燃料与燃烧复习重点(不完全)

第一章
二、煤的主要特性
（四） 热稳定性
固体燃料
热稳定性指煤在加热的情况下是否容易破碎而言。热稳定性的强 弱直接影响到煤的燃烧和气化效果。褐煤和无烟煤的热稳定性较差。
（五）反应性和可燃性（煤的活性）
煤的反应性指煤在一定温度下进行气化还原反应的能力。实际 上也就是煤中的碳与二氧化碳及水蒸气进行还原反应的速度。反应产 物中CO的含量越高，氧化层的温度越低，反应性就越好。 煤的可燃性是指燃料中的碳与氧发生氧化反应的的速度（燃烧速 度）。炭化程度越高的煤其反应性和可燃性就越差。
第三章
三、气体燃料的组分
气体燃料
1．可燃组分气体：H2，CO，CH4，CmHn， 2．不可燃组分气体：N2，CO2，O2， H2O 3．杂质：有机硫， H2S，NH3， 焦油蒸汽等
第三章
气体燃料
四、气体燃料成分的表示方法及发热量计算
气体燃料都是由各单一气体组成的混合物。燃气的来源和 种类不同他们的组成成分和发热量（热值）也不同。
当空气的湿度较大时，计算实际空气量时应该把空气中水分计算 在内。当空气中的饱和水蒸气含量为g（g/m3）时,可以将其换算为体 积含量（g可以查附表5）。
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§2 完全燃烧的烟气量计算
燃烧产物的量可以根据燃烧反应前后的物质平衡关系 进行计算。完全燃烧时单位燃料燃烧后的产物包括： CO2 ，SO2 ，H2O，O2 ，N2
第一章
§2 煤的使用性能
二、煤的主要特性
(一) 煤的发热量（热值）
固体燃料
1．煤的发热量的基本概念 煤的发热量是评价燃料质量的重要指标，也是计算燃烧温度和 燃料消耗量的重要依据。 高位发热量Qh（MJ/kg）：单位燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到 使其中的水蒸气凝结成常温水时放出的热量。 低位发热量Ql（MJ/kg）：单位燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到 常温时放出的热量。
1.成分表示方法
气体燃料的组成是用所含各单一气体的体积百分数来表 示的，有所谓“湿成分”和“干成分”两种表示方法。 湿成分：COS %+ HS2% +CHS4% +COS2%+NS2% +OS2% +H2OS =100 % 干成分：COg %+ Hg2% +CHg4% +COg2%+Ng2% + Og2 % =100 %
A —— C H O N S M
A —FC——————— V ————— M
灰分 固定炭 挥发分 水分
ar ad d daf
— — — —
as received air dry dry dry ash free
（应用基 y） （分析基 f） （干燥基 g） （可燃基 r）
第一章 固体燃料
二、煤的种类：泥煤，褐煤，烟煤，无烟煤 ３.烟煤 由褐煤进一步变化而成，密度大，含炭量较高，含氢 和氧量较少，挥发分产率低，吸水性强，堆积密度750800kg/m3，机戒强度较大，最大特点是粘接性好。烟煤使 用范围广，是冶金和动力工业不可缺少的燃料，也是炼 焦的主要原料。 ４．无烟煤 炭化程度最高，地质年代最久远的煤，含炭量最高， 密度大，机械强度大，挥发分极少，吸水性小，热值高， 灰分少，含硫量低。
L0.O2 = 1 ( 8C +8H + S O) 1 1.429 3 100
（Nm3/kg）
(4-3)
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§1 燃烧所需的空气量计算
二、固体和液体燃料的理论空气需要量
一般的工业燃烧都是在空气中燃烧，燃烧所需要的理论空气需要量为：
L0. = 1 8 1 ( C +8H + S O) 1.429×0.21 3 100
当 n=1时，得到燃料完全燃烧的理论烟气量为：
V0 = ( C S H M N 22. 4 79 + + + + ) + L0 +0.00124gL0 12 32 2 18 28 100 100
有机硫：煤中有机物中存在
无机硫：黄铁矿硫 FeS2 （可燃硫） 硫酸盐硫 FeSO4， CaSO4
第一章
固体燃料
四、煤的成分表示基准及其换算
———————— 应 用 基（ar） ———————— ———————— 空气干燥基（ad） —————— ———————— 干 燥 基 （d） ———— ———— 可 燃 基（daf） ————
2.重油的粘度 3．重油的密度： ρ20 = 0.92-0.98 t/m3 4．比热和导热系数 5．重油的发热量（高位/低位）
6．重油的含硫量
பைடு நூலகம்
第三章
一、城市燃气
气体燃料
符合国家城市燃气标准的气体燃料叫城市燃气(城市燃气分类 GB/T13611-92)。 1．人工煤气 （R）（Manufactured gas） 焦炉煤气：炼焦过程的副产品 主要成分：H2 CO CH4 CmHn NCO 2 2 O2 QL=13200～19200 kJ/Nm3 （4000 kCal / Nm3）
Vn =VCO2 +VSO2 +VH2O +VN2 +VO2
（Nm3 / kg）或者（Nm3 / Nm3） (4-11)
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
一、固体和液体燃料的烟气量
将以上代入式（4-11）整理后可以得到燃料完全燃烧的实际烟气量为：
Vn = ( C S H M N 22.4 21 + + + + ) +(n )L0 +0.00124gnL0 12 32 2 18 28 100 100 （Nm3 / kg）（4-14-a）
第二章
3.石油产品
液体燃料
液化石油气、汽油、煤油、轻柴油、重柴油、重油、残渣油等。 汽油、煤油、轻柴油主要用于各种发动机的燃料；重柴油、 重油一般用于各种工业窑炉和锅炉的燃料；液化石油气主要用于 民用燃料。
二、 重油的化学组成
成分： C，H，O，N，S；A，M C H O + N 85-88% 10-13% 0.5-1.0%
第一章
二、煤的主要特性
(三) 粘结性和结焦性
固体燃料
粘结性：指粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一定的温度时， 煤的颗粒相互粘结形成焦块的性质。 结焦性：煤在工业炼焦的条件下，粉碎后的一种或者几种煤混合 后的粘结性，粘结性越好结焦性也越好.结焦性也就是煤能炼出冶金 焦的性质。 煤的粘结性强弱分为７个等级，１为最弱，７为最强。一般用坩 埚法进行测定，对形成的焦块进行观察判定。
CnHm + (n + 4 )O2 = nH2O +
m CO2 2
硫化氢的燃烧：
H2S + 1.5O2 = H2O + SO2
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§1 燃烧所需的空气量计算
四、实际空气需要量与过剩空气系数
在实际的燃烧装置中为保证燃料能够完全燃烧，实际供应的空 气量总是大于理论空气量的。燃烧时实际供应的空气量叫实际空气 量。实 际空气 量与理 论空气 量的比 值称为 过剩空 气系数 。 过剩空气系数：n=Ln/L0 实际空气量： Ln=nL0 过剩空气量： Ln-L0= nL0-L0=(n-1) L0
第三章
气体燃料
2．天然气 （T）（气田气和油田气）（Natural gas ）
一种从气田或者油田直接开采的天然气体燃料（主要成分 CH4=90～98%）。 主要成分： CH4 CmHn N2 CO2 （微量H2O， H2S ） QL=35000～37000 kJ/Nm3 （8000-10000 kCal /Nm3） 密度：0.7～0.8 kg/Nm3
（Nm3/kg）
(4-5)
或者可以写为：
L0. = 0.01 × (8.89C + 26.67H +3.33S 3.33O)
（Nm3/kg）
(4-5a)
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§1 燃烧所需的空气量计算
三、气体燃料的理论空气需要量
气体燃料的体积百分数成分组成为： CO % + H2% + CH4 % + CnHm% + H2S % +COS2 % +O2% +N2 % +H2O % =100 % 各可燃组分的化学反应方程式为： 其中CO的燃烧： CO +0.5O2 = CO2 氢的燃烧： H2+0.5O2 = H2O 碳氢化合物的燃烧： m
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§1 燃烧所需的空气量计算
二、固体和液体燃料的理论空气需要量
对于氢的燃烧： 数量关系： 每公斤氢燃烧的需氧量为： H2 + 0.5 O2 = H2O = 18 2 + 16 1 + 8 = 9 （kg） （kg / kg）
硫燃烧时： S + O2 = SO2 32 + 32 = 64 数量关系： 每公斤氢燃烧的需氧量为： 1 + 1 = 2
第二篇
燃料燃烧计算
燃烧产物
、O2
燃烧计算的基本原理： 燃料 + 氧化剂 =
煤、油、燃气 空气/氧气 当不完全燃烧时：
CO2、H2O、SO2、N2
，灰分
燃烧产物中还有 CO、H2、 CH4，C等
计算的主要依据：
质量守衡 —— 物料平衡 （计算燃烧需要的空气量和产生的烟气量） 能量守衡 —— 热量平衡（计算燃烧烟气的温度）
（kg） （kg / kg）
第四章 空气需要量及燃烧产物生成量
§1 燃烧所需的空气量计算
二、固体和液体燃料的理论空气需要量
因此，每公斤燃料完全燃烧所需要的理论氧气质量为：
8 1 G0.O2 = ( C +8H + S O) 3 100
（kg/kg）
(4-2)
在标准状态下1kmol质量的气体体积量为22.4 Nm3，所以标 准状态下氧的密度为32/22.4=1.429 kg/Nm3 。 故每公斤燃料完全燃烧所需要的理论氧气体积量为：
第一章
二、煤的主要特性
固体燃料
（二）煤的比热和导热系数 煤的比热一般为：0.84-1.67kJ/kg· º C； 并且随炭化程度的提高而变小； (kJ/kg· º C) 一般 泥煤 Ｃp＝1.38 (kJ/kg· º C) 褐煤 Ｃp＝1.21 (kJ/kg· º C) 烟煤 Ｃp＝1.00～１.09 常温下煤的比热与水分和灰分含量成线性关系： Ｃp＝4.187(0.24Cr % + M %+0.165A %)/100 (kJ/kg· º C) 煤导热系数一般为：0.232-0.348 W/m· º C； 并且随炭化程度和温度的升高而增大。
第一篇 燃料概论
燃料的概念：
各种复杂化合物的混合物，通过燃烧可以将其化 学能转变为热能，同时在技术上是可行的，经济上是 合理的物质。
标准煤的概念:
标准煤是指每千克应用基低位热值为29.27兆焦 （MJ）（相当于每千克7000大卡）的煤。
第一章 固体燃料
二、煤的种类：泥煤，褐煤，烟煤，无烟煤
1、泥煤 地质年代最近的煤，含水量40％以上，风干堆积密度 300-450kg/m3，在化学成分上氧含量高达30%左右，含炭 量相对较低。挥发分高，可燃性较好。含硫量较低，机 械强度低。主要用于锅炉和汽化原料。 ２．褐煤 由泥煤进一步变化而成，完成了植物遗体的炭化过程， 密度较大，含炭量较高，含氢和氧量较少，挥发分产率 低，吸水性小，机械强度较大。
第一章 固体燃料
三、煤的化学组成（煤都是由七种成分组成）
无机物——矿物质（ A），水分 （M） 有机物—— C，H，O，N，S（元素形式）
C
H
O
N
泥煤
褐煤 烟煤 无烟煤
57.0
65.0 88.0 94.0
5.2
4.0 5.3 2.9
36.8
30.0 5.0 1.9
（可燃硫）
1.0
1.0 1.7 1.2
S 0.2-1.0%
第二章
三、重油的物理性能
液体燃料
1．闪点、燃点和着火点
闪点：遇小火能发生闪火的温度（80-130 º C）。 燃点：遇小火闪火后能继续燃烧的温度（闪点+10 º C）。 着火点：温度继续升高并发生自燃的温度（500-600º C）。 重油的闪点、燃点和着火点是液体燃料的非常重要的性能 指标，关系到用油的安全技术和燃烧条件。
第三章
气体燃料
3．液化石油气（Y）LPG — Liquified Petroleum Gas
石油炼制过程的副产品，主要成分为C3 和C4的烃类（主要是丙 烷、丁烷和丁烷、丁烯），在常温下加压（大约1.6MP）就可以液化， 可以用高压储罐储存，减压就可以汽化。
主要成分： C3H8 C4H8 C3H10 C4H10 CmHn 气态热值： QL=87900～108900 kJ/Nm3 （21000-26000 kCal /Nm3） 液态热值： QL=45200～46100 kJ/Nm3 气态密度： 1.95～2.36 kJ/Nm3