燃气的燃烧计算资料
燃烧势计算公式
燃烧势计算公式燃烧势是一个在能源和燃烧领域中相当重要的概念，它有特定的计算公式。
咱先来说说啥是燃烧势，简单来讲，燃烧势就是用来衡量燃气燃烧特性的一个指标。
那这燃烧势到底咋算呢？燃烧势的计算公式是：CP = K1 × V(H2) +K2 × V(CO) + K3 × V(CH4) + …… 这里面的 CP 就是燃烧势，V 代表的是各种可燃气体的体积分数，像 H2 就是氢气，CO 是一氧化碳，CH4是甲烷，而 K1、K2、K3 这些则是对应的系数。
比如说，咱假设有一种燃气，经过检测，其中氢气的体积分数是10%，一氧化碳是 20%，甲烷是30%，然后已知对应的系数K1 是 1.0，K2 是 0.6，K3 是 3.0。
那这时候燃烧势 CP 就等于 1.0×10 + 0.6×20 +3.0×30 = 10 + 12 + 90 = 112 。
我记得之前在一个工厂实习的时候，就碰到过跟燃烧势计算相关的事儿。
那是一家生产化工产品的工厂，他们在优化燃烧工艺，以提高能源利用效率和减少污染物排放。
我跟着工程师们在车间里到处跑，拿着各种检测仪器收集数据。
当时大家都特别专注，因为哪怕一点点的误差，都可能导致整个计算结果不准确，从而影响到后续的工艺调整。
有一次，我们在检测一个燃气管道的时候，发现检测仪器好像出了点小毛病，数据波动得厉害。
大家一下子紧张起来，赶紧排查问题。
最后发现是仪器的一个接口有点松动，导致气体泄漏，影响了检测结果。
这可把我们给急坏了，重新检测，重新计算，费了好大一番功夫。
不过也正是通过这件事儿，让我深刻地认识到，在涉及到燃烧势计算这样的工作中，每一个环节都得严谨认真，不能有丝毫的马虎。
所以说啊，燃烧势的计算可不是一件简单的事儿，它需要我们准确地测量各种气体的体积分数，还得清楚地知道对应的系数，然后细心地进行计算。
只有这样，才能得到准确可靠的结果，为相关的工程应用提供有力的支持。
1.燃气燃烧计算
•工程计算中有湿燃气与干燃气之分。 •由于天然气中含有一定水蒸气成分，所谓1m3湿燃气 湿燃气是指 燃气的总体积为1m3，其中包含水蒸气所占体积（实际的 燃气成分小于1m3）。 •1m3干燃气 干燃气则是指燃气成分的体积是1m3，而与其共存的 还有若干水蒸气，因此1m3干燃气的实际体积是大于1 m3 1m 1 的。由于以干燃气为计量基准不会受到燃气含湿量变化的 影响，因此1m3干燃气的概念被广泛应用。 •1m3干燃气暗含了另含相应含湿量的意义，如非特殊说明， 以后皆简称1m3燃气。
当有过剩空气时， 烟气中除上述组分外还含有过剩空气， 这时的烟气量称为实际烟气量。 如果燃烧不完全， 则除上述组分外， 烟气中还将出现 CO、 CH4、H2 等可燃组分。 根据燃烧反应方程式可以计算出燃气中各可燃组分单独 燃烧后产生的理论烟气量。
1.4.1 理论烟气量（ α = 1 时） （1）三原子气体体积
H l + I g + I a = I f + Q2 + Q3 + Q4
式中
H l —燃气的低热值（kJ/m
3
（1-13）
干燃气） ； 3 I g —燃气的物理热（kJ/m 干燃气） ； 3 （kJ/m3 I a —1m 干燃气完全燃烧时由空气带入的物理热 干燃气） ； 3 3 I f —1m 干燃气完全燃烧后所产生的烟气的焓（kJ/m 干燃气） 。
• 水蒸气的气化潜热很大 （100℃的气化潜热为2257kJ/kg；20℃的气化潜热为2454 kJ/kg）
在工业与民用燃气应用设备中，烟气中的水蒸气通常是 以气体状态排出的，因此实际工程中经常用到的是燃气 的低热值。有时为了进一步利用烟气中的热量，把烟气 冷却至其露点温度以下使水蒸气冷凝液化，只有这时才 用到燃气的高热值。 实际使用的燃气是含有多种组分的混合气体。混合气体 的热值一般根据混合法则由各单一气体的热值计算得出
燃气的燃烧计算
CO 21 O2 RO2 (1 ) 0.605
式中：
0.395(H 2 CO) 0.79
(m
n 4
)C
m
H
n
1.18H2S
0.79O2
0.21N2
0.79
CO mCmHn CO 2 H2S
，燃料特性系数。它只与燃料的组成有关。
1
21
第五节 完全燃烧时 的确定
V V0
V
V V
1
1 V
V
一、 ΔV 的确定
V
O2 21
Vfdr
二、 V 的确定
V
N2a 79
Vfdr
N2
N2g 79
Vfdr
N2
VN 2g Vfdr
79
Vfdr
N2
N2 100Vfdr
79
Vfdr
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；
思考：完全燃烧时，烟气中的RO2 的体积与供给的 空气量有关吗？
二、烟气量计算的理论公式
1、 =1 时的理论烟气量
VRO2 VCO2 VSO2 0.01(CO2 CO mCmHn H2S)
V 0 H2O
0.01[H2
H2S
n 2
CmHn
]
1.20(dg
V0da
V0 H l
当燃气的Hl<10500kJ/Nm3时，
0.209 V0 1000 Hl
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。
燃气的燃烧计算
【例】 已知天然气的容积成分如下：CH 4 92.1%；C 2H 6 3%；C 3H 8 1.5%；i-C 4H 10 0.05%；n-C 4H 10 0.05%；CO 2 2%；N 2 1%；O 2 0.3%。
天然气与空气的温度20==a g t t ℃；空气的含湿量10=a d g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。
试求：（一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量；（三）完全燃烧时的烟气量（1=α和2.1=α时）； 【解】查表得各组分参数如下：（一）求高热值和低热值根据混合法则，按式（1-2）求得nn h h h h r H r H r H H +++= 22110005013388500050113048015010127003070351921039842.....⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=40448=（kJ/m 3）n n l l l l r H r H r H H +++= 2211000501236490005012285701509324403064397921035906.....⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=36523=（kJ/m 3）（二）求理论空气需要量由所含组分计算，按式（1-3）求得]5.1)4(5.05.0[2112220O S H H C nm CO H V n m -++++=∑ ]3.01.0)4104(5.1)483(3)462(1.92)441[(211-⨯++⨯++⨯++⨯+⨯= 65.9=（m 3/m 3）（三）求完全燃烧时的烟气量 1．理论烟气量（1=α时） 三原子气体体积按式（1-5）求得)(01.022222S H H mC CO CO V V V n m SO CO RO +++=+=∑)1.045.13321.9212(01.0⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= 05.1=（m 3/m 3干燃气）水蒸气体积，按式（1-6）求得)](1202[01.002202a g n m OH d V d H C n S H H V ++++=∑ )]01.065.90(1201.02105.1283261.9224[01.0⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=11.2=（m 3/m 3干燃气）氮气体积，按式（1-7）求得20001.079.02N V V N +=101.065.979.0⨯+⨯= 63.7=（m 3/m 3干燃气）理论烟气总体积，按式（1-8）求得000222NH RO V V V V ++= 63.711.205.1++=79.10=（m 3/m 3干燃气）2．实际烟气量（2.1=α时）， ① 由其组分计算：三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得03.1V 2RO =（m 3/m 3干燃气）水蒸气体积，按式（1-9）求得)](1202[01.00222a g n m O H d V d H C nS H H V α++++=∑)]01.065.92.10(1201.02105.1283261.9224[01.0⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=14.2=（m 3/m 3干燃气）氮气体积，按式（1-10）求得2001.079.02N V V N +=α101.065.92.179.0⨯+⨯⨯= 16.9=（m 3/m 3干燃气）过剩氧体积，按式（1-11）求得0)1(21.02V V O -=α65.9)12.1(21.0⨯-⨯= 41.0=（m 3/m 3干燃气）实际烟气总体积，按式（1-12）求得2222O N O H RO f V V V V V +++=41.016.914.203.1+++= 74.12=（m 3/m 3干燃气）② 实际烟气量也可由理论烟气量与过剩空气量之和求得，按公式（1-13）：00)1(V V V f f -α+=65.9)12.1(79.10⨯-+= 72.12=（m 3/m 3干燃气）【总结】完成此例题，我们可以增加以下几点工程概念：（1）一种典型天然气的热值为36500 kJ/m 3，约合10kW ·h/m 3。
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物.doc
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。
这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。
考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。
所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。
必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。
确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。
一、空气需要量(一)理论空气需要量V0V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。
例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2 上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．88m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3。
对气态重碳氢化合物CmHn，燃烧反应方程式为CmHn+(m+n/4)O2+3．76(m+n/4)N2=mC02+ (n／2)H20+3．76(m+n／4)N2 (1—1) 也清楚地表明，1m3的CmHn完全燃烧，需要(m+n／4)m3的理论氧，同时带入3．76(m+n／4)m3的氮，故理论空气需要量为(m+n／4)／0．21=4．76(m+n／4)m3。
燃气供应工程 第9章 燃气燃烧基本理论
tth 是燃气燃烧过程控制的一个重要指标，它表明某种 燃气在一定条件下燃烧，其烟气所能达到的最高温度。
4、实际燃烧温度tact：
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，很难精确计算出来。经验 公式为：
tact tth
μ—高温系数。对一般工业炉窑可取0.65～0.85，无焰 燃烧器的火道可取0.9。
干空气中N 2与O2 的容积比为：
yN2 : yO2 79: 21 3.76
燃气燃烧所需的理论空气量为： 1 n V0 0.5H 2 0.5CO (m )Cm H n 1.5H 2 S O2 0.21 4
一般情况下，燃气的热值越高，燃烧所需的理论 空气量越多，还可用以下近似公式进行估算： 对于天然气和LPG：
三、燃气燃烧的火焰传播
（一）火焰的传播方式：
正常的火焰传播 爆炸 爆燃
燃气在工业与民用燃烧设备中的燃烧过程都属于 正常的火焰传播过程,在工业中常见的是紊流状态下 的火焰传播。
（二）火焰传播速度Sn：
当管径大到一定程度时，管壁散热对火焰传播速 度的影响消失，这时火焰传播速度走近于一最大值， 该最大值称为法向火焰传播速度Sn。
二、燃气热值的确定：
1、定义：1 m 3燃气完全燃烧后所放出的全部热量。 2、燃气热值的计算： ①直接用实验方法测定；
②用各单一气体的热值根据混合法则计算。
H H1 y1 H 2 y2 H n yn
三、燃烧所需空气量：
（一）理论空气需要量：
3 按燃烧反应计量方程式，1 m（或 1kg）燃气完全 燃烧所需的空气量，是实现燃气完全燃烧所需要的最 小空气量。单位为： m3 / m3干燃气或 m3 / kg
天然气燃烧的燃料消耗量分析
天然气燃烧的燃料消耗量分析天然气作为一种清洁、高效的燃料，在工、农、商、居等各个领域得到了广泛应用。
燃料的消耗量是评估其能效的重要指标之一。
本文将对天然气的燃烧过程及其燃料消耗量进行详细分析，并引入一些实际案例来进一步说明。
一、天然气燃烧过程天然气主要成分为甲烷(CH4)，其燃烧反应如下：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Energy通过上述反应式可以看出，天然气燃烧产生二氧化碳（CO2）和水蒸气（H2O），同时释放能量。
这是一个氧化反应，当甲烷与氧气充分接触并点燃后，燃烧过程就会开始。
二、天然气燃料消耗量的计算方法在天然气燃烧过程中，有一个重要的参数叫做天然气的低位发热量（LHV）。
它是指单位质量的天然气燃烧所释放出的热量。
天然气的LHV通常以MJ/kg或MJ/m³表示。
天然气的燃料消耗量计算方法如下：消耗量 = 发电功率 / 系统效率 / LHV其中，“发电功率”指的是所需要的能量产生的功率，“系统效率”是指能量转换过程中的能量损失，一般为0.8到0.9之间。
“LHV”即低位发热量。
在实际应用中，根据不同的设备类型以及燃烧工况，燃料消耗量的计算可能有所不同。
例如，在工业领域，常用的设备包括锅炉、燃气轮机等。
而在居民区域，则主要使用天然气进行供暖和热水供应。
三、天然气燃料消耗量案例分析1. 工业锅炉案例分析假设一个工业锅炉需要产生1000 kW的热能。
该锅炉的系统效率为0.85，而天然气的LHV为40 MJ/m³。
按照上述计算方法，可以得出：燃料消耗量 = 1000 kW / 0.85 / (40 MJ/m³) = 29.41 m³/h因此，该工业锅炉每小时需要消耗29.41立方米的天然气。
2. 居民供暖案例分析以某小区的供暖系统为例，假设该小区的供暖负荷为2000 kW，系统效率为0.8，而天然气的LHV为35 MJ/m³。
按照上述计算方法，可以得出：燃料消耗量 = 2000 kW / 0.8 / (35 MJ/m³) = 71.43 m³/h因此，该小区的供暖系统每小时需要消耗71.43立方米的天然气。
燃气燃烧计算
2011-5-3
15
2011-5-3
5
（2）按经验公式计算
当 Hl<10500 kJ/m3
0.209 V0 = Hl 1000 0.26 V0 = H l − 0.25 1000
当 Hl>10500 kJ/m3
对于烷烃类燃气(天然气、石油伴生气、液化石油气） 对于烷烃类燃气(天然气、石油伴生气、液化石油气）
0.268 V0 = Hl 1000
(
)
(
)
Qc = qc ⋅ H l
2011-5-3
14
3.理论燃烧温度的影响因素 3.理论燃烧温度的影响因素 (1)一般而言，燃气的热值越高， (1)一般而言，燃气的热值越高，则理论燃烧温度也越 一般而言 高； (2)燃烧区过剩空气系数大小的影响； (2)燃烧区过剩空气系数大小的影响； 燃烧区过剩空气系数大小的影响 (3)预热燃气或空气，提高其物理热量， (3)预热燃气或空气，提高其物理热量，会使理论燃烧 预热燃气或空气 温度升高。 温度升高。
2011-5-3
0.24 V0 = Hh 1000
6
(二)实际空气需要量
V 过剩空气系数： 过剩空气系数： α = V0
工业设备 民用燃具
α = 1.05 ~ 1.20 α = 1.3 ~ 1.8
实际空气需要量： 实际空气需要量：
V = α ⋅V0
7
2011-5-3
1.理论烟气量定义 1.理论烟气量定义 1m3燃气供以理论空气量完全燃烧后产生的烟 气量。单位：m3/m3 气量。单位： 2.理论烟气成分 2.理论烟气成分 CO2 , SO2 , H2O , N2
氮气体积： 氮气体积：
V
2011-5-3
燃气的燃烧计算资料
燃气的燃烧计算资料燃气是一种常见的燃料，广泛应用于家庭和工业的热水器、炉具、发电等设备中。
了解和掌握燃气的燃烧计算资料对于正常使用和安全运行设备非常重要。
在本文中，我们将介绍燃气燃烧的基本原理、常用的燃气计算公式以及相关的安全措施。
1.燃气燃烧的基本原理燃气燃烧是燃料与氧气发生反应产生热量和废气的过程。
燃气的主要成分是甲烷（CH4），甲烷燃烧产生的化学反应方程式为：CH4+2O2->CO2+2H2O。
在完全燃烧的情况下，燃气与氧气的化学反应将生成二氧化碳和水，释放出大量的热能。
2.燃气燃烧的计算公式（1）燃料理论空气量的计算燃料理论空气量是指理论上完全燃烧所需的空气量，一般使用下式计算：理论空气量=燃料量×（理论空燃比/实际空燃比）这里，燃料量是指单位时间内的燃料消耗量，理论空燃比是指燃料与理论空气量的混合比，实际空燃比是指燃料与实际空气量的混合比。
（2）燃料气体热值的计算燃料气体的热值是指单位质量燃料所释放的热能，一般使用下式计算：热值=热效率×燃料质量×燃气热值这里，热效率是指设备的热能利用效率，燃料质量是指单位时间内的燃料消耗量，燃气热值是指单位质量燃气所释放的热能。
3.燃气燃烧的安全措施（1）确保良好的通风燃气燃烧会产生大量的废气，如一氧化碳等有毒气体。
因此，在使用燃气设备时，要确保室内有良好的通风条件，及时将废气排出室外，以保证空气质量。
（2）检测燃气泄漏燃气泄漏可能引发火灾和爆炸等危险情况，因此要定期检查和维护燃气管道和设备，及时发现和修复泄漏问题。
同时，要安装燃气泄漏报警器，一旦检测到燃气泄漏，及时采取紧急措施。
（3）合理使用燃气设备在使用燃气设备时，要按照使用说明书正确操作，不超负荷使用，避免产生过高的温度和压力。
同时，要定期清洗燃气设备，确保其正常运行。
总结：燃气燃烧的计算资料对于正常使用和安全运行燃气设备非常重要。
通过了解燃气燃烧的基本原理和常用的计算公式，可以正确使用和维护燃气设备，避免安全事故的发生。
第01章-燃气的燃烧计算
实际烟气量：V f =VRO2 +VH2O +VN2 +VO2
24
第三节 完全燃烧产物的计算
（二）按燃气热值近似计算
1.理论烟气量
V
0 f
=0.239Hl 1000
+a
天然气，a = 2 石油伴生气，a = 2.2 液化石油气，a = 4.5
习题
第三节 完全燃烧产物的计算
=15989kJ/ Nm3
H
w l
=
Hldr
0.833 0.833+dg
=15989 0.833 =15753kJ / Nm3 0.833+0.0125
28
第三节 完全燃烧产物的计算
（二）理论空气需要量 1.按组分计算
= 3.86Nm3 /Nm3
2.按低热值计算
V0 =
0.26 Hl -0.25 =
体积比为： 氮气/氧气 = 79/21 = 3.76
14
第二节 燃烧所需空气量
（一）单一可燃气体理论空气需要量
（1）氢燃烧反应的理论空气需要量： H2+(0.5O2+0.5×3.76N2 )=H2O+0.5×3.76N2
1Nm3H2燃烧所需空气量为：0.5+0.5×3.76=2.38Nm3 （2）碳氢化合物的理论空气需要量：
28
第三节 完全燃烧产物的计算
（二）理论空气需要量 1.按组分计算
= 3.86Nm3 /Nm3
2.按低热值计算
0.26
V0 =
Hl -0.25 =
0.26
×15753-0.25 = 3.85Nm3 /Nm3
1000
1.燃气的燃烧计算
【例】 已知天然气的容积成分如下：CH 4 92.1%；C 2H 6 3%；C 3H 8 1.5%；i-C 4H 10 0.05%；n-C 4H 10 0.05%；CO 2 2%；N 2 1%；O 2 0.3%。
天然气与空气的温度20==a g t t ℃；空气的含湿量10=a d g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。
试求：（一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量；（三）完全燃烧时的烟气量（1=α和2.1=α时）； 【解】查表得各组分参数如下：（一）求高热值和低热值根据混合法则，按式（1-2）求得nn h h h h r H r H r H H +++=ΛΛ22110005013388500050113048015010127003070351921039842.....⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=40448=（kJ/m 3）n n l l l l r H r H r H H +++=ΛΛ2211000501236490005012285701509324403064397921035906.....⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=36523=（kJ/m 3）（二）求理论空气需要量由所含组分计算，按式（1-3）求得]5.1)4(5.05.0[2112220O S H H C nm CO H V n m -++++=∑ ]3.01.0)4104(5.1)483(3)462(1.92)441[(211-⨯++⨯++⨯++⨯+⨯= 65.9=（m 3/m 3）（三）求完全燃烧时的烟气量 1．理论烟气量（1=α时） 三原子气体体积按式（1-5）求得)(01.022222S H H mC CO CO V V V n m SO CO RO +++=+=∑)1.045.13321.9212(01.0⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= 05.1=（m 3/m 3干燃气）水蒸气体积，按式（1-6）求得)](1202[01.002202a g n m OH d V d H C n S H H V ++++=∑ )]01.065.90(1201.02105.1283261.9224[01.0⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=11.2=（m 3/m 3干燃气）氮气体积，按式（1-7）求得20001.079.02N V V N +=101.065.979.0⨯+⨯= 63.7=（m 3/m 3干燃气）理论烟气总体积，按式（1-8）求得000222NH RO V V V V ++= 63.711.205.1++=79.10=（m 3/m 3干燃气）2．实际烟气量（2.1=α时）， ① 由其组分计算：三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得03.1V 2RO =（m 3/m 3干燃气）水蒸气体积，按式（1-9）求得)](1202[01.00222a g n m O H d V d H C nS H H V α++++=∑)]01.065.92.10(1201.02105.1283261.9224[01.0⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=14.2=（m 3/m 3干燃气）氮气体积，按式（1-10）求得2001.079.02N V V N +=α101.065.92.179.0⨯+⨯⨯= 16.9=（m 3/m 3干燃气）过剩氧体积，按式（1-11）求得0)1(21.02V V O -=α65.9)12.1(21.0⨯-⨯= 41.0=（m 3/m 3干燃气）实际烟气总体积，按式（1-12）求得2222O N O H RO f V V V V V +++=41.016.914.203.1+++= 74.12=（m 3/m 3干燃气）② 实际烟气量也可由理论烟气量与过剩空气量之和求得，按公式（1-13）：00)1(V V V f f -α+=65.9)12.1(79.10⨯-+= 72.12=（m 3/m 3干燃气）【总结】完成此例题，我们可以增加以下几点工程概念：（1）一种典型天然气的热值为36500 kJ/m 3，约合10kW ·h/m 3。
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物(标准版)
( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改燃气燃烧所需空气量及燃烧产物(标准版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process燃气燃烧所需空气量及燃烧产物(标准版)燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。
这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。
考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。
所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。
必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。
确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。
一、空气需要量(一)理论空气需要量V0V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。
例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．88m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3 。
天然气完全燃烧放出热量的公式
天然气完全燃烧放出热量的公式好嘞，以下是为您生成的文章：咱们在日常生活中，做饭、取暖啥的，经常会用到天然气。
这天然气要是完全燃烧，放出的热量可是有个计算公式的。
先来说说这个公式：Q = Vq 。
这里的“Q”表示天然气完全燃烧放出的热量，“V”是天然气的体积，“q”呢，则是天然气的热值。
比如说，咱家里的燃气灶，用了一定量的天然气，要知道它放出了多少热量，就得用这个公式算一算。
我记得有一次，我去朋友家玩。
朋友家正在装修厨房，新换了一台超厉害的天然气灶。
朋友兴致勃勃地跟我介绍说，这新灶头火力可猛啦，烧菜速度那叫一个快。
我就好奇地问他，那你知道这灶头用天然气燃烧放出的热量咋算不？朋友一脸懵，摇摇头说不知道。
我就趁机给他讲了讲这个天然气完全燃烧放出热量的公式。
我跟他说：“你看啊，假设这灶头每小时用掉 2 立方米的天然气，而天然气的热值是 3.5×10^7 焦耳每立方米。
那用这个公式 Q = Vq 来算，每小时放出的热量 Q 就等于 2 立方米乘以 3.5×10^7 焦耳每立方米，算下来就是7×10^7 焦耳。
这热量可不少呢！”朋友听了，眼睛瞪得老大，直说：“原来这里面还有这么多学问！”其实啊，这个公式在很多方面都有用。
像一些工厂用天然气来驱动设备，工程师就得通过这个公式来计算能源消耗和成本。
还有搞科研的，研究新能源的时候，也得弄清楚天然气燃烧的热量问题。
咱们再回到日常生活中，知道这个公式，虽然不能说马上就能让咱们变成大专家，但起码能让咱们对天然气的使用有更清楚的认识。
比如说，冬天取暖的时候，要是能大概算算天然气燃烧放出的热量，就能更好地掌握室内温度，还能省点费用呢。
而且啊，这公式也不是孤立存在的。
它和其他的物理知识都有着千丝万缕的联系。
比如说，和能量守恒定律就关系密切。
天然气燃烧放出的热量，一部分用来加热物体，一部分可能就散失到周围环境中去了。
这就像是一个能量的分配游戏，得搞清楚每个部分的去向。
燃气燃烧时耗氧量计算
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。
这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。
考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。
所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。
必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。
确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。
一、空气需要量(一)理论空气需要量V0V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。
例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．8 8m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3。
对气态重碳氢化合物C m H n，燃烧反应方程式为C m H n+(m+n/4)O2+3．76(m+n/4)N2=mC02+ (n／2)H20+3．76(m+n／4)N2 (1—1)也清楚地表明，1m3的C m H n完全燃烧，需要(m+n／4)m3的理论氧，同时带入3．76(m+n／4)m3的氮，故理论空气需要量为(m+n／4)／0．21=4．76(m+n／4)m3。
第01章燃气的燃烧计算
第一节 燃气的热值
• 干燃气高热值与低热值的换算：
式中 Hdrh — —干燃气的高热值， kJ／Nm3；
Hdrl — —干燃气的低热值， kJ／Nm3； H2，CmHn，H2S— —氢、碳氢化合物、硫化氢的体积分数。
11
第一节 燃气的热值
• 干燃气低热值与湿燃气低热值的换算：
H
w l
= Hdl r
第三节 燃气燃烧温度
思考题
（1）什么是燃气燃烧的理论空气需要量？ （2）什么是过剩空气系数？ （3）如何计算理论空气需要量和实际空气需
要量？ （4）理论燃烧温度和实际燃烧温度分别如何
定义的？ （5）影响燃烧温度的因素有哪些？
21
第四节 完全燃烧产物的计算
• 燃烧产物——烟气。 • 理论烟气量：供给理论空气量时，燃气完
VO2 = 0.21( 1)V0 = 0.16Nm3 /Nm3干燃气
Vf =VRO2 +VH2O +VN2 +VO2 = 5.4Nm3 /Nm3干燃气
32
思考题
（1）如何计算燃气燃烧的理论烟气量？ （2）如何计算燃气燃烧的实际烟气量？
33
本章小结
燃气的燃烧计算
燃气的热值
燃烧所需 空气量
燃烧产生 烟气量
0.833 0.833+dg
思考题
（1）什么是燃气的燃烧？燃烧必须具备的条 件有哪些？
（2）什么是燃气的热值？ （3）燃气的高热值和低热值的区别是什么？ （4）多组分燃气的热值如何进行计算？
13
第二节 燃烧所需空气量
理论空气需要量：每Nm3(kg)燃气按燃烧反 应计量方程式完全燃烧所需要的空气量 （Nm3／Nm3或Nm3／kg）。 理论空气量： 完全燃烧最小空气量。 假定：空气中氧气21%，氮气79% 干空气中氮、氧体积比：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3、燃气热值之间的关系 dr 与Hldr 之间的关系 ① Hh
n dr Hh H ldr 19.59(H 2 Cm H n H 2S) 2
H
③
dr h
①
H
dr l
④
w h
H 与H 的单位： kJ/ Nm 干燃气
w w H 与 H ② h l 之间的关系
dr h
dr l
3
H
②
H lw
油制气：热裂解～、催化裂 解～
按组分分类
可燃气体：CmHn、H2、CO、H2S
不可燃气体：N2、CO2、O2、H2O（g）
• 燃气热值的确定
燃气燃烧计 算的内容 • 燃烧所需的空气量 • 燃烧产生的烟气量 • 燃烧温度的确定 • 烟气焓的计算
第一节 燃气的热值
一、燃烧的条件 燃烧：燃气中的可燃成分在一定条件下与氧发生
=1 >1
理论烟气量 实际烟气量
思考：完全燃烧时，烟气中的RO2 的体积与供给的 空气量有关吗？
二、烟气量计算的理论公式
1、 =1 时的理论烟气量
VRO2 VCO 2 VSO 2 0.01(CO2 CO
n 0.01[H 2 H 2S Cm H n ] 1.20(d g V0d a ) 2
方法一：用某一组分所占燃气的容积百分比表示。
∑riw =1
方法二：某一组分占干燃气的容积百分比，外加含湿量。 含湿量dg单位：kg/Nm3干燃气 例： 某一燃气的组分CH4W75%，若该燃气的含湿量12.5g/Nm3， 求CH4在干燃气中的容积成分。
w CH4 CH4 (1 dgvH2O ) 75 (1 0.0125 1.20) 76.125
第二节 燃烧所需的空气量
一、空气的组成
干空气的容积成分：O221%、N279％
N 2 79 3.76 O 2 21
二、理论空气需要量
理论空气需要量V0：含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧
所需的干空气量。 单位：Nm3干空气/Nm3干燃气
1、理论公式
V0的计算：求出每Nm3干燃气完全燃烧所需要的氧气量， 进而可求出对应的干空气量。
w dr H 与 H ③ h h 之间的关系
1 H ( H 2352 dg ) 1 1.20d g
w h dr h
H
③
dr h
①
H
dr l
④
w h
④ H 与H 之间的关系
1 H H 1 1.20d g
w l dr l
w l
dr l
H
②
H lw
思考：
dr w Hh 与Hlw之间、Hh 与Hldr 之间的关系 ?
n w w w w Hh H lw 19.59(H w C H H S H O ) 2 m n 2 2 2 n 1 w w H h H l [19.59(H 2 Cm Hn H 2S) 2352 dg ] 2 1 1.20d g
w Hh 与Hlw的单位： kJ/ Nm3湿燃气
0 VN 0.79V0 0.01N2 2
0.268 V0 Hl 1000
三、实际空气需要量
实际空气需要量V>理论空气需要量V0 过剩空气系数：
V V0
工业设备中，＝1.05～1.20 ；民用燃具中＝1.3～1.8。 在保证完全燃烧的情况下，使 →1.0。
第三节 完全燃烧产物的计算
一、烟气量
烟气:燃气燃烧后的产物。 烟气量：含有1Nm3干燃气的湿燃气完全燃烧后产生 的烟气量。 单位：Nm3/ Nm3干燃气 RO2(包括CO2、SO2)、N2、H2O RO2 、N2、H2O、O2
ΔH称为反应焓、燃烧焓或燃气热值，可由燃烧试验确
定或者由反应前后物系的焓差确定。
各种燃气的化学反应计量式：
n n Cm H n (m )O2 m C O2 H 2O ΔH 4 2 1 C O O 2 C O2 ΔH 2 1 H 2 O 2 H 2O ΔH 2 3 H 2S O 2 S O2 H 2O ΔH 2
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。
vH 2O(g) 1.20Nm 3 /kg
H O(g) 0.833kg/Nm 3
2
思考： 热值的两个单位kJ/Nm3和kJ/kmol之间如何进行转换？
2、干燃气（混合气体）的热值
H=∑Hiri Hi：燃气中某一可燃组分的热值，kJ/Nm3； ri：燃气中某一可燃组分的容积百分比。
3、燃气的组分表示
V0 1 1 n 3 1 [ H 2 ( m )Cm H n H 2S C O O 2 ] 21 2 4 2 2
2、近似公式 燃气的热值越高，所需的理论空气量越大。
V0 H l
当燃气的Hl<10500kJ/Nm3时，
0.209 V0 Hl 1000
当人造燃气的Hl>10500kJ/Nm3时， 0.26 V0 H l 0.25 1000 烷烃类燃气（天然气、液化石油气）采用
三、燃气热值的确定
1、高热值、低热值
高热值Hh：1Nm3或1kmol燃气完全燃烧后被冷却至 原始温度且水蒸气以凝结水状态排出时所 放出的热量。 所以 高热值Hh －低热值Hl ＝水蒸气的汽化潜热r 单位：kJ/Nm3或kJ/kmol 低热值Hl：～，水蒸气以蒸汽状态排出。
r=1959kJ/Nm3 水蒸气v=21.629m3/kmol 水蒸气M=18.0154kg/kmol ∴ r=2352kJ/kg