应的建设自备电厂，受机组容量限制，钢铁厂并不能完全的、高效的利用焦炉、高炉煤气。
杨轶、湛志刚等通过对高炉煤气及煤粉燃烧理论的研究［2，3］，分析了高炉煤气燃烧需要的空气量及掺烧对炉膛烟气量、飞灰可燃物含量、炉膛辐射换热以及燃烧效率的影响。
钢铁工业中大量未被利用的高、焦炉煤气排放到大气，造成环境的污染和能源的浪费。
钢铁工业副产品煤气的浪费促使德国、捷克、匈牙利等国相继开始了对利用高、焦炉煤气替代一次能源发电的应用研究[4]。
华能营口电厂锅炉为前苏联塔甘罗格红色工人锅炉厂制造的超临界参数压力、多次垂直上升直流锅炉，单炉膛前后墙对冲燃烧，п型布置，一次中间再热，平衡通风。
经改造#1、2锅炉各增设三只煤气燃烧器，用于燃烧鞍钢来煤气。
本文以华能营口电厂煤气掺烧为例，根据焦炉煤气掺烧后空预器排烟温度、各风机出力、磨煤机电流等变化，计算大量掺烧焦炉煤气后，燃煤锅炉锅炉效率的变化，并对煤气掺烧的经济性进行评价。
工况一按照燃用煤种采购价格60%结算煤气价格，折合节约燃煤10.99t/h，节约燃料成本为13.48%，降低燃烧单位燃料成本31.93元/千千瓦时。
受排烟温度变化影响燃料成本变化为-0.22元/千千瓦时。
电耗降低156.82kW·h，节约燃料成本为0.26元/千千瓦时。
综合节约单位燃料成本31.97元/千千瓦时，即该工况下节约单位燃料成本13.50%。
工况二按照燃用煤种采购价格60%结算煤气价格，折合节约燃煤7.21t/h，节约燃料成本为7.34%，降低燃烧单位燃料成本17.39元/千千瓦时。
炼焦工段工艺计算
2.4 加热用煤气相关计算所选焦炉煤气组成见表2-4 。
表 2-4 焦炉煤气组成， %C2H4(80%)0.6 7.0 25.0 2.0 59.0 4.0 C6H6(20%)(1)干煤气热值煤气中可燃成分的低热值（ kJ / m3）为：CO —12730，H 2—10840， CH 4—35840， C m H n—71170则煤气的低热值为：(2)干煤气密度=0.458kg / m3式中MW i——煤气中某成分的分子量；i——煤气中某成分的体积， %。
(3)湿煤气组成焦炉煤气温度为 31.2℃时，1 m3干煤气所含水汽量为0.0464m3 / m3，则湿煤气中氢气含量为：(H2)S0.59156.38% %0.0464其它气体计算与上相同，计算结果如下：CH 4：23.89% ，CO： 6.69% ， C m H n：1.91% ， CO2：2.29% ， N 2： 3.82% O2：0.57% ， H 2O ：4.64%(4)湿煤气热值(5)湿煤气密度2.5 煤气燃烧计算以 1 m3干煤气燃烧计算(1)理论空气需要量理论需氧量为：=0.01[0.5 (59+7.0)+2 25+3 2 0.8+=0.902m3 / m3式中CO，CH4，O2⋯⋯分别为煤气中该成分的体积，%。
理论空气需要量为：L o100O L1000.902 4.2952 m 3/ m 32121(2)实际干空气需要量L g L O 1.2 4.2952 5.1542 m3/ m3式中——空气过剩系数，暂取为 1.2。
(3)实际湿空气需要量L g L g [1 ( M 5 )空 ] 5.1542 （1 0.0464） 5.3934 m3/ m3式中M 5空——由表 6-2[1]第五项查取的空气中含饱和水汽量，m3/ m 3。
(4)废气量和废气组成完全燃烧时，废气中只有CO2， H 2O ， N 2和过剩空气中带入的O2，故废气中各成分的量为：=0.01(2.4+0.7+25+2 2 0.8+6 20.2)=0.4 m3 / m3=1.4196 m3 / m3VN20.01N20.79L g0.01 580.79 5.1542 4.1118 m3 / m3VO2021L g O L 0.21 5.15420.9020.1804m3/ m 3式中CO，CH4，O2⋯⋯分别为煤气中该成分的体积，%。