燃料与燃烧
燃料及燃烧
2燃料及燃烧2」冶金企业常用燃料1、概述燃料的定义:凡燃烧时能放出大量的热,该热量能经济而有效地用于现代工业生产或日常生活的所有物质,统称燃料。
冶金生产大多数需要在高温下进行,其所需热量,除电炉外,大部分仍靠燃烧燃料供给,所以燃料是冶金生产不可缺少的重要原材料之一。
冶金生产所使用的燃料,一般应具备如下条件:(1) 燃烧所放出的热量必须满足生产工艺要求;(2) 便于控制和调节燃烧过程;(3) 蕴藏量丰富,成本低,使用方便;(4) 燃烧产物必须是气体,对人、动植物、厂房、设备等无害。
燃料的种类很多,按物态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类;按来源可分为天然产品和加工产品两种。
工业用燃料分类见表2—1。
燃料的一般分类表表2 —1来源燃料的固态-----------------------------------------------------天然产品加工产品固体燃料木柴、煤、油页岩等木炭、焦炭、粉煤高炉煤气、焦炉煤气、气体燃料天然煤气发生炉煤气等冶金工业生产是燃料的巨大消耗者,冶金工作者必须熟悉各种燃料的性质,会正确选用,并能合理组织燃烧过程,以降低燃料消耗量。
2、常用燃料的特性常用燃料的特性主要包括以下两方面:第一:燃料的化学组成。
必须分清哪些组成物是发热的,哪些组成物是有害的。
第二:燃料的发热能力。
这是评价燃料质量的重要指标。
⑴燃料的化学组成及其成分换算①气体燃料的化学组成及干湿成分换算气体燃料是由几种较简单的化合物所组成的机械混合体。
其中:CO、H2、CH4、C2H4、C m H n、H2S等是可燃性气体成分,能燃烧放出热量。
CO2、N2、SO2、H2。
、02等则是不燃成分,不能燃烧放热,故其含量均不宜过多,以免降低燃料的发热能力。
C m H n总称为重碳氢化合物,,包括C3H6、C2H6、C2H2……等。
每单位体积(m2)重碳氢化合物燃烧,约放出71176 kJ热量。
气体燃料中的氧,在高温预热的情况下,能与可燃成分作用,从而降低气体燃料燃烧时的放热量。
燃料与燃烧
化碳遇氧后,还有旨继续氧化成二氧化碳,又放出238OOKJ/kg热量,从而补足全部热量。
六、液体燃料和气体燃料的燃烧
液体燃料主要指燃油,汹的沸腾温度低于其着火温度。因此,它们总是先蒸发成蒸气,然后才能进行燃烧,即以蒸气状态进行燃烧。
当液体燃料滴经过加热后,在其表面先蒸发产生蒸气,蒸气向四周扩散,和周围的空气混合,进一步被加热着火燃烧。因为燃烧速度快,蒸发速度慢,液体燃料的燃烧快慢取决于其蒸发速度。
3.充裕的时间
燃烧是有一定速度的,因此,燃烧完全需要一定的时间,可燃气体能进行燃烧前时间取决于它们在炉膛内停留的时间,也就是取决于炉膛的容积。为此,必须保证足够的炉膛容积(燃烧空间)。
对于火床燃烧的机械化炉排,煤燃烧时间取决于煤在炉排上停留的时间,为此,要设计合适的炉排结构和面积。尽量设法提前着火,以保证有充裕的燃烧时间。
上述燃烧过程的各个阶段,在实际的燃烧设备中是不能截然分开的,它们常常是互相重叠,交错进行的。
五、煤的燃烧条件
为了使煤的燃烧过程进行得快(单位时间内燃烧得多,放出热量多),未完全燃烧损失少,即迅速而完全的燃烧,必须保证下述三个最基本的条件:
1.较高的温度
温度是燃烧的首要条件。因为燃烧要从着火开始,在着火前的准备阶段中,干燥与干馆过程都要吸收热量。因此要求炉膛具有较高的温度,提供足够的热量。无烟煤挥发分少,着火温度高,需要炉膛具有更高的温度。褐煤,着火温度低,但是往往水分较多,而且劣质褐煤灰分也多,发热量低,燃烧放出热量少,也需要炉膛具有较高温度。其他劣质煤,为了保证着火也需要较高的炉膛温度,如果仅从着火考虑,炉膛温度越高越好。
燃料与燃烧知识点归纳
第六章 燃烧与燃料第一节 燃烧与灭火一.燃烧的条件(重点)1.燃烧:是可燃物跟氧气发生的剧烈的发光、发热的氧化反应。
(1)燃烧的现象:发光、发热,反应剧烈。
(2)燃烧的反应类型:氧化反应,不一定是化合反应。
(3)燃烧的反应物:常见的燃烧都是可燃物跟氧气发生反应,但是,不是所有的燃烧都一定有氧气参加。
例如,镁就能在二氧化碳中燃烧:2Mg+CO 2点燃C+2MgO ;钠能在氯气中燃烧:2Na +Cl 2点燃2NaCl(4)燃烧的反应条件:点燃 (5)燃烧的分类及燃烧的产物注意:① “完全燃烧”和“不完全燃烧”又叫“充分燃烧”和“不充分燃烧” ② 要掌握含C 、H 、O 等元素的燃料完全燃烧的化学方程式: 2.燃烧的条件:①物质具有可燃性 ②可燃物要与氧气接触;③可燃物的温度达到其自身的着火点(即可燃物燃烧所需要的最低温度) 燃烧必须要同时满足三个条件,才能发生燃烧的现象。
二.灭火的原理:①.移走可燃物可燃物 ②.隔绝氧气③.使温度降到着火点以下1.灭火原理实质就是破坏物质燃烧的条件,三者破坏其一即可灭火。
2.几种常见的灭火方法:(1) 移走可燃物可燃物:森林火灾开辟隔离带,管道煤气着火先关掉阀门,釜底抽薪等; (2)隔绝氧气:酒精灯用等冒盖灭,油锅着火用用锅盖盖灭,向着火的木柴上覆盖沙子,少量酒精燃烧用湿抹布盖灭等;(3)使温度降到着火点以下:用水等大量的冷却剂灭火,用嘴将灯吹熄,(4)用灭火器灭火:①泡沫灭火器:可用于扑灭木材、棉布等燃烧而引起的一般火灾,不能用于扑灭电器火灾;②干粉灭火器:除了用来扑灭一般火灾外,还用于扑灭电器、油、气等燃烧引起的火灾;③液态二氧化碳灭火器:用于扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器的火灾。
3.二氧化碳与灭火(1)原理:二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧,且密度比空气大。
(2)灭火器主要是用二氧化碳灭火,二氧化碳不能扑灭所有的火灾:如镁带燃烧就不能用二氧化碳扑灭。
4火灾处置、自救 (1)火警电话:119(2)电器、管道煤气、天然气着火,首先要关闭电源或气阀。
3 燃料与燃烧
87.91 5.49 5.49 0.55 0.55 100Car=Cad(100-Mar,f) 100Car=Cdaf(100-Mar-Aar) 其转化关系见表5-2(改错)
总量
100% 100% 100% 100%
材料工程基础-lvshuzhen
3.1.4 燃料有哪些热工性质?(掌握)
1、基本热工性质——发热量(简称:热值) 2、其它热工性质
3.1.1 燃料是如何分类的?(掌握) 3.1.2 燃料的组成有哪两种表示方法?其基准 内容 有哪些?各种基准之间如何换算?(掌握) 3.1.3 燃料有哪些热工性质?(掌握) 3.1.4 如何选择燃料?(了解)
材料工程基础-lvshuzhen
3.1.燃料的种类和组成
3.1.1 燃料是如何分类的?(掌握) 气体燃料:天然气、煤气、液化气等 液体燃料:汽油、煤油、柴油、重油 固体燃料:煤、柴禾等
根据化学反应计算空气量、烟气量、烟气组成 根据热平衡原理计算火焰温度 计算方法:分析计算法、近似计算法、操作计算法
材料工程基础-lvshuzhen
3.2.2.1 设计计算
分析计算法:已知燃料的种类和元素分析成分,通过化学 反应,根据质量守衡进行定量计算。 假定:
–气体的体积均以标准状态计算; –气体均为理想气体; –计算的基准温度为0℃; –计算时固体、液体燃料用收到基(ar),气体燃料用湿基 – 均在完全燃烧条件下计算空气量 ; – 空气由氧气和氮气组成,其体积百分比为21:79。
(2)实际空气量的计算(掌握)
Va Va0 1.2 5.08 6.09(Nm3 Kg)
例题
材料工程基础-lvshuzhen
(3)理论烟气量V0的计算(掌握)
理论烟气由以下两部分组成:
《燃料与燃烧》课件
如燃料的颗粒大小、密度、热导 率等,都会影响燃料的燃烧性能 。颗粒越小,比表面积越大,燃 烧越充分。
燃烧环境
氧气浓度
氧气是燃烧反应的必要条件,氧气浓 度越高,燃烧反应越剧烈。
环境温度
环境温度影响燃料的蒸发和热解,进 而影响燃烧反应。温度越高,燃烧反 应越快。
燃烧设备
燃烧器的Байду номын сангаас计
燃烧器的设计,如喷嘴、空气混合装置等,都会影响燃料与空气的混合程度, 从而影响燃烧效果。
废气处理
对燃烧产生的废气进行净化处理,减少对环 境的污染。
废热回收
利用燃烧产生的余热进行发电或供热,提高 能源利用效率。
燃料选择
优先选择清洁能源,减少化石燃料的消耗。
05
燃料燃烧的未来发展
清洁能源的发展
太阳能
利用太阳能进行发电和供热,减少对化石燃料的依赖。
风能
通过风力发电,实现可再生能源的利用。
燃烧室的结构
燃烧室的结构,如容积、形状、出口设计等,都会影响火焰的稳定性、燃烧速 度和燃烧效率。
04
燃料燃烧的产物与污染
燃烧产物的种类
01
02
03
04
燃烧产物
燃烧过程中产生的气体、液体 和固体物质。
燃烧气体
包括二氧化碳、一氧化碳、氮 氧化物、硫氧化物等。
燃烧液体
燃烧过程中产生的油滴、水蒸 气等。
燃烧固体
燃烧过程中产生的灰烬、烟尘 等。
燃烧产物的危害
01
二氧化碳
导致温室效应,引起全球气候变暖 。
氮氧化物
形成酸雨和光化学烟雾,对环境和 人体健康造成危害。
03
02
一氧化碳
燃料与燃烧过程
燃烧环境对燃料消耗的影响
在高温、高压或特定气氛的燃烧环境中,燃料的消耗速率和效率可能会发生变 化。
燃料与燃烧的相互作用
燃料选择与燃烧装置设计
为了确保最佳的燃烧效果,需要根据燃料的特性来设计和优 化燃烧装置。
燃烧过程对燃料利用的指导
燃烧反应需要足够的温 度和氧气来引发和维持。
燃烧过程中,燃料中的 化学能被转化为热能和 光能。
燃烧反应的速率取决于 温度、压力、反应物的 浓度和化学键的特性。
燃烧的过程
预混合燃烧
动力燃烧
燃料与空气预先混合,然后进入燃烧 室进行燃烧。
燃料与空气在高温高压下快速混合并 进行燃烧。
扩散燃烧
燃料与空气在燃烧过程中混合,适用 于低速燃烧。
一氧化碳
不完全燃烧产生的有毒气体一氧 化碳,会降低血液的载氧能力, 导致人体出现头痛、恶心等症状, 严重时甚至可能导致窒息死亡。
温室气体排放
二氧化碳
燃料燃烧过程中释放的二氧化碳是导致全球气候变暖的主要温室气体之一,加剧 了温室效应,对全球环境和生态系统产生重大影响。
甲烷
燃料中的甲烷在燃烧过程中会释放到大气中,也是一种强效的温室气体,对全球 气候变暖产生影响。
能效提升
提高能源利用效率,减少能源浪费。例如,采用先进的热 力系统和设备、余热回收等技术,提高能源利用效率。
新型燃料的研发
替代燃料的研发
研发新型替代燃料,如生物质燃料、氢能等,以减少对传 统化石燃料的依赖。
燃料添加剂的研发
研发新型燃料添加剂,以提高燃料的燃烧性能和环保性能。 例如,研发能够降低氮氧化物排放的燃料添加剂。
燃料与燃烧过程
燃料与燃烧原理
煤、煤粉气流和气体燃料的着火温度
挥发份大的烟煤,活化能小,反应能力强,着 火温度低,即使周围散热条件较强,也容易稳定 着火; 挥发份很低的无烟煤,活化能大,反应能力低 ,着火温度最高,需要减小周围散热,维持高温 状态,才能稳定着火。 各种煤的着火温度: 各种煤的着火温度:
煤种 无烟煤 烟煤 400~ 400~500 褐煤 250~ 250~450
燃烧理论基础
煤粉气流火焰传播速度的影响因素 煤粉气流的火焰传播速度受多种因素的影响, 其首先决定于燃料中可燃挥发分含量的大小,其次还与 水分、灰分、煤粉细度、煤粉浓度和煤粉气流混合物的 初温及燃烧温度有关。 一般情况下,挥发分大的煤,火焰传播速度快; 灰分大的煤火焰传播速度小;水分增大时,火焰传播速 度降低。 提高煤粉细度时,挥发分析出快,并增加了燃 料的反应面积,火焰传播速度可显著提高。 提高炉膛温度时,火焰面向周围环境的散热减 少,反应速度加快,因而提高了火焰传播速度。 锅炉在高负荷运行时,炉膛环境温度较高,容 易稳定燃烧;锅炉在低负荷运行时,燃烧放热量减少, 冷却散热条件增强,需要加强稳燃措施或增加易燃的液 体或气体燃料,来帮助煤粉气流稳定燃烧,其实质是提 高火焰传播速度。
着火温度℃ 700~ 着火温度℃ 700~800
煤粉气流中煤粉颗粒的着火温度: 煤粉气流中煤粉颗粒的着火温度:煤种无源自煤贫煤烟煤褐煤
着火温度℃ 着火温度℃
1000
900
650~ 650~840
550
燃烧理论基础
反应物浓度的影响 燃烧过程中,参加反应物质的浓度是不变的, 燃烧过程中,参加反应物质的浓度是不变的, 但实际上,在炉内各处.在燃烧反应的各个阶段中, 但实际上,在炉内各处.在燃烧反应的各个阶段中,参 加反应的物质的浓度变化很大。 加反应的物质的浓度变化很大。 在燃料着火区,可燃物浓度比较高, 在燃料着火区,可燃物浓度比较高,而氧浓度 比较低。这主要是为了维持着火区的高温状态, 比较低。这主要是为了维持着火区的高温状态,使燃料 进入炉内后尽快着火。 进入炉内后尽快着火。但着火区如果过分缺氧则着火就 会终止,甚至引起爆炸。 会终止,甚至引起爆炸。因此在着火区控制燃料与空气 的比例达到一个恰到好处的状态, 的比例达到一个恰到好处的状态,是实现燃料尽快着火 和连续着火的重要条件。 和连续着火的重要条件。反应物浓度对燃烧速度的影响 关系比较复杂。 关系比较复杂。
节能基础知识--燃料与燃烧
(四)煤的分类
煤一般可以分为无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤、石煤与煤矸石。见表 ! * %。
表!*% 特性 煤种 石 煤 褐 矸 煤 石 煤 !类 无烟煤 "类 #类 贫 煤 !类 烟 煤 "类 #类
注:!+,-. 6 %&!787+9
工业用煤分类表 水分 灰分 (() 1 )# 1 )# 应用基低位热值 ( +,-. / +0) !### 2 ")## !)## 2 ")## "### 2 3)## 4 )### 1 )### 1 )### 1 %)## 1 "5## 2 35## 1 35## 2 %5## 1 %5##
一、燃料知识 (一)燃料的分类
燃料按状态可分成三类:固体燃料、液体燃料和气体燃料。 固体燃料有煤炭、油页岩、木柴和植物燃料(如农作物秸秆) 。其中煤炭应用最为 普遍,在我国目前和今后相当长时间内都是最基本的能源。 液体燃料有石油(原油)及其加工产品等。石油在常压下蒸馏可分别提炼出汽油、 煤油、柴油等高质量燃料。 气体燃料有天然气及人造煤气。天然气多从油田或煤田附近地层逸出,是一种高质 量的燃料。人造煤气种类很多,有石油气、焦炉煤气、高炉煤气、水煤气、发生炉煤气 及城市煤气等。
注:+"#$% 3 *)+(/("4
(三)煤的工业分析
对煤进行工业分析的主要目的是为了判断其燃料特性,从而在锅炉运行中采取相应 的技术措施,调节和控制燃烧过程。煤的工业分析项目有挥发物、固定碳、灰分、水分 和发热量等。 :煤加热到一定温度,首先排放出一些气体,开始着火燃烧,这些 +) 挥发物(5) 气体就是挥发物,如一氧化碳、氢气和各种碳氢化合物等。挥发物析出后就很快着火燃 烧,使煤粒周围形成一层火膜,将煤粒迅速加热到较高的温度,同时挥发物析出后煤粒 中间出现孔隙,增加煤与空气的接触面积。当煤的挥发物含量相当比例时,容易着火, 有利于燃烧;但当煤的挥发物含量过高时,相对减少了固定碳的含量,使煤发热值降 低。一般锅炉用煤的挥发物含量最好在 2,! 以上。 :煤中的挥发物燃烧后,剩下是固定碳和灰分。固定碳在完全燃烧 2) 固定碳( 6) 时和氧化合成二氧化碳,将放出 00.,*"4 & "’((,-,"#$% & "’)热量。 :煤燃烧后,残留下来不能燃烧的固体杂质便是灰分。主要是混入煤 0) 灰分(7) 中的砂石、灰土、氧化铁、氧化钙等,灰分是煤中的有害成分,它含量过大,使煤发热 —
燃烧和燃料
燃烧和燃料【主要内容】燃烧和燃料【知识要点】一、燃烧的条件1.概念燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,是我们经常接触到的一种化学变化。
说明:燃烧的共同特征——发光、发热。
反应的实质——剧烈的氧化反应。
2.燃烧需要的三个条件【实验】如图所示,在烧杯中放入一定量的热水,在烧杯上放一块薄铜片,在铜片的两端分别放一小粒白磷和一小堆红磷,在烧杯中A处也放一小粒白磷,过一会儿后只有薄铜片上的白磷燃烧起来而烧杯中的白磷和铜片上的红磷不燃烧。
白磷在水中燃烧通过以上实验可以说明,燃烧必须同时具备三个条件,缺一不可。
(1)可燃物;(2)与氧气(或空气)接触;(3)温度达到物质燃烧时所需的最低温度(也叫着火点)。
燃烧必须同时具备这三个条件,若缺少一个就不能燃烧。
二、灭火的原理和方法灭火的原理是由燃烧的条件决定的,即破坏燃烧的条件之一,就可以灭火。
可见,燃烧的条件和灭火的原理是从不同的角度来说明同一问题,两者不是相互割裂的。
原理一:清除可燃物或使可燃物与其它物品隔离。
原理二:将可燃物与氧气(或空气)隔绝。
原理三:将可燃物温度降到着火点以下。
例如:实验室熄灭酒精灯时,是用灯帽盖灭,原理是为了使可燃物与氧气隔绝。
又如:柴垛失火,人们一般都是用水去扑灭,原理是降低柴垛周围的温度,使之低于柴垛的着火点;也可以迅速的转移走未烧着的柴禾,原理是清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离。
常见的灭火器简介一般指装有灭火剂的消防器材。
常用的灭火剂为二氧化碳或能产生二氧化碳的物质。
因为二氧化碳不支持燃烧,又比空气重,能够覆盖在燃着的物体表面,隔绝空气,使火熄灭。
(1)泡沫灭火器灭火器内分别装有硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液,使用时将灭火器倒置,两种溶液混合发生下列化学反应。
Al2(SO4)3+6NaHCO3=2Al(OH)3↓+3Na2SO4+6CO2↑产生的大量二氧化碳气体带着泡沫喷到燃烧物表面,达到灭火的目的。
泡沫是用甘草或皂角制取的液体产生的。
北京市能源管理师培训-第四章燃料与燃烧
干燥无灰基
100 Ad 100
基准之间水分的换算关系
100 M w Mq Mw Mn 100
M ar 100 M w M w M ad 100
(2 7)
(2 8)
Mq:燃料的全水分; Mw:燃料的外在水分; Mn:燃料的内在水分; Mad:燃料的收到基水分;
4 气态燃料成分组成的表示方法——成分分析组成:
思考:同一燃料的元素成分哪一种基准的成分最高?
(6)燃料成分基准的换算
上述各个基准之间存在换算关系,可以通过通分运算进行 相互换算 各种基准之间的换算系数
已知成分的基 所 收到基 1 求 成 分 的 基 干燥基 干燥无灰基 空气干燥基
收到基
100 M ad 100 M ar
1
100 100 M ar 100 100 M ad
固定碳代表燃料中不挥发性可燃物的含量。
(2)元素分析组成:
燃料中主要化学元素组分碳(C)、氢(H)、氮(N)、
硫(S)和氧(O)以及灰分(A)和水分(M)的质量 百分比。
C H O N S A M 100
◆ M是燃料全水分的质量百分比, 包括内在水分和外在水分;
◆ 水分M及灰分A与工业分析相同;
(1)工业分析组成: 燃料中水分(M)、挥发分(V)、灰分(A)和 固定碳(FC)4种组分的质量百分比。 M + A + V + FC = 100 ◆ 水分代表固态燃料水分的总量; 灰分代表无机矿物质的含量;这两项为非可燃组成; ◆ 挥发分和固定碳为燃料的可燃组分;
挥发分代表煤中易挥发可燃物的含量;
变形温度 软化温度 流动温度
灰分:焦炭中的可燃物(固定碳)燃烧殆尽后的残留物;
燃料与燃烧计算
3.凝点
• 燃料油由液态变为固态时的温度
• 复杂的混合物,没有一定的凝固点:随温度逐渐降 低时,变得越来越稠,直到完全丧失流动性
• 测定方法
• 将试样油放在试管中冷却,倾斜450,试管中的油面 经过5~10s保持不变时的油温 • 汽油:<-80℃;柴油:-30~-50℃;重油:15~36℃
• 低温下输送凝点高的油时,油管易阻塞不通, 应采取加热或防冻措施
二、燃料成分分析数据的基准与换算
• 燃料各成分百分数经常变化,提供或应用燃料成 分分析数据,须表明其分析基准(计算基数) • 元素分析和工业分析,常采用四种分析基准
稳定成分,用于判断煤的燃烧特性和分类 不受水分影响 实验室条件下风干后的成分 燃料的实际应用成分
各种基换算
• 已知Cdaf,求Car
• 爆炸上限、爆炸下限
• 轻质燃料油的爆炸范围较小,重质燃料油的爆 炸范围较大,即其爆炸危险性大
• 汽油1.4~8% • 原油1.7~11.3%
三、锅炉常用燃料油
• 锅炉常用燃料油分柴油、重油
• 柴油一般用于中、小型供热锅炉、生活锅炉以及大 型锅炉的点火和稳定燃烧 • 重油大多用于电站锅炉
• 燃料油成分与煤一样,主要元素是碳和氢—— 清洁型燃料
• 燃点
• 油温继续升高,当油面上的油气与空气的混合物遇明火能着 火持续燃烧(持续时间不少于5s) 时的油温
• 燃点高于闪点,重油的闪点为80~130℃,燃点比闪点 高10~30℃ • 闪点是防止油发生火灾的一个重要指标,燃料油的预 热温度必须低于闪点
6.爆炸极限
• 引发爆炸时空气中含有燃料油蒸气的体积分数 或浓度
4.比热容
• 1kg燃料油温度升高1℃所需要的热量 • Ct=1.73+0.002t kJ/(kg .℃)
《燃料与燃烧》PPT课件
0 , ,
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5
第十四章 液体燃料的燃烧
• §2 燃料油的燃烧过程
油的雾化油滴蒸发、 高温热解与裂解 与空气混合着火燃烧
P185 图14-1
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6
第十四章 液体燃料的燃烧
• 一、油的雾化 通过喷嘴使油雾化,油的颗粒不均匀, 从几 到500 。大颗粒容易产生大的烟粒 与焦粒。 油颗粒燃烬时间与颗粒直径平方成正比。
《燃 料 与 燃 烧》
第四篇 燃烧方法与燃烧装置
第十四章 液体燃料的燃烧
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1
第十四章 液体燃料的燃烧
• 燃油槽车 / 油管工厂油罐过滤油泵烧嘴炉膛或燃烧室 ————— 供油系统 ———————— —燃烧装置——
• 燃油的燃烧过程: 油的雾化油滴蒸发、高温热解与裂解与空气混合着火燃烧
油的蒸发:提供反应需要的可燃物质 油的燃烧:提供油蒸发所需要的热量
油表面发生弯曲波动 (3)在空气压力作用下,产生油薄膜 (4)由于表面张力作用,薄膜分裂成
颗粒 (5)颗粒继续破裂 (6)颗粒互相碰撞可能聚合
P完1整8版7 pp图t 14-4
10
第十四章 液体燃料的燃烧
• 雾化方法(能量来源)
1. 气体介质雾化: 由雾化剂介质(空气、 蒸汽、氧气、煤气)的能量提供外力。
一、气体介质雾化式油烧嘴
• 结构:空气导管 油导管 烧嘴喷头 调节机构
喷头形式: 直流式 旋流式
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17
第十四章 液体燃料的燃烧
• 1. 低压油烧嘴 • (1)直流式
空气流与油流成交角, 相对速度大,雾化效果好。
a. 套管式低压油烧嘴
燃料与燃烧
火焰监视和保焰技术
火焰的监视方法:
直接监视法
反映不及时
整流棒式火焰监视装置
利用火焰导电和整流作用的装置
紫外线火焰监视系统
注意由于电火花发出的紫外线而产生误操作。
现代保焰技术
分焰点火,预热主焰底部
这种火焰的导电性较好,可设置导电棒监视火焰的安全 需要高温和高强度的工业炉中
1、直流锥形火焰 2 、旋流火焰或大张角火焰 3、平火焰
二、 层流预混火焰
点火圈:锥形前沿的锥底联 在喷口附近,锥底面比喷口 断面略大一点,并会有一小 段水平段,点火后,这一水 平段形成一个“点火圈”。 形成点火圈的原因: 作用:连续点火的作用
1、正常传播速度uL
1o、uL的分布
T0
TK
TK
qWdT
T0
可以得到:
TK T0
[ q W ]平均
1 uL 0c p
2[qW ]平均 TK T0
正常传播速度的影响因素
一、绝热条件下(近似绝热条件) 1、可燃气体种类影响 uL
正常传播速度的影响因素
2、可燃气体浓度(空气消耗系数)的影响:
注意:正常传播速度的最大值并不是在 n=1.0的地方,而是在n<1.0的地方。这是应 为,在煤气浓度偏高的条件下,燃烧链锁反 应的活化中心的浓度较大,因而燃烧反应进 行较快,即得到较大的传播速度。
第八章燃烧传播过程 1、燃烧前沿(面)
燃烧前沿
W 可燃 混合物 燃烧 产物
燃烧产 物
W:可燃混合物 流速
u:燃烧前沿速 度
封闭端
正常燃烧
开口端
稳定位置的条件:W = u
实际燃烧室内燃烧前沿面应该驻定而不移动
第四章燃料与燃烧化学
天然气水合物(Natural Gas Hydrate, 简称Gas Hydrate)是分布于深海沉积物或陆 域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条 件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰 一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃 冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。
天然气和液化石油气的优点
1)天然气的体积低热值和质量低热值略高于汽油,但 理论混合气热值比汽油低,甲烷含量越高,相差越大,纯甲 烷理论混合热值比汽油低10%左右;液化石油气则介于汽油 和天然气之间。
2)抗爆性能高。天然气的主要成分是甲烷,甲烷的研究 法辛烷值为130,具有高抗爆性能。燃用天然气的专用发动 机应采用的合理压缩比为12,允许压缩比可达15,可采用高 压缩比,从而可大幅度提高发动机的动力性能和经济性能。
量空气系数表示混合气浓度以外,也可用燃烧时空气流量与燃料
流量的比例,即空燃比,或燃料流量与空气流量的比例,即燃空
比来表示。
空燃比
空气流量 燃料流量
燃空比
燃料流量 大气流量
1
过量空气系数与空燃比的应用
应用空燃比直观方便,其数值即为每千克燃料燃烧时实际 供给空气量的千克数。α <14.9为浓混合气, α >14.9的为稀混 合气。
对于柴油机,当转速一定时,进入缸内的空气量基本保持不 变,空燃比的大小取决于供油量的多少(质调节)。化油器式汽 油机是通过化油器喉口的真空度变化控制供油量,所以节气门 的开度同时决定了供气量和供油量(量调节)。对于汽油喷射发 动机,节气门的开度仅是控制进入气缸的空气量,电控单元根 据进入气缸的空气量来调整喷油量。
初中化学知识点归纳燃烧与燃料的选择
初中化学知识点归纳燃烧与燃料的选择初中化学知识点归纳——燃烧与燃料的选择燃烧是指物质与氧气发生剧烈反应并产生火焰、光热以及废气等现象。
燃烧是化学学科中非常重要的内容之一,它与我们的日常生活息息相关。
了解燃烧的原理以及燃料的选择对我们理解能源利用、环境保护等方面具有重要意义。
本文将对初中化学中有关燃烧与燃料选择的知识进行归纳总结。
一、燃料的分类燃料是指能够进行燃烧的物质。
它们主要可分为化石燃料和生物质燃料两大类。
1. 化石燃料化石燃料是指由生物体经过长时间埋藏、分解和变质而形成的燃料。
常见的化石燃料有煤、石油和天然气等。
化石燃料是人类社会主要能源来源,广泛应用于发电、加热、交通等领域。
2. 生物质燃料生物质燃料是指由生物体或其代谢物质作为能源来源的燃料。
例如,木材、秸秆、柴火等都是常见的生物质燃料。
生物质燃料属于可再生能源,对环境影响较小,因此在一些地区被广泛使用。
二、燃烧的要素与条件燃烧是一种化学反应,它通常有三个要素:燃料、氧气和点火源。
只有当这三个要素同时满足一定条件时,燃烧才能发生。
1. 燃料燃料是发生燃烧的物质,它能与氧气反应产生热量、光热等现象。
燃料可以是固体(如木材、煤)、液体(如汽油、柴油)或气体(如天然气)。
不同的燃料在燃烧时会产生不同的火焰颜色、光亮度等特征。
2. 氧气氧气是燃烧的最重要的条件之一,它能与燃料发生反应,产生大量的能量。
空气中含有约21%的氧气,因此在日常生活中,空气中的氧气是主要提供燃烧所需的。
在实验室或一些特殊环境中,也可以采用纯氧气进行燃烧。
3. 点火源点火源是引发燃烧的初始能源,它能提供足够的能量将燃料与氧气反应起来。
常见的点火源有明火、电火花、摩擦火花等。
通常情况下,燃料的挥发性越高,点燃所需的能量越低。
三、燃烧与能量转化燃烧是一种能量的转化过程,燃料与氧气反应时,化学能转化为热能、光能等形式的能量,并释放出来。
这种能量转化是通过氧化还原反应来实现的。
燃烧反应可以用通式进行表示,例如:燃料 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量烷烃 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量其中,燃料是碳氢化合物,燃烧过程中产生的二氧化碳和水是废气,而能量则可以利用于发电、供暖等方面。
培训_第四章 燃料与燃烧
具体测定水分、灰分、挥发分的方法见国家标准GB/T 212-2008及GB/T 211-2007
水分M O+N H
C
分A
干燥无灰基(下标daf)
干燥基(下标d) 空气干燥基(下标ad)
收到基(下标ar)
图4-1 煤的组成表示方 法
S灰
例4-1
返回第二节
煤中的氢:
化合氢(与氧结合,不能进行燃烧反应)
CO2 =—————— ×100(%) V0
其他类推。
(2)实际烟气量和烟气组成 ①固体、液体燃料
当α>1时,实际烟气量V(Nm3/kg)为: V=V0+(α-1)V0a
烟气各组成量: VCO2=Car/12×22.4/100 (Nm3/kg)
(NVmH32/O=kg(H) ar/2+Mar/18)×22.4/100 VSO2=Sar/32×22.4/100 (Nm3/kg)
得,如: CO2=V0CO2=V0CO2/V0×100(%)
② 气体燃料 基准:1Nm3气体燃料 理论烟气量为: V0=V0CO2+V0H2O+V0SO2+V0N2
=+[2CHO2S2++CNO2]+/H120+0H+2VO0+O23×C7H94/+2(1m+n/2)CmHn
理论烟气组成: V0CO2
第四章 燃料与燃烧
硅酸盐工业中,能源(热能和电能)费用在成本 中所占比例较大。
第一节 燃料的种类和组成
一、燃料的种类 固体燃料 液体燃料 气体燃料
二、燃料的组成及其换算
(一)固体、液体燃料 元素分析法:碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫
发动机原理课件-第四章 燃料与燃烧
2.着火性能 指标:十六烷值(CN) 十六烷C16H34—十六烷值定为100,易自燃
-甲基萘—十六烷值定为0,不易自燃
二者混合液与柴油的自燃性比较,混合液中十六 烷的体积百分数为柴油的十六烷值。 车用柴油的CN:40~50 3.馏程—评价柴油蒸发性的指标 50% 馏出温度:低,柴油蒸发性好,轻馏分多,有利于 混合气形成和着火,冷起动性能好。 90% 和 95% 馏出温度:高,柴油中重馏分多,燃烧容易 不完全易形成积炭,排气容易冒烟。
着火方式—进入燃烧有两种方法: 点燃—利用点火系向可燃混合气增加能量 自燃—利用自身积累的热量或活化中心着火 ※ 点燃是在局部混合气内进行的,自燃是在全部混合气
内同时发生的。
发动机内的燃烧过程经历三个基本步骤: 1)燃油与空气形成可燃混合气 2)点燃可燃混合气,或可燃混合气发生自燃。 3)火源扩大到整个可燃混合气,形成全面燃烧
增大,这种相互促进,最终导致极快的反应速率而着火。
着火临界温度和着火临界压力:
能保证着火的缸内最 低温度和压力称为着 火临界温度和着火临 界压力。 —着火的必要条件 该曲线称着火临界线 热着火机理着火条件
着火临界线
(二)链式反应着火机理(也称链锁反应或链爆炸 ) 反应自动加速不一定要依靠热量的积累使大量分 子活化,以某种方式(辐射、电离)激发出活化 中 心,通过链锁反应逐渐积累活化中心的方法也能 使 反应自动加速,直至着火。 链锁反应:其中一个活化作用能引起很多基本反 应,即反应链。
Фa =1时为理论混合气; Фa <1时为浓混合气
Фa >1时为稀混合气
空燃比:=空气量/燃料量= ФaL0
**汽油机:Фa=0.8~1.2;柴油机: Фa=1.2~1.6; 增压柴油机: Фa=1.8~2.2
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【燃料及其燃烧过程】燃料与燃烧
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第三章燃料及其燃烧过程与设备
硅酸盐制品需要消耗大量的热量。
热量的来源:
1、燃烧燃烧产生,即化学能转化为热能。
资源丰富,但价格低廉
2、以电为热源,即电能转化为热能。
效率高,但相对短缺。
目前硅酸盐行业热源以燃烧为主。
第一节燃料的种类及组成
燃料:在燃烧过程中能过发出热量并能利用的可然物质燃料的种类按状态分:
固体燃料:木碳,煤等。
其中煤又分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。
液体燃料:石油及其制品。
气体燃料:天然气、人造煤气。
按来源分:
天然原料:
人工原料:
一、固体燃料:
煤的种类及特点:
按国家标准,分为三类:褐煤、烟煤、无烟煤
1)、褐煤:外观褐色,光泽黯淡。
水分含量高,热值低,密度较小,含氧量高,化学反应强,极易氧化和自然。
常作为加压气化燃料,锅炉燃料
2)、烟煤:挥发份含量高、灰分及水分较少,发热量高。
可划分贫煤、焦煤、气煤3)、无烟煤:挥发份含量低,燃点较高,燃烧时没有粘结性。
、固体燃料的组成及换算:
常用两种表示方法:
元素分析法:
C、II、0、N、S、
A、M工业分析法:挥发分、固定碳、
A、M
1、元素分析法:
C、H、0、N、S、
A、M
C:煤中含量最多的可燃元素,一般含量为15-90%
以两种形式存在:碳氢化合物:碳与氢、氮、硫等元素结合成有机化合物
碳呈游离状态:
II、可燃元素,一般含量为3-6%
以两种形式存在:化合氢
自由氢:与化合物组成的有机物,如Cnllm空气干燥基干燥基
干燥无灰基1)收到基:
以实际使用的煤为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。
收到基
收到基水分Mar有两种:外在水和内在水2)空气干燥基:以实验室使用的风干煤样为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。
空气干燥基分析基
干燥基:
以无水的煤为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。
干燥基干燥基
干燥无灰基:
以无水、无灰的煤为基准而测出的煤各元素的质量百分组成。
干燥无灰基
各种基之间的转化
例如:收到基与空气干燥基之间的转换。
设:已知Cad、Mar、Mad ,求Car。
解:取100kg收到基煤为基准,相当于空气干燥基煤为:二者含碳质量相等:收到基含碳质量二空气干燥基含碳质量
即:
2、工业分析法:
挥发分+固定碳+A+M二100%工业分析规程:
煤在隔绝空气的条件下加热,随温度升高发生的变化:100450°C :碳氢化合物分解释放出可燃气体。
矿物结晶水逸出- 850 °C :气体挥发停止
10001c n低位热值之间的转换参见表4—着火温度。
着火温度:由缓慢氧化反应转变为剧烈氧化反应的瞬间叫一着火II,转变时的最低温度叫作着火温度。
着火温度范围表4-20
二、着火浓度范围
指燃料和空气的比例必须在一定的范围内才燃烧
三、固定碳的燃烧
C的燃烧是氧化反应过程与扩散过程的结合。
要使C迅速燃烧,02必须扩散至C表面,在高温下与C氧化生成碳氧化物,然后这些碳氧化物必须迅速从C表面扩散出去,以使新的02再扩散至C表面。
n碳燃烧反应速度应该与化学反应速度与扩散速度有关。
n低温时,k大,燃烧反应速度主要取决于扩散速度,不随燃料性质而变,与温度关
系不大,而和气流速度关系很大,此时称为扩散燃烧区。
n 二者之间为过渡区。
三、可燃气体的燃烧连锁反应,以燃烧反应为例:。