燃气燃烧与应用_chap12
燃气燃烧与应用
绪论
本课程的目的：燃烧器的设计计算
燃气的燃烧计算
燃气燃烧反应动力学
燃气燃烧的气流混合过程
内容
燃气燃烧的火焰传播 燃气燃烧方法 燃烧器的设计计算 燃气的互换性
第一章 燃气的燃烧计算
绪论
燃气：各种气体燃料的总称
按 制 备 方 法 分 类 天然气：纯天然气、石油伴生气 液化石油气
人造燃气 煤制气：炼焦煤气、水煤气等
激烈的氧化反应，并产生大量的热和光的
物理化学过程。
燃烧必须具 2、进行反应所需的能量 备的条件 3、具有完成反应所需的时间
1、燃气和氧气按一定比例呈分子状态混合
二、燃烧反应化学计量式
CH4+2O2=CO2+2H2O+ΔH
表示物质量之间的关系。 由于各种气体的摩尔体积近似相等，故也可表示气体 容积之间的关系。
， 则RO2 。 1时 ，RO2max＝
21 1
第五节
完全燃烧时 的确定
一、 ΔV 的确定
V
V V 1 V0 V V 1 V V
O2 dr Vf 21
二、 V 的确定
N2a，干烟气中由空气 带入的氮的容积成分； N2g，干烟气中由燃气 带入的氮的容积成分；
c，平均定压容积比 热，kJ/Nm3· K
I f (VRO 2 cRO 2 VH 2O cH 2O VN 2 cN 2 VO 2 cO 2 )tcFra bibliotektc
Hl Ig Ia VRO 2 cRO 2 VH 2 OcH 2 O VN 2 cN 2 VO 2 cO 2
二、燃烧热量温度tther
CO 2 SO2 CO N 2 O2 100
燃气燃烧方法范文
燃气燃烧方法范文燃气燃烧方法是指将燃气作为燃料，在燃烧过程中释放出的热能用于各种工业和家庭用途。
燃气通常指的是天然气或液化石油气等，由于其低污染、高效率和易于调控的特点，越来越受到人们的青睐。
本文将详细介绍燃气燃烧方法及其应用。
首先，燃气燃烧的基本原理是通过供给燃气和氧气，在合适的温度和压力条件下，经过燃烧反应产生热能。
燃气和空气的混合比例、供气温度、压力、气体流速等因素都会影响燃烧的效果。
燃气燃烧可以分为直接燃烧和间接燃烧两种形式。
直接燃烧是指将燃气直接喷入燃烧室，并与空气混合后燃烧。
间接燃烧则是通过燃烧炉或锅炉等设备，将燃气燃烧后的热能传递给工作介质（如水蒸气或油）。
在实际应用中，燃气燃烧有多种常见方法。
以下是其中一些常见的方法：1.高温空燃法：这是一种将燃气与空气在燃烧室内进行混合燃烧的方法。
燃气由喷嘴进入燃烧器，经过预混后与预热的空气混合，形成可燃气体。
然后，可燃气体进一步与燃烧室内的剩余空气混合，并点火进行燃烧，产生高温燃气。
该方法具有燃烧稳定、热效率高和热负荷调控方便等优点，广泛用于燃气锅炉等应用中。
2.浓度燃烧法：这是指通过调节燃气和空气的供气比例，使可燃气体的浓度达到最佳燃烧浓度范围的方法。
这种方法要求较高的控制技术和设备，但能实现燃烧的高效率和低污染排放。
浓度燃烧法广泛应用于工业炉、燃气轮机等设备中。
3.逆流燃烧法：这是指将燃气和空气从燃烧室的两端同时喷入，使燃气和空气在燃烧室内互相交叉流动，并产生逆流的方法。
逆流燃烧法具有燃烧稳定、燃烧温度均匀分布、热传递效率高等特点，特别适用于高温和超高温燃烧过程。
4.分层燃烧法：这是指通过将燃气和空气分别喷射到燃烧室的不同位置，使燃气和空气形成分层的燃烧过程。
这种方法可以实现燃烧的高效率和低污染排放，特别适用于大型工业炉和电厂锅炉等应用。
需要注意的是，不同的燃气燃烧方法适用于不同的应用场景和要求。
在具体应用中，还需要考虑燃气的性质、供气压力、温度控制等因素，进行合适的燃气燃烧方式选择和设备设计。
燃气燃烧与应用教案
第十二章燃气工业炉窑教学目的与要求1、熟悉燃气工业炉的炉型与构造的特点。
2、掌握解燃气工业炉的热工特性。
3、了解燃气钢铁用炉、燃气有色金属用炉、燃气窑业用炉、燃气化工与环保用炉及燃气干燥用炉的结构及特点。
4、了解金属的加热工艺，掌握金属锻造和热处理的工艺及特点。
重点与难点1、燃气工业炉的基本组成及各组成部分的特点。
2、炉内热工过程对生产率的影响。
3、金属锻造和热处理工艺的特点。
复习（或导入）新课内容第一节概述一、燃气工业炉窑的分类（一）按用途分类（1）熔炼炉（2）锻轧加热炉（3）热处理炉（4）焙烧炉（5）干燥炉（二）按炉温分类（1）高温炉（2）中温炉（3）低温炉（三）按炉子工作连续性分类（1）连续性操作的炉子（2）周期性（间歇式）操作的炉子（四）按加热方式分类（1）直接加热炉（2）间接加热炉（五）按行业分类（1）炼铁（2）炼钢、压力加工（3）钢材料热处理（4）铸铁、铸钢（5）有色金属（6）陶瓷、水泥、耐火材料（7）化学工业（8）环境保护（六）按炉型结构分类室式炉、开隙式炉、台车式炉、井式炉、步进式炉、振底式炉等。
二、燃气工业炉窑的特点（1）无公害（2）易于自动控制（3）清洁、卫生、操作方便。
（4）易于实现特种加热工艺。
三、燃气工业炉窑的技术特性燃气工业炉窑的技术性能应该表明一下几个方面：（1）炉型及使用工艺的名称（2）生产率或装炉量（3）最高炉温及常用炉温（4）炉膛有效容积或炉底有效面积（5）升温速度，或达到最高炉温所需时间（6）炉膛有效空间内的温差（7）燃料规格名称及其最大和平均消耗量（8）排烟量及排烟方式（9）各项附属设备，如燃烧器、风机等的型号、规格、功率等（10）其他动力，如用水、压缩空气等的压力、消耗量等技术要求。
第二节燃气工业炉窑的炉型与构造一、燃气工业炉窑的主要形式燃气工业炉按炉子工作方式分为连续式炉与周期式炉。
连续炉适于少品种大量生产的物料加热，周期式炉适于处理批量小的物料。
（一）周期式炉的形式与特征周期式炉被加热物料从入炉加热到最后出炉都在炉内不运动，有时按规定的温度曲线升温、保温、降温冷却，都在一个炉膛内进行，按一定周期分批处理物料。
燃气燃烧与应用_知识点
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 、 H2S 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。
高热值是指1m3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。
低热值是指1m3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。
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/m3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/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算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m3/m3或m3/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.烟气量含有1m3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。
燃气燃烧与应用知识点.doc
第一章 燃气的燃烧计算 根据烟气中 O 2 含量计算过剩空气系数 燃烧：气体燃料中的可燃成分（H 2、 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a20.920.92'O大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
O 2′--- 烟气样中的氧的容积成分燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、 （2）根据烟气中 C O 2 含量计算过剩空气系数 具备反应时间3热值:1Nm燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热3值，单位是 kJ/Nm 。
对于液化石油气也可用 kJ/kg 。
aCO 2 m' CO2CO 2m ——当 ＝1 时，干燃烧产物中 C O 2 含量， %；高热值是指 1m 3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原C O 2′——实际干燃烧产物中 CO2含量， %。
1.4 个燃烧温度定义及计算公式始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧，3低热值是指 1m燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始 它们带入的热量包括两部分：其一是由燃气、空气带 入的物理热量 ( 燃气和空气的热焓 ) ；其二是燃气的化 温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热 量。
学热量 ( 热值) 。
如果燃烧过程在绝热条件下进行，这 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 3液化石油气的低热值是 88000—120000KJ/m两部分热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到 的温度称为热量计温度。
燃烧热量温度：如果不计参加燃烧反应的燃气和空气 按 1KCAL=4.1868KJ 计算： 的物理热，即 t a ＝t g ＝o ，并假设 a ＝1．则所得的烟气3焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是 8600—11000KCal/m 3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m温度称为燃烧热量温度。
燃烧燃气与应用一
CmHn m n O2 mCO 2 n H 2O H
4
2
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1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位为千焦 每标准立方米。 燃气热值分为高热值和低热值。 高热值是指1Nm3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。 低热值是指1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 但其中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。 燃气的高热值与低热值的差值为水蒸气的气化潜热。 混合可燃气体的热值计算公式：
过剩空气系数的确定
过剩空气系数是实际空气量和理论空气量之比：
V V 1 V 0 V V 1 V V
式中V 过剩空气量（Nm3干空气/ Nm3干燃气）
（一）完全燃烧时过剩空气系数的确定
当完全燃烧时，过剩氧含量VO2可以按干烟气中自由氧的容积成分
O’2确定，即：VO
2
O2' 100
V
dr f
式中VR02-烟气中三原子气体的体积（可有燃气组分直接算出） V0H2O-烟气中水蒸气的体积（可由燃气组分与理论空气量V0算出） V0N2-烟气中氮气的体积（由燃气中N2含量与理论空气量V0计算
出）
当燃烧过程中的过剩空气系数α＞1时，实际空气量Vf为：
Vf Vf0 ( 1)V 0
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其中最经常见到的就是甲烷、 丙烷、丁烷、氢气等几种可 燃气体。
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第一节 燃气的热值
气体燃料中的可燃成分（碳氢化合物、氢气、 一氧化碳、 硫化氢等 ）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。
燃烧必备的条件：燃气中的可燃成分和空气中的氧气需按 一定比例呈分子状态混合；参与反应的分子在碰撞时必须 具有破坏旧分子和生成新分子所需的能量；具有完成反应 所必须的时间。
第八章燃气燃烧与应用资料
燃烧产物的计算
完全燃烧产物的计算 燃气燃烧后的产物就是烟气，当只供给理
论空气量时，燃气完全燃烧后产生的烟气 量 N它2称们。为的一理燃些论烧燃烟产料气物中量中含，还有主有一要S定O组2量。分的由为硫于C分在O2，做、则气H2在体O、 分 而 似析 之产时处生，，CO因C2、O此2、SO通S2O的常2的化将含学CO反量2、应经SO式常2也合合有在称许一为多起三相，原 子气体，用符号RO2表示。
热烟气本身，这时烟气所能达到的温度称 为热量计温度tc，
燃气燃烧温度
燃烧热量温度tther 在上述（a）的假设条件下不计燃气和空气
带入的物理热，并假设 1 ，得到的烟气温 度称为燃烧热量温度tther
燃气燃烧温度
实际燃烧温度 实际燃烧温度与理论燃烧温度的差值随工
艺过程和炉窑结构的不同而不同，很难精 确地计算出来
Combustion Theory
1燃气的燃烧计算
确定燃气的热值； 计算燃烧所需的空气量及产生的烟气量； 确定燃烧温度和绘制焓温图。这些参数是
燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据。
Combustion Theory
1．燃烧及燃烧反应计量方程式
n
n
CmHn (m 4)O2 mCO2 2 H2O H
燃气燃烧温度
向周围介质散失的热量Q2； 由于不完全燃烧而损失的热量Q3； 烟气中的CO2和H2O在高温下分解所消耗的
燃气燃烧与应用规范ppt课件
燃气燃烧与应用规范
1
•
•
中华人民共和国行业标准
•
• 家用燃气燃烧器具安装及验收规范
•
•
CJJ 12-99
燃气燃烧与应用规范
2
•
1 总则
• 1.0.1 为使家用燃气燃烧器具（简称燃具）安全运行，保护 国家财产和居民生命的安全，制定本规程。
• 1.0.2 本规程适用于居民住宅中使用的热水器，单、双眼灶， 烤箱，采暖器等燃具的安装和验收。
• 1.0.3 燃具应根据用户的用途、安装条件、气源、水源条件 等因素综合考虑后选择。
• 1.0.4 使用的燃具产品应符合国家有关产品标准的规定，并 必须有产品标准的规定，并必须有产品合格证和安装使用说明 书。在实行产品生产许可证制以后，应是获得生产许可证的产
品。
• 1.0.5 家用燃气燃烧器具安装及验收，除执行本规程外，尚 应符合国家现行有关强制性标准的规定。
• 2.0.8 倒T形烟道
• 公用给排气烟道的一种，给气道在垂直排气道下端横穿建筑 物并成水平设置。
燃气燃烧与应用规范
5
•
3 燃具给排气
•
3.1 一般规定
• 3.1.1 没有给排气条件的房间严禁安装非密闭式燃具。
• 3.1.2 置吸油烟机等机械换气设备的房间及其相连通 的房间内，不宜设置半密闭自然排气式燃具。
燃气燃烧与应用规范
3
•
2 术语
• 2.0.1 燃气燃烧器具（燃具）
• 以燃气为燃料的燃烧装置的总称。
• 2.0.2 半密闭自然排气式燃具
• 燃烧时所需空气取自室内，用排气筒自然抽力将烟气排至室外 的烟道式燃具。
• 2.0.3 单独烟道
燃气燃烧与应用PPT课件
丙烷的低热值：
H l2 2 0 2 4 .3 5 6 4 2 2 1 491468K J/N m 3
燃气热值的计算
• 例题2 乙烯的低热值为59482KJ/Nm3，8mol乙烯完
全燃烧放出的热量为4_7_5_8_5_6____KJ。
• 例题3 CO的低热值为12644KJ/Nm3，要获得151728KJ
__1_8___ mol，CO2 __1_5___ mol。 • 某混合燃气中含有C2H2、C3H6、C3H8、C4H10各
5mol，该气体完全燃烧需O2 _9_2_._5_ mol，生成 H26O5 ______ mol，C6O02 ______ mol。
燃气热值的计算
• 热值：1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量。 • 单位：千焦每标准立方米，KJ/Nm3（或KJ/Kg） • 高热值(Hh)：1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却
燃气的热值
燃烧反应计量方程式：表示各种单一可燃气体 燃烧反应前后物质的变化情况以及反应前后物质 间的体积和重量的比例关系。
C H 4 + 2 O 2 = C O 2 + 2 H 2 O + Δ H
物质的量比：1 : 2 : 1 : 2
与化学方程式相同吗？
其他常见的单一可燃气体与氧完全燃烧的反 应计量式列于附录2。
CmHn的燃烧反应通式 C m H n (m n 4 )O 2 m C O 2 + n 2 H 2 O H
例题：请写出C7H16、C10H22的燃烧反应方程式。 C7H16：m=7,n=16
C 7 H 1 6 1 1 O 2 7 C O 2 8 H 2 O
C10H22：m=10,n=22
• 例题1
由乙烷和丙烷的热效应计算各自的近似热值。
燃气燃烧与应用_知识点
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 、 H2S 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。
高热值是指1m3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。
低热值是指1m3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。
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/m3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/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算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m3/m3或m3/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.烟气量含有1m3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。
燃气燃烧与应用知识点期末复习
1.燃烧的定义：气体燃料中的可燃成分在一定条件下与氧发生剧烈的氧化作用，产生大量热和光的物理化学反应2.热值：1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量3.高热值：1Nm3燃气完全燃烧所生成的烟气冷却到初始温度，其烟气中的水蒸气以凝结态水排除时所放出的热量4.低热值：水蒸气仍为蒸汽状态时放出的热量5.高低热值的差值为水蒸气的汽化潜热6.热值与燃烧起始终了温度有关，本书以15℃作为燃烧参比条件7.理论空气需要量：1Nm^3燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量8.理论空气需要量也是燃气完全燃烧的最小空气量9.燃气的热值越高，燃烧所需理论空气量也越多10.由于燃气与空气存在混合不均匀性，所以实际空气需要量比理论的多。
11.过剩空气系数α：实际供给空气量与理论空气需要量的比α过大和过小的影响：α过小：使燃料的化学热不能充分发挥12.α过大：使烟气体积增大，炉膛温度降低，增加了排烟热损失，其结果都将使加热设备热效率下降13.α的值取决于燃气燃烧方法和燃气设备的运行工况14.理论烟气量：只供给理论空气量时，燃气完全燃烧后产生的烟气称为理论烟气量15.热量计温度：燃气、空气的物理热和燃气的化学热同时用来加热烟气本身，烟气所能达到的温度16.燃烧热量温度：不计燃气和空气的物理热，假设α=1，所得的烟气温度17.理论燃烧温度：在热平衡方程式中将由于化学不完全燃烧而损失的热量考虑在内所求得的烟气温度18.热量计温度和理论燃烧温度均要用渐进法进行计算19.理论燃烧温度影响因素：（1）燃气热值：随低热值H l增大而增大（2）燃气产物的热容量：燃烧产物的比热大时理论燃烧温度也下降（3）燃烧产物的数量：数量越多，所需热量也越多，理论燃烧温度下降（4）燃气与空气的温度：预热可以增加其焓值，提高理论燃烧温度（5）过剩空气系数α：太小时，由于燃烧不完全，不完全燃烧热损失增大使理论燃烧温度降低，若太大，则增加了燃烧产物的数量使燃烧温度也降低20.实际燃烧温度和理论燃烧温度的差值随工艺过程和炉子结构的不同而不同，很难精确地算出来21.烟气和空气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所生成的烟气及所需的理论空气量在等压下从0℃加热到t℃所需的热热量22.反应速度：化学反应进行的快慢可用单位时间内单位体积中反应物消耗或产物生成的摩尔数来衡量23.浓度对反应的影响：W=KC A a C B b压力对燃烧反应速度的影响：W1W2=(P1P2)n温度对反应速度的影响：温度每增加10℃，反应速度约增加2~4倍，不同分子只有互相碰撞后才能发生化学反应。
燃气燃烧与应用课程设计
燃气燃烧与应用课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解燃气的性质，掌握燃气燃烧的基本原理；2. 学生能了解燃气的种类及其特点，了解不同燃气在不同领域的应用；3. 学生能掌握燃气表的读数方法，了解燃气费用的计算方式。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决实际生活中与燃气相关的问题；2. 学生能正确使用燃气设备，具备一定的安全防范意识；3. 学生能通过小组合作，设计出合理的燃气应用方案。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到燃气在生活中的重要作用，增强环保意识；2. 学生在学习和实践过程中，培养团队合作精神，增强沟通与交流能力；3. 学生通过本课程的学习，养成关注能源、安全、环保等社会问题的习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程属于自然科学领域，结合学生所在年级，注重理论知识与实践应用的结合。
学生在本课程中需要掌握一定的理论知识，并能够将其运用到实际生活中。
教学要求注重培养学生的动手操作能力、问题解决能力和团队合作精神。
二、教学内容1. 燃气的基本性质与种类：讲解燃气的组成、性质，介绍天然气、液化石油气等常见燃气的特点及用途。
2. 燃气燃烧原理：阐述燃气燃烧的过程，分析燃烧所需的氧气量与燃气的化学反应。
3. 燃气表的读数与计算：教授燃气表的读数方法，讲解燃气费用的计算方式，让学生掌握家庭用气量的估算。
4. 燃气应用与安全：介绍燃气在生活中的应用，如燃气热水器、燃气炉等，讲解使用过程中的安全常识和注意事项。
5. 燃气环保与节能：分析燃气燃烧对环境的影响，探讨节能减排的措施，提高学生的环保意识。
教学内容安排与进度：第一课时：燃气的基本性质与种类第二课时：燃气燃烧原理第三课时：燃气表的读数与计算第四课时：燃气应用与安全第五课时：燃气环保与节能教材章节及内容列举：第一章 燃气的基本性质与种类第二章 燃气燃烧原理第三章 燃气表的读数与计算第四章 燃气应用与安全第五章 燃气环保与节能教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，使学生在掌握知识的同时，提高实际操作能力。
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燃气燃烧装置
燃烧装置是燃气工业炉上重要的装置之一 。根据炉子的结构形式、工作特点及燃 烧器的特性，正确设计、选择及合理安 装使用燃烧装置及其系统是非常重要的 工作。
炉用设备及其他附件
1．测量仪器 测量燃气流量、压力、温度及空气流量、压力、温度、燃气成分、 烟气成分、炉内温度、压力、烟气温度、压力、空气与燃气预热 温度及被加热物料温度等所需的仪器。 2．燃烧调节装置 • 调节进入炉内的热量，可通过调节燃气及空气量来实现。 • 燃烧调节主要是控制炉内温度、炉膛压力及炉内气氛等。 3．安全装置 安全装置对保证安全生产及避免意外损失都是非常必要的。 4．余热利用设备：为了提高炉子热效率而采取的热工措施。 • 为了回收烟气中的热量、可设燃气预热及空气预热装置、废热锅 炉以及物料预热装置。 • 加强炉子及管道绝热保温等也能收到良好的热工效果。但对不同 炉子应作经济技术分析，不能随意选用。
当厂房通风条件好、炉子规模小，车间 内炉子数量不多、对吊车运行妨碍不大时 ； 当地下水位较高采用防水结构有困难时 ，均可用上排烟方式。
下排烟
结构比较庞大，要占据较大的地下深度 ； 布置烟道时可能受车间设备基础及厂房 柱基的限制； 烟气被引入地下，不恶化车间卫生条件 及操作环境，不妨碍车间地上管线的布置 并便于吊车的运行。
材料：
竖钢架多采用槽钢，且成对地设置。 有些炉子也可采用废钢轨作为钢架。连接梁多采用角钢和槽钢。 连接杆用圆钢。 炉底空冷层的钢梁则常用工字钢和槽钢。
烟道、闸门和烟囱
1．排烟方式：上、下排烟两种，与炉子的结构形 式、周围环境条件有关。
上排烟
炉体结构简单，造价低，施工方便 ； 能充分利用较高的烟气温度，在得 到同样的负压条件下，烟囱高度可降 低。
空气流通路
混凝土
由于它能延长炉床寿命， 因此在大型炉中普遍采用。
炉膛
4．炉子基础——承受全部炉体载荷的重要部位
混凝土基础任何部分的温度不能超过300℃，否则混凝 土本身会失去机械强度。 应避免将炉子部件和其他设备放在同一个整块的基础 上，以防由于负荷不同而引起不均衡下沉，使基础开 裂或设备倾斜。 基础底部的深度在寒冷地区应深于冰冻线以下，以免 由于气温变化使基础破坏。 炉子基础应尽量建于地下水面以上，否则必须采取防 水措施
料盘
推料机
推料机
悬 吊 装 置
悬 吊 装 置
轨式 悬挂式
推料机
推料机
料盘
辊底式
台车
推料机
台车式
连续式炉及物料输送方式(2)—— 输送机式
炉料 炉辊链条传动
辊底式
螺旋式
炉料
炉料
步进梁式 转底式
输送带式
辊链传动
滚筒式
连续式炉及物料输送方式(2)—— 牵引式
加热
冷却
二、燃气工业炉的基本组成
空气 燃 气 6 3 4 5 7
能耗的计量基准不同； 热工考虑不同；
(四)按加热方式分类 1．直接加热炉 又称火焰炉，指炉气直接与 物料接触。 2．间接加热炉 炉气不直接与物料接触。
(五)按行业分类
1．炼铁：高炉、热风炉、烧结炉、球团炉、焦炉、焙烧炉。 2．炼钢、压力加工： 转炉、电弧炉、平炉、均热炉、轧钢加 热炉、锻造加热炉。 3．钢材热处理： 退火炉、正火炉、调质炉、回火炉、热压合 炉、渗碳炉、软氮化炉、镀覆炉、气氛发生炉、烧结炉。 4．铸铁、铸钢：冲天炉、电弧炉、感应熔化炉、热处理炉、干 燥炉。 5．有色金属：精炼炉、熔化炉、均热炉、加热炉、焙烧炉、转 炉、热处理炉(退大、调质、回火、烧结等)。 6．陶瓷、水泥、耐火材料： 熔化炉(玻璃、耐火材料等)、烧成 炉(水泥、耐火材料、陶瓷器、砖瓦、陶管、窑业原料等的烧 成)、煅烧炉(窑业原料焙烧与锻烧)、热处理炉(平板玻璃、电 视显像管等热处理)。 7．化学工业： 煤化工中的炼焦炉、煤气发生炉；石油化工中 的加热炉、分解炉、转化炉。 8．环境保护： 工业废弃物焚烧炉、废气燃烧炉、城市垃圾与 下水污泥焚烧炉。
两项说明文件
一、操作说明，包括操作程序、维修规程 以及安全注意事项等； 二、施工说明，包括各个特殊部位的施工 程序及验收标准。同时还应附有烘炉曲 线。
第二节 燃气工业炉的炉型与构造
Section 2 Types and structures of industrial furnace
一、燃气工业炉的主要形式
炉门以及提升装置
2．炉门提升装置 炉门的开闭常采用垂直升降，提升都借助于滑轮 和滚子的作用，可用人工、电动或气动等方式 实现。 当炉门的重量不大时，可采用人工操作的扇形机 构提升。若炉门很重且启闭次数频繁时，可采 用气动、电功或液压提升机构。 炉门及其提升机构应固定在钢架上，并使炉门和 炉墙不发生碰撞。
危险与隐患
• 燃气工业炉的管理及操作要比其他燃料 严格。 • 燃气与空气形成的混合物之可燃成分均 在爆炸范围内。若操作不按规程，管理
检查不严格，就容易发生爆炸等事故。
三、燃气工业炉窑的技术性能
1．炉型与工艺。 2．生产率(对连续式炉)，或装炉量(对周期式炉)。 3．最高炉温及常用炉温。 4．炉膛有效容积或炉底有效面积。 5．升温速度(冷炉工况)，或达到最高炉温所需时间。 6．炉膛有效空间内的温差。 7．燃料规格名称及其最大和平均消耗量。 8．排烟量及排烟方式。 9．各项附属设备：燃烧器、风机等的型号、规格、功率等。 10．其他动力要求，如用水、压缩空气等的压力、消耗量等。 11．其他特殊性能。
(六)按炉型结构分类 室式炉 开隙式炉 台车式炉 井式炉 步进式炉 振底式炉
二、燃气工业炉窑的特点
工业炉窑能源：电、煤、油、气四种。 与其他两种火焰炉比较，具有以下优点： l． 环保：SOX、NOx含量均比煤和油少得多，甚至不必考虑。 2．易于自动控制： 燃气燃烧器的调节比范围宽 过剩空气量少 微调灵敏性快 易实现炉温和炉压、甚至炉气成分的自动控制。 3．清洁、卫生、操作方便： 无结焦、结渣的问题，易实现自动 点火及火焰监测等。 4．易于实现特种加热工艺 ：使少氧化加热以及快速加热等特种 工艺的实现比较容易。
炉膛
2．炉顶——炉膛顶部的砌砖部分。炉顶的结构 形式可分为拱顶和吊顶两种。炉子跨度小于3 －4m时可采用拱顶，跨度较大的炉子一般采 用吊顶。
A
水平力
4 2
H
b
α
f1
加固用 钢材
1 3
4
2
α
水平力H
G 2
2
1
3
水平力H
拱顶力
G
G 2
炉膛
3．炉底——炉膛底部的砌砖部分。 承受很大的机械负荷、金属和氧化铁皮的作用。 砌筑材料要求更高，既要坚固，又应有一定的厚 度，以防止基础混凝土受热后发生损坏。 长时间加热时，混凝土基础部分的温度不高于 300℃。 对普通的加热炉，助熔剂的侵蚀和装炉物料的磨 损是决定炉床寿命的重要因素。
金属构架
作用——使炉墙坚固并在工作情况下保持砌体形状 (1)加固炉子砌体、承受炉子拱顶的侧压力或吊顶的全部重量，并把 其作用力传给基础。 (2)构架是炉子的骨架，在其上面安装炉子的附属设备。如炉门框、 燃烧器及冷水管。 (3)抵抗砌体的高温膨胀，使炉子不发生变形。 组成——竖钢架、水平梁及连接杆等组成 竖钢架是金属构架的主体，它用地脚螺栓固定在混凝土基础内。为 使其金属构架成为一个牢固的整体，竖钢架彼此间必须用连接梁 或拉杆连接起来，并将其固定。
第十二章 燃气工业炉
Chap 12 Gas-fired Industrial Furnace
• • • • • • • • 概述 燃气工业炉的炉型与构造 燃气工业炉的热工特性 钢铁工业用炉 有色金属用炉 窑业用炉 化工与环保用炉 干燥用炉
第一节 概述
Section 1 Introduction to industrial furnace
多台炉子组成一个排烟系统。 布置紧凑，经济合理，但烟道系统 不易严密，可能影响烟囱正常抽力。 当地下水位较高时，还需设计烟道 防水措施。
烟道、闸门和烟囱
2．烟道 烟道是连接炉子与烟囱的烟气通道。设计烟道时，应正确选择其截面尺寸和 结构形式，并使其具有良好的气密性。 下排烟炉子的烟道，大都布置在距地面300mm以下。烟道通常用砖砌筑， 其底部采用混凝土基础。为了不使混凝土温度过高，上面可用硅藻土砖 做绝热层，最上面再砌半砖厚的粘土砖，外部用红砖。烟道拱顶通常采 用双层的半圆拱顶。 3．闸门 为了调节炉膛内的压力，在烟道上必须设置烟气闸门。按炉子大小、用途差 异，可采用不同形式的闸门或插板。一般烟气温度低于400－600℃时， 可用灰铸铁或铸钢件制成；当温度高于600－700℃时，则必须用水冷闸 门、衬砖闸门或耐热合金钢制的闸板。 4．烟囱 烟囱是火焰炉常用的排烟装置，其作用是在烟囱根部产生抽力(即形成负压) ，这是由于烟囱内烟气密度比外部空气密度小，从而产生升力(即重力压 头)，使烟气能够排出。
炉门以及提升装置
1．炉门 作用：保持炉温，减少炉内辐射和炉气逸漏所造成的热损 失，避免因空气的吸入而恶化炉内气氛。 要求：严密、轻便、耐用及隔热。 结构： • 侧墙上的炉门常用铸铁制成，内衬绝热耐火砖，其形式 按尺寸大小而定。 • 对一些高温炉，炉门常设有水冷装置。 • 炉门装在炉门框上，炉门框再固定在炉子的金属构架上 。炉门在安装时应使其向门框倾斜10°角，以便炉门靠 自重压紧在炉门框上，以保证炉门的关闭严密性。
• 周期式炉：品种少、产量大 • 连续式炉：批量小
选用时的考虑：
•产量；
•操作条件；
周期式炉的形式与特征
• 物料不运动； • 装料口即出料口； • 有严格的升温、保温、降温冷却工艺要 求； • 操作按照周期进行。
台车式炉 井式炉 箱式炉
台车式炉 箱式炉
坩埚炉
连续式炉及物料输送方式(1)—— 推料式 炉底滑
(二)按炉温分类 1．高温炉——炉温在1000℃以上，其炉 内传热一般以辐射为主。 2. 中温炉—— 炉温为650－1000℃，炉内 传热包括辐射传热和对流传热。 3．低温炉 炉温在650℃以下，以对流传 热为主。