硅酸盐热工基础---3.2(国)燃烧计算

2
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
（2）过剩空气系数 ） 实际空气量V 与理论空气量V 的比值： 实际空气量 a与理论空气量 a0 的比值：
α=
Va Va
0
或Va = αVa
0
单击此处编辑母版标题样式 的因素： 影响过剩空气系数 的因素：
①燃料的种类 气体燃料 α＝1.05～1.10 ＝ ～ 液体燃料 α＝1.08～1.20 ＝ ～ • 单击此处编辑母版副标题样式 煤粉α＝ ～ 固体燃料 煤粉 ＝1.1～1.25 ②燃料燃烧前的加工状态 ③燃烧设备的构造和操作方法
CO2 来源于碳燃烧，即VCO2 =
0
C ar 22.4 × 12 100
H 2O来源于氢的燃烧和燃料 中水分的蒸发
单击此处编辑母版标题样式
SO 2 来源于硫的燃烧
0 V SO =
2
M 22.4 H 0 VH 2O = ar + ar × 18 100 2
N 2 来源于燃料和空气，
VN2 VO2 = (α − 1)VO2 N ar 22.4 79 = × + Va × 28 100 100
2
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
B 、当 α < 1，实际烟气量
Vl = Vl − (1 − α )Va ×
0 0
79 100
0
单击此处编辑母版标题样式
CO2量：VCO2 = Car 22.4 0 + − 2(1 − α )VO2 12 100
C + O2 = CO2 x1 = C ar 22.4 × 12 100
1 H 2 + O2 = H 2 O 2 H 22.4 x 2 = ar × 4 100
S + O2 = SO2 x3 = S ar 22.4 × 32 100
共需氧量： 共需氧量： 单击此处编辑母版标题样式
x1 + x 2 + x3 = 22.4 C ar H ar S ar + + 100 12 4 32
0 0
单击此处编辑母版标题样式
烟气中 VCO2，VH 2O，VSO2 与理论烟气量相同
1 79 而：V = N × + αV × • 单击此处编辑母版副标题样式 100 100
0 0 N2 2 a
VO2 = (α − 1)VO02 = (α − 1)Va0 ×
21 100
2
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
• 单击此处编辑母版副标题样式 。 燃料完全燃烧时所需的最低空气量（ 燃料完全燃烧时所需的最低空气量（Bm3/Kg)。
基准：1Kg收到基燃料，其组成为 ：
C ar + H ar + Oar + N ar + S ar + Aar + M ar = 100% 可燃成分：C ar，H ar，Sar
2
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
n Vl 0 = [CO + CO2 + H 2 + H 2 O + 3CH 4 + (m + )C m H n 2 1 79 + 2H 2 S + N 2 ] × + Va0 × 100 100
2
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
（２）实际烟气量： 实际烟气量：
A、当α > 1，实际烟气量为
Vl = Vl + (α − 1)Va
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1.1流体的物理性质 流体的物理性质
理论空气量： 理论空气量：
Va0 = VO2 ×
0
100 21
单击此处编辑母版标题样式 V = αV
a 0 a
（2）实际空气量： ）实际空气量：
• 单击此处编辑母版副标题样式 （1）理论烟气量 ）
烟气中CO2含量来源于燃料中CO、CH4、CmHn 中碳的燃烧及气体燃料原有的CO2 ：
CO<2%—弱还原性 弱还原性 CO3-5%—强还原性 强还原性
2
从理论上 讲温度最 高
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
3.2.2空气需要量、烟气生成量及成分 空气需要量、 空气需要量 及密度的计算 3.2.2.1分析计算法 分析计算法
(一)固体和液体燃料 一 单击此处编辑母版标题样式 1．理论空气和实际空气量的计算 ． (1)理论空气量： 理论空气量： 理论空气量 分析计算法 据燃料的成分分析进行计算。 据燃料的成分分析进行计算。
气体燃料
〈 Q net 12500KJ / Bm 3时： 1000 Va = αVa0 ( Bm 3 / kg ) 0.173Qnet ,ar 1000 Va0 = 0.209Qnet ,ar + 0.5 ( Bm 3 / kg )
单击此处编辑母版标题样式
VL = + 1 + (α − 1)Va0 ( Bm 3 / kg )
n 1 Cm H n ) × 2 100
单击此处编辑母版标题样式
0 VSO2 = H 2 S ×
烟气中SO2 含量来源于H 2 S的氧化
1 100
烟气中来源于燃料中的 及空气中的氮
1 79 V =N × +V × • 单击此处编辑母版副标题样式 100 100
0 N2 2 0 a
理论烟气量： 理论烟气量：
提高燃烧温度
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1.1流体的物理性质 流体的物理性质
3.2.1.2基本概念 基本概念
1．几个假设 ． （1）气体的体积都用标准状态（0℃、1atm） （3）计算温度的基准点是0℃ 单击此处编辑母版标题样式 （2）计算涉及的气体都是理想气体（22.4Bm3/Kmol）
（4）空气看成由氧气和氮气组成 体积比：O2：N2 ＝21：79
• 单击此处编辑母版副标题样式
0 VO2 =
需从空气中获得的氧 ：
22.4 C ar H ar S ar Oar 22.4 + + × − 100 12 4 32 32 100
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1.1流体的物理性质 流体的物理性质
理论空气量： 理论空气量：
0 Va0 = VO2 ×
100 22.4
(2)实际空气量： 实际空气量： 实际空气量 单击此处编辑母版标题样式
Va = αVa
0
• 单击此处编辑母版副标题样式
（1）理论烟气量： ）理论烟气量：
指单位燃料与理论空气进行完全燃烧生成的烟气（ 指单位燃料与理论空气进行完全燃烧生成的烟气（Bm3/Kg)。
2．烟气生成量的计算
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1.1流体的物理性质 流体的物理性质
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煤块α＝ ～ 煤块 ＝1.3～1.7
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
（3） 火焰的气氛 ） 氧化焰 α＞1，燃烧产物中有过剩空气 ＞ ，
α＝1，燃烧产物中没有过剩 ＝ ， 单击此处编辑母版标题样式 中性焰 空气， 空气，也没有可燃气体 α＜1，燃烧产物中含有 ＜ ， • 单击此处编辑母版副标题样式 还原焰 CO、H2、CH4 等可燃气体 、
由于空气不足或燃料与空气 混合不好而造成部分燃料未 参加燃烧反应或燃烧不好
单击此处编辑母版标题样式
化学不完全燃烧
• 单击此处编辑母版副标题样式
不完全燃烧 的危害
造成燃料损失
机械不完全燃烧
由于机械设备原因而使燃料 未参加燃烧反应即被排走
降低燃烧温度、影响炉内气氛、 降低燃烧温度、影响炉内气氛、影响产品质量
ar ar
烟气中CO量：VCO = 2(1 − α )VO2
M .22.4 H H O量：V = + × • 单击此处编辑母版副标题样式 18 100 12
2 H 2O
N 2量：VN 2 =
N ar 22.4 79 0 × + αVO2 × 28 100 21
S ar 22 . 4 × 32 100
3.2.2.2近似计算 近似计算
1．用经验公式计算 ．
固体燃料：Va0 = 0.241Q net,ar 1000 + 0.5 (Bm 3 /Kg)
单击此处编辑母版标题样式
Va = αVa0 (Bm 3 /Kg) VL = 0.213Q net,ar 1000 + 1.65(α - 1)Vao (Bm 3 /Kg)
1.1流体的物理性质 流体的物理性质
3.2燃料燃烧计算 燃料燃烧计算
3.2.1计算的内容及基本概念 计算的内容及基本概念 3.2.1.1计算内容 计算内容
内容： 内容：
目的：为了设计窑炉的需要；为了操作窑炉的需要。 目的：为了设计窑炉的需要；为了操作窑炉的需要 单击此处编辑母版标题样式。 （1）空气量的计算：鼓风机选型计算的依据 ）空气量的计算： （2）烟气量的计算：排风机选型、烟囱计算的依据 ）烟气量的计算： • 单击此处编辑母版副标题样式 （3）烟气成分的计算：通过空气系数判断燃烧操作情况 ）烟气成分的计算： （4）燃烧温度的计算：分析影响因素，改进燃烧条件， ）燃烧温度的计算：
ρ =
44 CO 2 + 18 H 2 O + 64 SO 2 + 28 N 2 + 32 O 2 22 . 4 × 100
× 100 % ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
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1.1流体的物理性质 流体的物理性质
（二）气体燃料 1 ． 理论空气量和实际空气量： 理论空气量和实际空气量： （1） 理论空气量 ）
B、 当α < 1，烟气按比例燃烧
Vl = (1 − α ) + αVl
0
单击此处编辑母版标题样式 ３．密度计算
V • 单击此处编辑母版副标题样式
l
ρ=
ρ g + 1.293αVa