燃料燃烧习题解答

计算量热计温度： tc Qnet Q f Qa V CP
令i
Qnet Q f Qa V
49391.6 31 407.98 2924.62kJ/Nm3 17.01
则tc
i ， i CP tc CP
℃ 令tc ＝1700 ，查得CP 1.67 kJ/Nm3· ℃ 则i＝1.67 1700 2839kJ/Nm ℃ ℃ 令tc ＝1800 ，查得CP 1.69 kJ/Nm3·
0.058 22.4 13.6% Vgy
Vgy=9.55 Nm3/kg
根据N的平衡或O的平衡计算实际需要的空气量 N平衡：燃料中N2+空气中N2=烟气中N2
N ar 22.4 79 L Vgy 81.4% 28 100 100
Lα=9.83 Nm3/kg
⑵实际生成的湿烟气量Vy（不考虑空气中的水蒸气）
⑵燃烧生成的湿烟气量（Nm3/kg）；
解： ⑴由于完全燃烧，烟气中不含有CO，灰渣中含 有C，可采用物料平衡进行计算。
C平衡：燃料中C=烟气中C+灰渣中C 1kg煤完全燃烧时： 灰渣中C：11.9% ×1 ×17/83=0.0244㎏ 烟气中的C：72.0%×1-0.0244=0.6956㎏ 转化成摩尔数：0.6956/12=0.058kmol 设干烟气的体积Vgy，则：
第四章 燃料及其燃烧计算
5-9 某窑炉用煤为燃料，其组成为：
Car Har Oar Nar Sar Aar Mar
质量（%） 72.0
CO2 % 13.6
6.0 4.8
O2 5.0
1.4 0.3
N2 81.4
11.9 3.6
实际测定燃烧后的干烟气分析数据为：
煤灰中含C量17%，灰83%。计算：
⑴燃烧所需要的实际空气量（Nm3/kg）；
V Vgy ( H ar M ar 22.4 ) 2 18 100 6 3.6 22.4 9.55 ( ) 10.27 2 18 100
(Nm3 /kg)
实际燃烧温度： t tp 0.85 1654 1406 （℃）
（2）一次空气预热到200 ℃ ，二次空气预热到1000 ℃时，查得Ca1=1.308 kJ/m3· ℃， Ca2=1.41 kJ/m3· ℃
Qa1 C
3 70% L ( t 0) 1.308 0.7 15.74 200 2882.3kJ/Nm a1 a a
标态下1m3天然气燃烧所需要的空气量：
1 6 w w w L0 4.762[ (H 2 ) 2 (CH 4 ) （2+ ） (C2 H 6 ) 2 4 8 10 w w （3+ ） (C3H8 ) (4 ) (C4 H10 )] 4 4 4.762 1 [ 1.82 2 67.3 3.5 8.83 5 5.57 6.5 12.48] 100 2 13.11Nm3 /Nm3
解：将干组成换算成湿组成计算
H2w CH4w C2H6w C3H8w
100 (H 2 O w ) ( X ) ( X ) 100
w d
C4H10w
H2O
1.82 67.30
8.83
Baidu Nhomakorabea
5.57
12.48
4.0
天然气的热值（根据式（5-9）计算
Qnet= 108 φ(H2) +358φ(CH4) +590φ(C2H6) +912φ(C3H8)+1187φ(C4H10) =108×0.0182+358×0.673+590×0.0883+912×0.055 7+1187×0.1248 =49391.6(kJ/Nm3)
Qa 2 Ca 2 30%La (ta 0) 1.41 0.3 15.74 1000 6658.0kJ/Nm3
Qa= Qa1+ Qa2=2882.3+6658.0=9540.3 kJ/Nm3
令i
Qnet Q f Qa V

49391.6 31 9540.3 3466.4kJ/Nm3 17.01
V V0 1 L0
Vα＝14.39+(1.2-1)×13.11=17.01 Nm3/Nm3
0 ℃ 时，煤气、空气的比热分别为： Cf=1.55 kJ/Nm3· ℃； Ca=1.295 kJ/Nm3· ℃
Q f C f 1 t f 1.55 20 31(kJ / Nm3 ) Qa Ca La ta 1.296 15.74 20 407.98(kJ / Nm3 )
c c c c
t t c tc tc （i i）c i i 2300 2200 2200 （3466.4 3380） 3910 3380 2216.3 C
实际燃烧温度： t tp 0.8 2216.3 1773 C
令tc" ＝2200 C
，查得C y" 1.69 kJ/(m3 K)
则i "＝ 1.69 2200 3380(kJ/Nm3 )
令tc＝2300 C
，查得C y 1.70 kJ/(m3 K)
则i ＝ 1.70 2300 3910(kJ/Nm3 )
i i i i i i i t t t t
Lα＝αL0 =1.2×13.11=15.74 Nm3/Nm3
标态下1m3天然气燃烧生成的烟气量：
w w V0 (H 2 ) 3 (CH 4 ) (n
m w ) (Cn H m ) (H 2O w ) 0.79 L0 2
6 8 w w w w V0 (H 2 ) 3 (CH 4 ) （2+ ） (C2 H 6 ) （3+ ） (C3H8 ) 2 2 10 w (4 ) (C4 H10 ) (H 2O w ) 0.79 L0 2 1 [1.82 3 67.3 5 8.83 7 5.57 6.59 12.48 4] 0.79 13.11 100 14.39Nm3 /Nm3
作业题及其解答
第四章 燃料及其燃烧计算
第四章 燃料及其燃烧计算 习题4-2 某焦炉用天然气作燃料，其干组成为：
H2d
1.9
CH4d
70.1
C2H6d
9.2
C3H8d
5.8
C4H10d
13.0
水分含量4%。燃烧时α=1.2，当高温系数η=0.8. （1）空气、天然气均不预热，计算实际燃烧温度。（2）一次空 气占总空气量的70%，预热至200℃，二次空气预热至1000℃，此 时实际燃烧温度为多少？
3 3 则i ＝1.69 1800 3042kJ / Nm
i i i
i i i i tc tc tc tc tc tc tc tc （i i ） i i
1700 1600 （℃） 1600 （2747.56 2640） 1654 2839 2640