燃烧过程的热工计算
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
热工基础教案第4章：燃料及燃烧计算
第二部分：热工计算(4-6章)第一次课课题： 4. 燃料及燃烧计算§4.1燃料的通性一、本课的基本要求：1.掌握燃料的化学组成及各种成分之间的相互转换。
2.燃料发热量的计算。
3.标准燃料的概念。
二、本课的重点、难点：1. 重点：燃料的化学组成。
2. 难点:：燃料成分之间的相互转换。
三、作业：第4章燃料及燃烧计算1.燃料的定义：凡是在燃烧时(剧烈地氧化)能够放出大量的热，并且此热量能有效地被利用在工业或其他方面的物质称为燃料。
. 所谓有效地利用是指利用这些热源在技术上是可能的在经济上是合理的。
2.对燃料的要求：(1)在当今技术条件下，单位质量(体积)燃料燃烧时所放出的热可以有效地利用。
(2)燃烧生成物是气体状态，燃烧后的热量绝大部分含欲其气体生成物之中，而且可以在放热地点以外利用生成物中所含的热量。
(3)燃烧产物的性质时熔炼(加热)设备不起破坏作用，无毒、无腐蚀作用。
(4)燃烧过程易于控制。
(5)有足够多的蕴藏量，便于开采。
§4.1 燃料的通性一、燃料的化学组成1.固(液)体燃料的化学组成(1)固(液)体燃料的基本组成固液体燃料的基本组成有C、H、O、N、S、W(水分)及A(灰分)，其中C、H、S 能燃烧放热构成可燃成分，但S燃烧后生成的而氧化硫为有毒气体。
所以视硫为有害成分；氧和氮的存在相对降低了可燃成分的含量，属于有害物质；水分(W)的存在不仅相对降低了可燃成分含量，而且水分在蒸发时要吸收大量的热，所以视水为有害物质；灰分的存在不仅降低了可燃成分的含量，而且影响燃烧过程的进行，在燃烧过程中易溶结成块，阻碍通讯，造成燃料浪费和增加排灰的困难。
(2)固(液)体燃料的成分分析固(液)体燃料的成分分析方法有元素分析法和工业分析法两种。
元素分析法是确定燃料中C、H、O、N、S的重量百分含量,它不能说明燃料由那些化合物组成及这些化合物的形式。
只能进行燃料的近似评价,但元素分析法的结果是燃料计算的重要原始数据。
焙烧过程的热工计算---燃料的计算(一)
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟焙烧过程的热工计算---燃料的计算(一)(一)燃料的计算燃烧计算的任务是根据燃烧反应的物质平衡和热平衡计算燃烧反应的基本参数(需空气量、燃烧产物量及其成分、密度、发热量、燃烧温度等).为计算方便，在计算中作下列假设：气体体积按标准状态(0℃,101.325 千帕)计算；在标准状态下，每千克分子气体的体积为22.4 米3;元素的千克分子量接近似随计算；不考虑热分解产物，只计算燃饶反应产物；不考虑空气中的水气和稀有气体，认为空气由21%氧和79%的氮组成，因此，空气体积为其中氧体积的4.762 倍，空气中氮体积为氧体积的3.762 倍，湿空气的水分按饱和湿度计算；计算空气量和燃烧产物时均认为在完全燃烧条件下进行。
燃烧计算有分析计算法和图解计算法，此处只介绍分析计算法。
A 气体燃料的燃烧分析计算每1 米3 气体燃料燃烧需氧的体积总计：上面计算的LO、Ln 均为干空气量,实际上空气中含有水蒸气,精确计算时应考虑空气中的水蒸气,因此,实际湿空气消耗量和实际湿燃烧产物量为:LWn=(1+0.0012qdH2o)Ln,m3/kg(或m3) (6) VWn=Vn+0.0012qdH2o×Ln,m3/kg(或m3) (7)[next] B 液体和固体燃料燃烧的分析计算每千克燃料燃烧时需氧的千克分子数总计:式中Aop———燃料中灰分的重量,kg; 1.293———空气的密度,kg/m3. 若考虑空气中的水分影响，可按式6 和式7 进行修正。
C 各种燃烧计算的经验公式[next] D 燃烧温度的计算焙烧炉内温度的高低是保证焙烧工艺顺利完成的关键条件之一。
决定炉内温度的基本因素是燃料燃烧时气体燃烧产物所能达到的。
1章 火焰炉热工计算(1-7)
标m3/标m3
（1-19）
CO2′
=
VCO2′ Vn
×100%
H 2O′
= VH2O′ Vn
×100%
………………………
（1-20）
总计=100%
1.6 燃料燃烧产物密度的计算
已知燃料燃烧产物成分，则：
ρ烟
=
44CO2′
+ 18H 2O′ + 28N2′ + 22.4 ×100
（1-17）
① 燃烧产物中单一成分生成量
VCO2′
= 0.01(CO湿
+ CO2湿
+
CH
湿 4
+
2C
2
H
湿 4
)
VSO2′ = 0.01H 2 S 湿
VO2′ = 0.21(n − 1)L0
VN2′ = (N 2 + 79Ln ) × 0.01
VH 2O′
=
(
H
湿 2
+H 2S 湿
+
2CH
湿 4
+
H 2O 湿
2290
2.0 3.0 13.16 18.16
2090
3.0 3.0 16.92 22.92
2220
3.0 4.0 18.80 25.80
2105
4.0 4.0 20.63 28.68
2195
4.0 5.0 24.44 33.44
2115
5.0 5.0 28.20 38.20
2189
5.0 6.0 30.08 41.08
③ 上述计算的空气量均为干空气量，因实际使用的助燃空气中均含有水分，所以实际
湿空气需要量为：
工业锅炉热工计算概述
工业锅炉热工计算概述引言工业锅炉是工业生产中常见的燃煤、燃油、燃气等再生能源的热能设备，其正常运行和高效利用热能是保证工业生产的关键。
在设计和运行工业锅炉时，进行热工计算是至关重要的一步。
本文将概述工业锅炉热工计算的基本原理和方法。
一、工业锅炉热工计算的基本原理工业锅炉热工计算是基于热能守恒和质量守恒原理进行的。
其基本原理是利用能量平衡和物质平衡方程来计算工业锅炉的热效率、燃料消耗等关键参数。
工业锅炉热工计算的基本方程如下：能量平衡方程：$Q_{\\text{in}} = Q_{\\text{out}} + Q_{\\text{loss}}$物质平衡方程：$m_{\\text{in}} = m_{\\text{out}} + m_{\\text{loss}}$其中，$Q_{\\text{in}}$表示进入锅炉的热能，$Q_{\\text{out}}$表示离开锅炉的热能，$Q_{\\text{loss}}$表示锅炉的热损失，$m_{\\text{in}}$表示进入锅炉的燃料质量，$m_{\\text{out}}$表示离开锅炉的废气质量，$m_{\\text{loss}}$表示锅炉的燃料损失。
二、工业锅炉热工计算的具体方法1. 炉膛热量计算炉膛内的燃烧过程是工业锅炉热工计算的核心。
通过炉膛的热量计算可以确定锅炉的热传递效率和燃料消耗量。
炉膛热量计算主要包括以下几个步骤：•确定燃料的热值和燃料质量流量；•计算燃料的燃烧空气需求量；•计算燃料的理论燃烧温度；•通过燃烧平衡计算得到炉膛内的燃气组分、温度分布和热量分布。
2. 锅炉效率计算锅炉的效率是衡量锅炉工作质量的主要指标之一。
锅炉效率的计算可以根据能量平衡方程得到，一般包括以下几个方面：•锅炉热效率：表示锅炉输出热能与输入燃料热值之间的比例，通常用百分比表示；•锅炉燃料效率：表示锅炉输出热能与输入燃料热值之间的比例，考虑到燃料的低位热值和高位热值之间的差异；•锅炉发电效率：一般适用于拥有发电能力的工业锅炉，表示发电输出功率与输入燃料热值之间的比例。
燃烧理论RSYL3燃烧过程的热工计算
燃烧产物成分百分比
CO2 (VCO2 / V p ) 100 SO2 (VSO2 / V p ) 100 H 2O (VH 2O / V p ) 100 N 2 (VN 2 / V p ) 100 O2 (VO2 / V p ) 100
kg air / kg fuel
完全燃烧每千克燃料需要的空气体积应为：
V0 1 1.866C y % 5.55H y % 0.7 S y % 0.7O y % 0.21
Nm3 air / kg fuel
注意：以上理论空气量计算式中都为不含 水蒸气的干空气量。实际计算时应加入水 蒸气的量。空气中水蒸气的多少会因季节 天气不同而改变。
液体燃料或固体燃料理论空气量的计算：
每千克燃料中的该可燃元素完全燃烧 时需要的氧质量或体积为：
C % 32 kg 12
y
燃料中可燃元素的 燃烧反应：
C O2 CO2 12 32 44
Cy% 22.4 Nm3 12
2 H 2 O2 2 H 2O 4 32 36
H % 32 kg 4
1 H 2 O2 H 2O 2 2 16 18
H % 18 kg 2
y
H y% 22.4 Nm3 2
S O2 SO2 32 32 64
S y% 64 kg 32
S y% 22.4 Nm3 32
固体与液体燃料的产物生成量
=1时燃烧产物量：
0 0 V p0 VRO2 VN 2 VH 2O
2
2
2
2
2
2
CH4、C、CmHn
燃气燃烧过程效率的热力学分析
燃气燃烧过程效率的热力学分析
燃气燃烧是现代工业发展不可缺少的一部分。
它能够提供可再生的、高效的、低污染的能源，在未来可以极大地改善人类的生活质量和工业的发展。
因此，了解燃气燃烧的热力学机理以及实际应用中的效率变化非常重要。
本文主要是从热力学的角度，运用相函数原理和Helmholtz数，对燃气燃烧效率进行分析。
燃气燃烧是不完全燃烧的一种过程，也就是说，燃气中存在未完全燃烧的分子，从而有可能导致热工的效率不足或无法达到理想的燃烧效果。
因此，在讨论燃气热工效率过程时，不能忽视不完全燃烧的影响。
燃气热工效率的热力学分析的基本步骤是：（1）确定燃气热工的输出热量，即由燃气热工产生的热量；（2）确定燃气热工的输入热量，即由燃气热工消耗的热量；（3）通过计算可得到燃气热工的效率。
燃气热工效率的计算可以使用Helmholtz数来进行。
通过计算，Helmholtz数可以得到燃气热工具经过不完全燃烧后的实际效率，并能够解释燃气热工效率变化的原因。
此外，相函数原理也可以用来研究燃气热工的效率的变化。
运用相函数原理，我们可以得到一个关于燃气热工效率的函数，可以用来描述燃气热工系统的运行状态。
因此，我们可以利用热力学的基本原理，通过相函数原理和Helmholtz函数来研究燃气热工效率的变化，从而为燃气热工的设计和应用提供技术支持。
至此，本文从热力学的角度，对燃气燃烧效率进行了简要的分析，介绍了相函数原理和Helmholtz函数在燃气热工效率分析中的作用
和价值。
在今后的研究中，还需要结合更多实验参数，进一步深入研究燃气热工效率的机理。
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
热工计算
热工计算步骤第一步：首先分析物料的性质，通过查找各有机物的热值可以计算出三废（固废、废液、废气）的热值。
特殊情况：知道废液的COD（COD指的是废液的化学耗氧量，单位：g/L）可以计算出废液的热值Q=3.28*COD(单位：kcal/kg),本公式只适合废液。
第二步：知道三废的热值可以计算出需要空气量和生成的烟气量，具体理论公式如下：1、对于固废（Q为固废的热值，单位：kcal/kg；α为空气过剩系数；m为固体的重量，单位：kg/h）（1）固废燃烧所需的理论空气量：A O=1.01*Q/1000+0.5(单位：Nm3/kg)（2）固废燃烧所需的实际空气量：A= A O*α(单位：Nm3/kg)（3）固废燃烧所需的实际总空气量：A总= A*m(单位：Nm3/ h)（4）固废燃烧所需的理论烟气量：G O=0.89*Q/1000+1.65(单位：Nm3/kg)（5）固废燃烧所需的实际烟气量：G= G O +A O*（α-1）(单位：Nm3/kg)（6）固废燃烧所需的实际总烟气量：G总= G*m(单位：Nm3/ h)2、对于废液（Q为废液的热值，单位：kcal/kg；α为空气过剩系数；m为废液的重量，单位：kg/h）（7）废液燃烧所需的理论空气量：A O=0.203*Q*4.18/1000+2(单位：Nm3/kg)（8）废液燃烧所需的实际空气量：A= A O*α(单位：Nm3/kg)（9）废液燃烧所需的实际总空气量：A总= A*m(单位：Nm3/ h)（10）废液燃烧所需的理论烟气量：G O=0.265*Q*4.18/1000+2(单位：Nm3/kg)（11）废液燃烧所需的实际烟气量：G= G O +A O*（α-1）(单位：Nm3/kg)（12）废液燃烧所需的实际总烟气量：G总= G*m(单位：Nm3/ h)3、对于废气（Q为废气的热值，单位：kcal/Nm3；α为空气过剩系数；m为废气的重量，单位：Nm3/h）（13）废气燃烧所需的理论空气量：A O=0.2*Q*4.18/1000+0.03(单位：Nm3/Nm3)（14）废气燃烧所需的实际空气量：A= A O*α(单位：Nm3/Nm3)（15）废气燃烧所需的实际总空气量：A总= A*m(单位：Nm3/ h)（16）废气燃烧所需的理论烟气量：G O= A O+0.98-0.03*Q*4.18/1000(单位：Nm3/Nm3)（17）废气燃烧所需的实际烟气量：G= G O +A O*（α-1）(单位：Nm3/Nm3)（18）废气燃烧所需的实际总烟气量：G总= G*m(单位：Nm3/ h)第三步：根据三废的总热值和生成总烟气量可以确定烟气焓，根据烟气焓表大致可以确定烟气温度是否达到燃烧温度要求，假如达不到要求还需加助燃燃料（如：柴油、重油、天然气、助燃溶剂等）1）三废（固废、废液、废气）的总热值Q总=Q* m（单位：kcal/h）公式中Q指三废（固废、废液、废气）的热值，单位：kcal/kg（Nm3）；m指三废（固废、废液、废气）的处理量，单位：kg（Nm3）/h2）生成总烟气量G总（上面第二步中已经求得）3）生成的烟气焓=总热值/总烟气量=Q总/G总（单位：kcal /Nm3）4）单位换算：1kcal /Nm3=4.18kj/Nm35)。
燃烧用煤发热量计算公式
第二章锅炉燃料本章目的:了解燃料特别是煤的特性,为煤的燃烧作准备;本章关键:学会煤的评价指标,何为好,坏煤本章难点:煤的成分换算,其实是个小技巧!本章在全部内容的重要性:中等对后面内容影响:锅炉经济性分析(热效率)制粉系统燃烧过程及燃烧布置第一节燃料介绍固体燃料液体燃料气体燃料煤炭油类天然气2,电力燃料的选用电力燃料的选用从能源利用的政策上(1)弃优用劣燃烧取其热量属于低级行为(2)就地取才运输成本和交通运力等(3)充分利用提高经济性(4)保护环境社会效益,国家强制电厂考虑价格,核算成本,企业以赢利为目的第二节煤的组成成分及性质即化学分析:碳(C),氢(H),氧(O),氮(N),硫(S)五种元素和水分(M),灰分(A)两种成分.可燃成分与不可燃成分一,煤的元素分析(1)碳主要的可燃成分,其含量一般为40% 90%碳的燃烧反应固定碳的定义及固定碳的燃烧特性(2)氢氢的发热量比较高但含量较少(3% 6%)氢燃烧后生成H2O,其物态影响反应的发热量2H2+O2 2H2O(l) +143112 KJ/Kg2H2+O2 2H2O(g)+120522 KJ/Kg氢的燃烧特点及其对煤着火的影响(3)硫煤中硫的组成:可燃硫(有机硫硫化铁中的硫)和硫酸盐中的硫硫燃烧后生成SOx 低温腐蚀,大气污染煤中的硫化铁对磨煤部件的磨损(4)氧和氮实际上不可燃,氧的含量与煤的炭化程度有关,最多可达40%;氮的含量比较少,只有0.5% 2%.氧的影响:使可燃元素相对减少,煤的发热量降低.氮的影响:在一定条件下生成Nox,对环境有害.(5)水分不可燃成分,有害成分,含量差别大(2% 60%)水分的相关定义:表面水分(外在水分),固有水分(内在水分)和全水分水分对锅炉工作的危害:(1)降低发热量(2)阻碍着火及燃烧(3)影响煤的磨制及煤粉的输送(4)烟气流过低温受热面产生堵灰及低温腐蚀(6)灰分灰分的定义燃烧前后灰分中的矿物质是不同的内在灰分与外在灰分不可燃成分,有害成分,含量差别大(10% 50%)灰分对锅炉工作的危害:(1)降低发热量(2)阻碍着火及燃烧(3)烟气携带飞灰流过受热面产生结渣,积灰,磨损,腐蚀等有害现象飞灰对大气的污染煤的元素分析法表示—质量百分含量作用—燃烧计算,煤的分类应用—正式场合(设计,研究,设备鉴定等)二,煤的工业分析成分—水分(M),挥发分(V),固定碳(FC),灰分(A)作用—指导燃烧调整,改善燃烧工况;煤分类的主要依据;锅炉设计时的重要参数.方法—通过加热,灼烧得到水分,挥发分和固定碳,灰分(1)挥发分定义组成:可燃气体(H2,CO,CH4等)和少量不可燃气体(O2,N2,CO2,H2O等)组成特点:容易着火,燃烧速度快,火焰长.其加热过程是一个热分解过程(粒径小于100 m的煤粉在煤粉炉中的热分解属于快速热分解,其升温速度大于一万℃/s,在不到0.1 s内完成).挥发分析出后焦碳变得疏松呈多孔性,参与燃烧的表面积增大,有利于焦碳的燃烧.其余成分前述!!工业分析实验:三,煤的成分分析基准及其换算1.煤的成分分析基准水分和灰分的含量受开采,运输,储存和天气的影响而变化,从而使其他成分的质量百分含量发生变化.成分分析基准用来表达成分含量所处状态和条件,可确切地反映煤的特性,使各种分析结果具有可比性.常用的分析基准(1)收到基用下标"ar"表示,用于设计与运行,为计算基准(2)空气干燥基用下标"ad"表示,用于确定内在水分(3)干燥基用下标"d"表示,用于确定灰分(4)干燥无灰基用下标"daf"表示,用于煤的分类C+H+O+N+S+M+A=100%Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100%Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100%Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%As receivedAir drydryDry and ash free例题已知煤的Mar,Aar和Mad,试导出其收到基和空干基之间的换算系数Kar-ad及收到基和干燥无灰基之间的换算系数Kar-daf.解:现设煤的收到基为100,外在水分为Mf,内在水分为Minh,并以Car和Cad及Cdaf之间的换算为例来导出系数.(1)在同一种煤种的收到基和空干基中,除水分之外的其他成分的质量是不变的,于是Cad(100-Mf)=Car×100 → Cad=Car×100/(100-Mf)而Mar= Mf+ Minh → Minh= Mar- MfMad=100 Minh(100- Mf)=100(Mar-Mf)/(100-Mf)有: Mf=100(Mar-Mad)/(100-Mad)所以: Cad=Car(100-Mad)/ (100 -Mar)显然: Kar-ad= (100-Mad)/ (100 -Mar)2.各种成分分析基准的换算各种成分之间可以互相换算,换算系数列于表2-1中.未知基准成分=已知基准成分×换算系数K换算系数K的记忆方法:①判断同一成分在两个不同基准之间的数值大小关系Cdaf>Cd>Cad>Car②根据两个不同基准之间的区别写出换算系数K名称新符号(下)旧符号(上)收到基ar y空气干燥基ad f干燥基d g干燥无灰基daf r煤质基准符号示例1.煤的发热量:Qnet,ar2.煤的成分: Mar ,Aad ,Vdaf第三节煤的特性及分类煤的特性煤的成分煤的发热量煤灰的熔融性煤的可磨性和磨损性一,发热量(一)发热量的定义完全燃烧kJ/kg(二)高位发热量,低位发热量及其关系高位与低位之分的由来——锅炉的排烟温度一般在120 160℃之间,烟气中水分以蒸汽存在.表示方法:Qgr,Qnet ;用下标表示分析基准.Qgr- Qnet=水分质量汽化潜热具体换算关系:见公式(2-17) (2-21)(三)各种基准的发热量之间的换算各种基准的高位发热量之间可以用换算系数换算各种基准的低位发热量之间不能用换算系数换算如:已知Qdaf,net,求Qar,net解题过程如下:Qdaf,net Qdaf,gr : Qdaf,gr= Qdaf,net+225HdafQdaf,gr Qar,gr : Qar,gr = Qdaf,gr Kdaf arQar,gr Qar,net: Qar,net= Qar,gr - 225Hdaf –25Mar(四)折算成分用来衡量水分,灰分和硫分对锅炉工作的有害程度,用发热量(4190KJ)作为折算标准.称作折算水分,折算灰分和折算硫分.公式见式(2-22) (2-24)区分标准:Mar,ZS 8%,Aar,ZS 4%,Sar,ZS 0.2% (收到基)(五)标准煤概念煤的发热量差别很大,8000KJ/Kg 29000KJ/Kg不同容量的锅炉或同一锅炉燃烧不同发热量的煤,其耗煤量之间无法进行对比.定义应用基低位发热量为29310KJ/ Kg的煤为标准煤.定义"标准煤耗量".二,煤灰的熔融特性煤粉中的灰分经燃烧后有下列三种形式(1)保持固体状态,以飞灰形态通过锅炉各受热面,引起磨损.(2)融化成液态,形成结渣.(3)挥发成气态,在较冷受热面形成沾污.(一),结渣的危害影响传热,降低锅炉效率;严重时,发生事故,锅炉被迫停炉.(二)灰的熔融性的测定用角锥法测定定义:(1)变形温度DT (2)软化温度ST(3)熔化温度FT一般用软化温度ST作为灰熔融性的指标(或称灰熔点)长渣(FT-DT=200~400℃)容易结渣;短渣( FT-DT =100 ~200℃)不容易结渣.(三)影响灰熔融性的因素一般灰中高熔点成分(SiO2,Al2O3,MgO等)越多时,灰的熔点也越高;相反,含熔点低的成分(FeO,Na2O,K2O)越多时,灰的熔点也越低.1.灰的成分灰的成分按其化学性质,可分为酸性氧化物( SiO2,Al2O3和TiO2 等)和碱性氧化物(Fe2O3,CaO, MgO ,Na2O,K2O等).一般,碱性氧化物增多时,使灰熔点降低,容易发生结渣.灰所处环境介质的性质发生改变时,会使灰的熔点发生变化.例如,介质中存在CO,H2等还原性气体时,会使灰中的高价氧化铁(熔点1500 ℃左右)还原成低熔点的氧化亚铁,后者又与氧化硅结合成共晶体并进一步形成共晶体混合物(熔点1000℃左右),使灰熔点大大降低.2.灰所处环境介质的性质一般,燃烧含灰多的煤时容易结渣,但不如前两个因素的影响明显.按煤的灰熔点大小,可以对其结渣的可能性进行预报.一般,ST>1400 ℃时不易结渣;ST=1200℃1400 ℃时有可能结渣; ST<1200℃时容易结渣.3.煤中灰分含量一般按挥发分分类三煤的分类1.无烟煤( Vdaf 40%)煤炭发热量计算公式2009-10-22 来源：鹤壁市蓝博仪器仪表有限公司 >>进入该公司展台以煤工业分析结果，创立计算煤炭低位发热量新公式的原理与方法，不再详述。
回转窑热工计算
5.3.1 收入热量(1) 燃料燃烧热：(29779)/yrR r D W r Q m Q m kJ kg =⋅=熟料式中：rRQ ——燃料燃烧产生的热量，kJ/kg 熟料yD WQ ——燃料的低位发热量，kJ/kg 熟料(2) 燃料带入显热1.25660(75.36)/r r r r r r Q m c t m m kJ kg=⋅⋅=⨯⨯=熟料式中：rQ ——燃料带入的显热，kJ/kg 熟料r c ——燃料的比热，kJ/kg 0C ，取1.256 kJ/kg 0Cr t ——燃料的温度,C(3) 生料带入热量()s ys s ws w sQ m c m c t =+⋅⋅[](1.5090.183)0.879(0.0050.0006) 4.18250r r m m =-⨯+-⨯⨯(65.2758.168)/r m kJ kg =-熟料式中：s Q ——生料带入的显热，kJ/kg 熟料s c ——生料的比热，kJ/kg 0C ；w sc ——水的比热，kJ/kg 0C ；s t ——生料的温度，0C（0-500C 水的平均比热4.182kJ/kg 0C ，干生料的平均比热1.879kJ/kg 熟料）(4) 入窑回灰带入显热0.1340.83650 5.601/yh yh yh yh Q m c t kJ kg=⋅⋅=⨯⨯=熟料式中：yh Q ——入窑回灰带入的显热，kJ/kg 熟料yh c ——入窑回灰带入的比热，kJ/kg 0C ；0.836yh t ——入窑回灰带入的温度，C(5) 空气带入热量a 、窑头一次空气带入的显热1111(0.457) 1.29830(17.796)/y k y k y k y k r r Q V c t m m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中：1y k Q ——窑头一次空气带入的显热，kJ/kg 熟料1y k c ——窑头一次空气带入的比热，kJ/kg 0C ； 1y kt ——窑头一次空气带入的温度，0C0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0Cb 、入窑二次空气带入热量2222 2.434 1.4039503244.157/y k y k y k y k Q V c t kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中：2y k Q ——入窑二次空气带入的显热，kJ/kg 熟料2y k c ——入窑二次空气带入的比热，kJ/kg 0C ；2y k t ——入窑二次空气带入的温度，Cc 、入分解炉二次空气带入热量2222 6.361 1.3777406481.732/F K F K F K F K r r Q V c t m m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中：2F K Q ——入分解炉二次空气带入的显热，kJ/kg 熟料2F K c ——入分解炉二次空气带入的比热，kJ/kg 0C ； 2F Kt ——入分解炉二次空气带入的温度，0C0-7400C 空气比热1.377kJ/Nm 3 0C D 、气力提升泵喂料带入空气的显热3(0.1140.013) 1.29950(7.4040.844)/kg sk sk sk sk r r Q V c t m m ==-⨯⨯=-（Nm 熟料）式中：sk Q ——气力提升泵喂料带入空气的显热，kJ/kg 熟料sk c ——气力提升泵喂料带入空气的比热，kJ/kgCskt ——气力提升泵喂料带入空气的温度，0C0-500C 空气比热1.299kJ/Nm 3 0C d 、窑头漏风带入的热量30.152 1.29830(5.919)/ylok ylok ylok ylok r r Q V c t m m kJ Nm C ==⨯⨯=⋅式中：ylok Q ——窑头漏风带入的显热，kJ/kg 熟料ylok c ——窑头漏入的空气比热，kJ/kg 0C ylokt ——窑头漏入的空气的温度，0C（0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0C ） e.分解炉漏风带入的热量30.207 1.29330(8.030)/FLOK FLOK FLOK FLOK r r Q V c t m m kJ Nm C==⨯⨯=⋅式中：F LO KQ——分解炉漏风带入的显热，kJ/kg 熟料FLOK c ——分解炉漏入的空气比热，kJ/kg 0C F L O Kt ——分解炉漏入的空气的温度，0C（0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0C ） f.旋风预热器漏风带入的热量c 1.729 1.29330(67.068)/XLOK XLOK XLOK XLOK r r Q V t m m kJ kg ==⨯⨯=熟料式中：X LO K Q ——旋风预热器漏风带入的显热，kJ/kg 熟料XLOK c ——旋风预热器漏入的空气比热，kJ/kg 0C X L O Kt ——旋风预热器漏入的空气温度，0C（0-300C 空气比热1.298kJ/Nm 3 0C ）g 、窑系统漏入的空气显热0.400.8363010.032/YL Q kJ kg=⨯⨯=熟料c 、入分解炉二次空气带入热量()2222 6.386 1.3777406507.206/F K F K F K F K r r Q V c t m m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中：2F KQ——入分解炉二次空气带入的显热，kJ/kg 熟料2F K c ——入分解炉二次空气带入的比热，kJ/kg 0C ； 2F Kt ——入分解炉二次空气带入的温度，0C0-7400C 空气比热1.377kJ/Nm 3 0Cb 、入窑二次空气带入热量2222 2.443m 1.403900(3084.776)/y k y k y k y k r r Q V c t m kJ kg =⋅⋅=⨯⨯=熟料式中：2y k Q ——入窑二次空气带入的显热，kJ/kg 熟料2y k c ——入窑二次空气带入的比热，kJ/kg 0C ；2y k t ——入窑二次空气带入的温度，C。
3-2 燃烧计算
V =V0 +(α −1) Va0
2 2
N 79 Car 0 燃料） 燃料） （Nm3/kg燃料） N = ar × 22.4 + α VO × （Nm3/kg燃料） 燃料 V 燃料 = × 22.4 28 21 12
0 3 燃料） （ 燃料 O2 Nm /kg燃料）
VO2 = (α − 1) V
例1 已知发生炉煤气组成如下 COv% H2v% CH4v% C2H4v% CO2v% O2v% N2v% H2Ov% 29.0 15.0 3.0 0.6 7.5 0.2 42.0 2.7 空气过剩系数α为 空气过剩系数 为1.2 求该煤气完全燃烧所需空气量、生成烟气量、 求该煤气完全燃烧所需空气量、生成烟气量、烟气组成以及 标态烟气密度。 标态烟气密度。
x/(21.39-1.88x)=0.05 x=0.98 烟气组成： CO2 烟气组成：CO 0.98 2.91 烟气量
N2 15.66
H2O 3.5
烟气组成： 烟气组成：CO 烟气量 干烟气% 干烟气 湿烟气% 湿烟气 0.98 5.0 4.2
CO2 2.91 14.9 12.6
VSO2
S ar = × 22.4 （Nm3/kg燃料） 燃料） 燃料 32
VH 2O
M ar H =( + ) × 22.4 （Nm3/kg燃料） 燃料） 燃料 18 2
②α＜1时
导致烟气中CO生成的不足氧量为：（1-α）VO20（Nm3/kg） 生成的不足氧量为：（ ） 导致烟气中 生成的不足氧量为：（ ） ∵ 2C+O2→2CO 烟气中的CO量为：VCO=2（1-α）VO20（Nm3/kg） 量为： ∴ 烟气中的 量为 （ ） ） 又烟气中的为： 又烟气中的为：
燃烧释放的热量公式
燃烧释放的热量公式
燃烧释放的热量可以用燃烧热的公式来表示。
燃烧热是指单位
摩尔物质在标准状态下完全燃烧时释放的热量。
对于一般的燃烧反应，可以使用下面的公式来表示燃烧释放的热量：
Q = nΔH.
其中，Q代表释放的热量，单位是焦耳（J）或卡路里（cal）；n代表摩尔数；ΔH代表燃烧反应的燃烧热，单位也是焦耳/摩尔
（J/mol）或千焦/摩尔（kJ/mol）。
这个公式说明了燃烧释放的热量与燃烧反应的燃烧热以及摩尔
数之间的关系。
当物质燃烧时，化学键在燃烧反应中被打破，新的
化学键被形成，释放出能量，这些能量就体现为热量的释放。
燃烧
热是描述这一过程的重要物理量，它反映了物质在燃烧过程中释放
能量的多少。
需要注意的是，燃烧释放的热量还受到反应的热力学条件、反
应物的热化学性质等因素的影响，因此在具体应用中需要结合实际
情况进行计算和分析。
热工计算部分
第二章炼铁工艺计算2.1配料计算炼铁工艺计算主要包括：根据原料成分对原料进行补齐、配料计算,再根据一定的已知条件进行物料平衡计算、全炉热损失计算、高温区热损失计算和理论焦比的计算。
由于炼铁工艺计算数据繁多,所以多运用计算机进行编程,这样就会大大缩短计算时间,减轻工作者的劳动负担,同时也可以提高计算精度、减小误差。
原料成分见表2.1，焦碳成分见表2.2，煤粉成分见表2.3。
表2.1 矿石成分表（%）项目TFe Mn P S F FeO CaO 烧结矿53.200 0.780 0.068 0.060 0.404 8.600 11.560 球团矿61.100 0.040 0.024 0.030 0.056 2.400 0.820生矿65.350 0.165 0.048 0.021 0.029 1.860 0.100硅矿 1.083 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.165 石灰石0.000 0.000 0.005 0.030 0.000 0.000 56.000续表2.1 矿石成分表（%）项目MgO SiO2Al2O3R x O y CO2Na2O K2O 烧结矿 2.280 6.650 0.489 0.98 0.000 0.350 0.289 球团矿0.108 8.150 0.387 0.030 0.000 0.193 0.100生矿0.128 2.718 0.807 0.000 0.000 0.000 0.013硅矿0.076 96.000 2.212 0.000 0.000 0.000 0.000 石灰石0.090 0.390 0.170 0.000 43.280 0.000 0.000表2.2 煤粉成分表（%）C H O N S H2O78.990 2.390 4.030 0.740 0.580 0.900续表2.2 煤粉成分表（%）表2.3 焦炭成分表（%）续表2.3 煤粉成分表（%）2.1.1矿石成分的补齐计算 1）烧结矿（1）由Mn 计算MnO ： MnO=Mn×71/55=0.78×71/55=1.007 （2）由P 计算P 2O 5： P 2O 5=P ×142/62=0.068 ×142/62=0.155 （3）由S 计算FeS ： FeS =S × 88/32=0.060 ×88/32=0.165 （4）由F 计算CaF 2： CaF 2 =F×78/38=0.404×78/38=0.829 （5）由FeO 、FeS 及TFe 计算Fe 2O 3：Fe （FeO ）=FeO×56/72=8.600×56/72=6.689Fe （FeS ）=FeS×56/88=0.165×56/88=0.105 Fe （Fe 2O 3）=TFe-Fe （FeO ）-Fe （FeS ）=46.406 Fe 2O 3= Fe （Fe 2O 3）×160/112=46.406×160/112=66.294灰份（13.20%）合计 SiO 2 CaO Al 2O 3 MgO FeO 5.586 0.5605.2900.2180.710100固定碳（%） 灰分（13.570%） 挥发份（1.03%） SiO 2CaOMgO Al 2O 3P 2O 5FeSFeOCO 2COCH 4H 2N 283.880 47.015 5.895 0.737 39.794 0.074 0.368 6.116 0.150 0.490 0.150 0.150 0.086有机物（1.52%）合计 全硫 游离水 H N S 0.5000.2490.7711002）球团矿（1）由Mn计算MnO：MnO=Mn×71/55=0.040×71/55=0.052 （2）由P计算P2O5：P2O5=P×142/62=0.024×142/62=0.055 （3）由S计算FeS：FeS =S × 88/32=0.030 ×88/32=0.082 （4）由F计算CaF2：CaF2 =F×78/38=0.056×78/38=0.115 （5）由FeO、FeS及TFe计算Fe2O3：Fe（FeO）=FeO×56/72=2.400×56/72=1.867Fe（FeS）=FeS×56/88=0.165×56/88=0.052Fe（Fe2O3）=TFe-Fe（FeO）-Fe（FeS）=59.181 Fe2O3= Fe（Fe2O3）×160/112=46.406×160/112=84.5443）生矿此时由S生成FeS2，由Mn生成MnO2（1）由Mn计算MnO2：MnO2=Mn×87/55=0.165×87/55=0.261 （2）由P计算P2O5：P2O5=P×142/62=0.048×142/62=0.110 （3）由S计算FeS2：FeS2 =S × 120/32=0.021 ×120/64=0.039 （4）由F计算CaF2：CaF2 =F×78/38=0.029×78/38=0.059 （5）由FeO、FeS及TFe计算Fe2O3：Fe（FeO）=FeO×56/72=1.860×56/72=1.447Fe（FeS）=FeS2×56/120=0.039×56/120=0.018Fe（Fe2O3）=TFe-Fe（FeO）－Fe（FeS2）=63.885 Fe2O3= Fe（Fe2O3）×160/112=63.885×160/112=91.2644）硅石由TFe都为Fe2O3中的铁的含量Fe2O3=TFe×160/112=1.083×160/112=1.5475）石灰石（1）由P计算P2O5：P2O5=P×142/62=0.005×142/62=0.011 （2）由S计算FeS2：CaS =S × 72/32=0.030 ×72/32=0.067平衡计算（1）烧结矿TFe= TFe原/（TFe原+Mn原+P原+···+R x O y原）=53.387Mn= Mn原/（TFe原+ Mn原+P原+···+R x O y原）=0.780同理：另外矿石算法与烧结矿相同。
原题：热工设备的热效率计算
原题：热工设备的热效率计算
热效率是评估热工设备性能的重要指标之一，它表示燃料能量被转化为有用热能的比例。
热工设备的热效率计算可以参考以下步骤：
1. 确定热工设备的输入热量（Qin）和输出热量（Qout）。
输入热量通常是指燃料的燃烧热量，可以通过燃料的热值数据获得。
输出热量通常是指热工设备通过传热方式向介质或工作物体释放的热量。
2. 确定热工设备的损失热量（Qloss）。
损失热量是指在热工设备的工作过程中因为烟粉损失、散热损失等原因导致的热能损失。
损失热量可以通过减去输出热量和输入热量的差值获得。
3. 计算热工设备的热效率。
热效率（η）可以用以下公式表示：
η = 1 - Qloss / Qin
其中，Qin为输入热量，Qloss为损失热量。
热效率通常以百分数形式表示。
4. 可能的改进措施。
在计算热效率后，可以根据计算结果来评估热工设备的性能，并提出改进措施。
改进措施可能包括提高热工设备的设计效率、减少损失热量等。
需要注意的是，热效率计算的准确性也取决于数据的准确性。
因此，在进行热效率计算时，需要使用准确的输入热量和输出热量数据。
以上是关于热工设备热效率计算的简要说明，希望对您有所帮助。
燃烧过程的热工计算
燃烧效率受到多种因素的影响，包括燃料种类、燃烧方式、空气供应量、燃烧温度等。
污染物排放的计算
污染物排放的定义
污染物排放是指燃烧过程中产生的有害物质，如烟尘、硫化物、 氮氧化物等。
污染物排放的测量
污染物排放的测量通常采用烟气分析仪器进行，测量结果包括各种 污染物的浓度和总量。
污染物排放的影响因素
燃烧过程优化的技术
技术手段包括数值模拟、实验研究、 人工智能等，通过这些技术可以找到
最优的燃烧条件和操作参数。
燃烧过程模拟与优化的应用实例
工业锅炉的燃烧优化
通过模拟和优化工业锅炉的燃烧过程，可以提高锅炉效率，降低 能耗和污染物排放。
燃气轮机的燃烧室设计
利用模拟和优化技术，可以设计出高效、低污染的燃气轮机燃烧室。
航空发动机的燃烧控制
航空发动机的燃烧过程模拟与优化有助于实现发动机的高性能和可 靠性，提高飞行安全性。烧过程中化学反应速率和反应机理，用于 确定燃料与空气的配比和燃烧温度。
传热传质原理
研究燃烧过程中热量和物质的传递规律，用于分 析燃烧室内温度分布和燃烧产物的组成。
03
燃烧过程的热量计算
燃料燃烧的热量计算
燃料热值的计算
根据燃料的化学组成和燃烧反应方程式，可以计算出燃料的低位热值或高位热值 。低位热值是指燃料完全燃烧后释放出的热量，减去燃烧产物中水蒸气的凝结热 ；高位热值则包括水蒸气的凝结热。
燃烧过程的温度与压力计算
燃烧温度的计算
总结词
燃烧温度是燃烧过程中最重要的参数之 一，它决定了燃烧的效率和产物成分。
VS
详细描述
燃烧温度的计算通常基于化学平衡和热力 学原理，考虑燃料和空气的混合比、燃烧 反应的速率以及燃烧产物的组成。通过计 算，可以确定燃烧温度，从而优化燃烧过 程。
考试精华-燃烧学(重大版)
《燃烧学》1、生成焓、反应焓和燃烧焓：当化学元素在化学反应中构成一种化合物时，根据热力学第一定律，化学能转变为热能（或者相反）。
转变中生成的能称之为化合物的生成焓。
化合物的构成元素（最稳定的单质）经化合反应生成1mol 该化合物的焓的增量KJ/mol标准生成焓 ：化合物的构成元素在标准状态下（298K, 0.1MPa ），经化合反应生成1mol 该化合物的焓的增量。
在在特定的温度压力下（等温等压）进行的反应，反应物与产物具有相同的t,p ，则产物与生成物间的焓值之差为该反应的反应焓。
标准摩尔反应焓:在标准压力、任何温度下，几种单质或化合物的相互反应生成产物时，发出或者吸收的热量称为该化学反应的标准摩尔反应焓。
标准反应生成焓用 来表示。
燃烧焓为反应焓的特例，指单位质量的燃料（不含氧化剂）作等压燃烧反应时的反应焓。
② 燃烧焓针对燃料（反应物）而言，生成焓则是针对化合物（产物）而言。
① 发热量指的是燃料在等压或等容燃烧时所释放的热量，工程上用正值。
一般用kJ/kg ，kJ/m 3 发热量与燃烧焓数值相等，符号相反。
2、热力学平衡及化学平衡的概念答：1）热力学平衡的概念：在没有外界影响的条件下，如果某个系统各部分的宏观性质（如系统的化学成分，各物质的量，系统的温度、压力、体积、密度等等）在长时间内不发生任何变化，则称该系统处于热力学平衡状态。
不受外界影响的任何系统，总是单向地趋向平衡状态。
2）化学平衡的概念：化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。
3、化学反应速率、质量作用定律及可逆反应的平衡常数答： 1）化学反应速率：就是化学反应进行的快慢程度，用单位时间内反应物或生成物的物质的量来表示。
在容积不变的反应容器中，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2）对于基元反应，质量作用定律指出，某种反应物质消失的速率正比于参加反应的各种物质浓度的乘积，其中每种物质浓度的幂等于相应的化学计量系数，即：12121N i A A i Ai W KC C K C γγγ==⋅⋅⋅=∏，式中的1γ、2γ称为反应中相应成分的反应级数。
磁化焙烧工艺与设备教程：第七章 焙烧过程热工计算
7.2 焙烧炉热平衡计算和热工分析
煤气发热量计算：
QH=3050 CO%+2580 H2%+8590 CH4%+14300 C2H4%+5520 H2S%KJ／标米3
式中：CO%、H2%、CH4%.、C2H4%和H2S%----煤气相应成份的体积含量百分数 3050、2580、8590、14300和5520一一分别是CO、H2、CH4、C2H4和H2S的燃烧值
项目 热量收入 （1）加热
煤气 （2）还原
煤气
合计
热量KJ/吨 787643.3 430578.3
1218221.6
某鞍山式竖炉焙烧炉热平衡表
%
项目
热量KJ/吨
热量支出
64.7
1.矿石还原
506593.8
35.3
2.石英晶变
20273
100.0
3.焙烧矿带走 4.冷却水带走
5.废气带走 6.废气化学热 7.其他散热和损
１热平衡计算的目的和原理
➢ 目的： （1）检查焙烧炉的热消耗情况和热效率高低，进一步改进焙烧炉
的热工效率。 （2）设计炉子时的热平衡计算，可求出炉子的燃料消耗量，据此
可选择燃烧设备。 ➢ 原理：能量守恒定律。即炉子在工作过程中的热量吸入等于热
量的支出。
7.2 焙烧炉热平衡计算和热工分析
２ 热平衡计算
燃料燃烧计算的目的：确定燃料的发热量，燃烧时所需要的空气量， 燃烧产物（废气）量和废气成分等。
第二篇 燃烧反应计算
▪ 实际空气消耗量用Ln表示
Ln=nL0 ▪ 式中n为“空气消耗系数”
n Ln L0
▪ 当n>1时，被称为“空气过剩系数”
▪ L0值取决于燃料的成分，燃料中可燃物含量 越高，则L0值也就越大。而Ln值和n值有关， n值则与燃烧条件有关，根据燃烧设备和操作 选取的n值越大，Ln值也就越大。
燃烧产物的生成量、成分和密度
1 1
L0,O2
2
CO
2 H2
n
m 4
Cn
H
m
3 2
H
2S
O2
102
▪ 1m3气体燃料完全燃烧所需的理论空气量为
L0
1 1 0.21 2
CO
1 2
H2
n
m 4
Cn H m
3 2
H2S
O2
102
实际空气需要量
▪ 在实际条件下，要保证炉内燃料完全燃 烧，需供给比理论值多的空气；而为了 获得炉内的还原性气氛，又需供给少一 些的空气。因此，研究不同燃烧过程中 实际空气的需要量具有重要的意义。
▪ 实际燃烧产物生成量Vn
Vn Vco2 Vso2 VH2O VN2 VO2
（m3／kg或m3／m3） ▪ V0和Vn的差别在于n＝1时比n>1时的燃烧产物
生成量少一部分过剩空气量，故可写出
Vn V0 Ln L0
▪ 对于固体和液体燃料
Vn VCO2 VSO2 VH2O VN2 VO2
➢干空气：氧占23.2％，氮占76.8％（质 量）；氧占21％，氮占79％（体积）
➢水蒸汽含量按某温度下饱和水蒸汽含量 计算
▪ 燃烧反应生成物的成分和数量与反 应条件有关
➢ 完全燃烧 ➢ 空气量不足情况下的燃烧，可燃物分子不能被
chapter3工业锅炉热工计算
•
1
1kg接收基燃料中，含 kg碳、 kg硫、 接收基燃料中， 接收基燃料中 碳 硫 kg氢，而1kg接收基燃料中已含有 kg氧， 氢 接收基燃料中已含有 氧 在标准状态下其容积为： 在标准状态下其容积为： m3/kg 所以，1kg接收基燃料完全燃烧时所需外界供 所以， 接收基燃料完全燃烧时所需外界供 应的理论氧气量 理论氧气量为 应的理论氧气量为： m3/kg
降低q3的有效措施：保持炉膛足够的高 降低q3的有效措施： q3的有效措施 温和适量的过量空气系数， 温和适量的过量空气系数，注意炉内一 次风、二次风的配比和强烈混合， 次风、二次风的配比和强烈混合，保证 整个火焰充满整个炉膛。 整个火焰充满整个炉膛。
25
⑵气体不完全燃烧热损失的测定与计算 气体不完全燃烧热损失的测定与计算 用烟气分析仪测定烟气中的CO、 、 用烟气分析仪测定烟气中的 、H2、CH4。 。
二氧化碳体积 1kg碳完全燃烧生成1.866m3CO2，1kg燃料中 含 kg碳，燃烧后为 m3/kg
6
二氧化硫体积 1kg硫完全燃烧生成0.7m3SO2，1kg燃料中含 kg硫，燃烧后为 m3/kg 三原子气体体积 m3/kg
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燃烧产物成分百分比
燃烧产物密度
§3.3 不完全燃烧
在不完全燃烧时，烟气中有CO、H2、CnHm等未燃成 分。这些气体的含量越多，表明燃烧过程越不完善，能
量损失也越大。因此，分析烟气中未燃成分的种类和数 量，可以评价燃烧过程的完善程度。
烟气分析
综合分析： 全面测量烟气的各种成分
测量烟气中的一种或几种，其
§3.1 燃料燃烧所需的空气量
➢ 空气消耗系数的选择
＞1 ＝1 ＜1
贫油燃烧、贫油混气 化学恰当燃烧、化学恰当混气 富油燃烧、富油混气
选择的原则是什么？
整个系统的热损失最小
热力系统热损失与空气消耗系数的关系：
热力系统的热损失q2排烟损失
✓一定温度的废气从烟囱排出引起的排q3烟化学损不失完全，燃烧q损2 失 ✓烟气中残存原的则可上易燃燃气燃料体及C设O计完、善H的2燃、烧C装置Hq4最机4佳等械α不值引完接全起近燃的烧损失 化学不完全燃于烧1，损烟一煤失般约对为，于1.q液2，3体贫与煤气和体无燃烟料煤，约最为佳1α.值2～约1为.251.1， ✓未燃尽的碳粒引起的机械不完全燃烧损失，q4
➢ 液体燃料或固体燃料理论空气量的计算：
燃料中可燃元素的燃烧 反应：
每千克燃料中的该可燃元素完全燃烧时需要的氧质 量或体积为：
每千克燃料中本身含有的氧质量 或体积为：
完全燃烧每千克燃料需要的空气质量应为：
完全燃烧每千克燃料需要的空气体积应为：
注意：以上理论空气量计算式中都为不含 水蒸气的干空气量。实际计算时应加入水 蒸气的量。空气中水蒸气的多少会因季节
而值过大会引起排烟损失增大，使整个热工系统的热 效率下降。
理论上可根据运行中实际供给的燃料量与空气量计 算出值，但许多热工系统中，难以精确计算燃料和空 气供给量，此外由于炉膛不密封，也会引起实际值的 变化。因此通常在炉膛出口截面V，为过利量用空气自量动记录的烟气 分析仪器直接指示值，或者用普通烟气分析仪器测出 烟气成分，然后计算得到值。
光、发热的氧化反应，燃烧过程的计算基于这些化
学反应氧过气完程：全中2燃3质.烧2量%产平（物衡按：与质热量量）平或衡21。%（按体积） ❖ 燃两料种CO的状氮水2、燃 况气蒸H烧 。：气2过O7：、6程常.8S有%温O在（2常、“按压O完质条2、全量件N燃）下2烧或，”7190与%g“/（k不g按-完干体全空积燃气）烧” ❖ 燃烧过程不计完算全中燃视烧燃产烧物0产：.0物12、9空3k气g/、N水m蒸3-干气空为气理想 CO2气、体H2。O、SO2、O2、N2、CO、H2、
完全燃烧方程
不完全燃烧时，CO’＞0：
完全燃烧方程及其应用
当α=1且完全燃烧时，O’2=0。这时RO’2达到最 大值，并有：
由于β值由燃料成分所决定，因此对于某一燃料， （RO2’）max具有完全确定的值。
§3.4 空气消耗系数及运行 时风量的调整
不❖完烟全燃气往烧往的成是完分由全与于程度氧值与气之空不间气足的供或关给空量系气密消切耗相系关数，太燃小烧引过起程的。
❖ 氧气总消气耗量体：分析方程
➢ 燃料中碳和硫不完全 燃烧所需的氧气
➢ 每kg燃料中氢燃烧所 需的氧气
➢ 每kg燃料中所含的氧 对应的体积
气体分析方程
➢ 每kg燃料不完全燃烧时烟气中氮气容积为
气体分析方程
✓ 因此燃烧产物的体积可表示为
，燃料特性系数
气体分析方程
完全燃烧方程及其应用
完全燃烧时，CO’＝0，则气体分析方程为：
CH4、C、CmHn
§3.1 燃料燃烧所需的空气量
理论空气量
燃烧过程的实质是燃料中的可燃物分子 与氧化剂分子之间的化学反应。燃料中 当的每可千燃克组燃分料C中、的H可、燃S和组空分气完中全的燃O烧2进，行且空气 中量的称氧理燃蒸全 论烧气部 空反。用 气应计完 量，算，，产依这用物据L种0是是或理C质V想O0量表情2、平示况C衡。下O和燃、热烧SO量所2守和需恒水的空气 原理。因此理论空气量与燃料的可燃质 含量有关，对于固体和液体燃料可根据 燃料的L元0：素k分g-空析气成/分kg计-燃算料，对于气体燃 料，则V可0：根N据m各3-组空分气气/kg体-燃的料百分比计算。
单项分析： 余成分根据气体分析方程计算
出来
§3.3 不完全燃烧
气体分析方程
烟气中CO’、RO’2和O’2的体积百分 实际燃比烧之装间置的中数CH量4关、系H2式等的含量一般比CO少得 多，CO的含量一般也不会超过1%，因此不完全
燃烧不的完产全物燃可烧看时成，：每RkgO燃2、料O产2、生N的2、干H烟2O气及容CO积 可表示为：
如何将V、ΔV用烟气分析结果表示呢？
思考题
❖ 已知航空煤油的分子式为C8H16，求其理论空 气量。某燃烧装置燃用这种煤油，其流量为 2kg/s，若余气系数为2.5，问空气的流量为 多少？燃气的流量又为多少？Leabharlann ✓列出化学方程思式考： 题解答
§3.2 完全燃烧产物
固体与液体燃料的产物生成量 气体燃料的燃烧产物生成量 燃烧产物成分百分比 燃烧产物密度
固体与液体燃料的产物生成量
燃烧反应
产物质量
产物体积
固体与液体燃料的产物生成量
=1时燃烧产物量：
空气中水蒸气的量
＞1时燃烧产物：
过剩空气中水蒸气的量
气体燃料的产物生成量
=1时燃烧产物量：
天气不同而改变。
➢ 气态燃料理论空气量的计算：
以上计算量为理论空气量，实际上在组 织燃烧时，由于空气和燃料不可能混合 得非常均匀，必须多送些空气量才能使
燃料接近完全燃烧。 对于气体燃料燃烧所需的理论空气量为：
§3.1 燃料燃烧所需的空气量
实际空气供给量与空气消耗系数
实际空气供给量与理论空气需要量的比值称为 空气消耗系数（或过量空气系数，余气系数等）， 用表示：
第3章 燃烧过程的热工计算
❖ 3.1 燃料燃烧所需的空气量 ❖ 3.2完全燃烧产物 ❖ 3.3不完全燃烧 ❖ 3.4空气消耗系数及运行时风量的调整 ❖ 3.5燃烧温度计算 ❖ 3.6影响理论燃烧温度的因素
概述
空气的成分
❖ 燃烧过程热力计算是燃烧装置及整个热力系统的设
计与在运燃行烧都计是算不中可，缺空少气的成。分只考虑氧、氮及水蒸 ❖ 燃烧是燃料中可燃物质气与，空其气中中：氧气进行迅速、发