燃烧原理与设备第一篇
内燃机工作原理
第一篇内燃机工作原理一、概述凡是把某种形式的能转变为机械能的机器都可以叫做发动机。
各种发动机因能源不同又可分为:风力发动机、水力发动机和热力发动机等。
热力发动机就是把燃料燃烧所产生的热能转变为机械能。
因燃料燃烧所处部位不同,热力发动机又可分为外燃机和内燃机两大类。
燃料在发动机外部燃烧的叫外燃机。
如蒸汽机、汽轮机等。
燃料直接在发动机内部燃烧的叫内燃机。
如柴油机、汽油机、煤汽机等。
内燃机与外燃机比较,具有以下优点:1、热效率高。
目前增压柴油机最高热效率可达46%,而蒸汽机只有11—16%。
2、功率范围广,适应性广。
最小的发动机不到1马力,最大的可达50000马力。
同一型号的发动机,经过少量改装,又可适应各种不同用途的需要。
3、结构紧凑、重量轻、尺寸小。
4、使用操作方便,起动快。
正常情况下,一般的柴油机或汽油机能在3—5秒时间内起动,并能在短时间内达到全负荷运转,而且操作比较轻便。
5、运转安全。
二、内燃机的分类内燃机的结构形式很多,现代汽车发动机按下列方法分类。
(一)按采用的燃料不同可分为:柴油机、汽油机、煤油机和煤气机等。
(二)按完成一个工作循环的冲程数可分为:四冲程发动机活塞重复四个冲程完成一个工程循环。
二冲程发动机活塞重复二个冲程完成一个工程循环。
(三)按气缸冷却方式可分为:水冷发动机和风冷发动机。
(四)按发动机气缸数可分为:单缸发动机和多缸发动机。
(五)按燃料在气缸内的着火方式可分为:压燃式发动机利用气缸内被压缩的空气所产生的高温高压使燃料着火燃烧。
柴油机就属于这种着火方式。
点燃式发动机利用外界热源(如电火花)点燃燃料,使其着火燃烧。
如汽油机、煤油机、煤气机都属于这种着火方式。
(六)按用途可分为:固定式发动机发动机用作固定作业的动力,如发电、排灌、农产品加工等作业。
移动式发动机发动机用作移动机械的动力,如汽车的发动机。
(七)按发动机转速或活塞平均速度可分为:高速发动机、中速发动机和低速发动机。
第一章第1节燃烧机理
燃烧过程及条件：
过程： 燃料和空气预热—着火温度燃烧—火焰传播 条件： 燃料、空气 着火温度 着火浓度
二、着火温度
• 定义：
任何燃料的燃烧都有“着火”和“燃烧”两
个阶段，由缓慢氧化反应转变为剧烈氧化反应的
瞬间叫着火，转变时的最低温度称为着火温度
（在一定条件下燃料稳定燃烧的最低温度） 。烈的氧化反应，产生
大量的热量并伴随着强烈的发光现象。 可燃物可归纳为二类，即：固态炭和可燃气体 气体燃料：可燃气体 液体燃料：加热气化，大分子气态烃高温裂化固态炭
和小分子烃或氮气（可燃气体）
固体燃料：受热挥发出可燃气体，剩下固态炭粒
• 燃烧类型 普通燃烧： 靠燃烧层热气体传导传热给邻近的冷可燃气体 混合物而进行火焰的传播。火焰传播速度小，仅为 几米/秒；压力变化小，可视为等压燃烧过程。一般 窑炉内进行的燃烧过程均属于普通燃烧过程。 爆炸性燃烧： 靠压力波将冷可燃气体混合物加热到着火温度 以上而燃烧。火焰传播速度大，约为1000～4000米 /秒；通常在高温、高压下进行。原子弹爆炸属于爆 炸性燃烧。
• 自然着火： • 容器内整个气体温度同时达到着火温度的过程， 煤气爆炸属于这种过程。 • 强迫着火： • 在冷混合物中，用一个不大的点火热源，在某一 局部地方点火，先引起局部着火燃烧，然后自动 向其他地方传播，最终使整个混合物都在达到着 火燃烧。工业窑炉内燃烧属于强制点火过程。 • • “点不着”现象 ——为什么？ “熄灭”现象——为什么
固态炭的燃烧机理
炭的燃烧反应过程 气-固两相的物理化学反应，反应过程如下： O2扩散炭粒表面化学反应生成CO和CO2，CO和 CO2从炭粒表面扩散达反应达平衡。
•
炭的燃烧速度
燃烧速度：单位时间内单位炭粒表面所烧掉的炭量。
浓淡分离燃烧器的工作原理
浓淡分离燃烧器的工作原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：浓淡分离燃烧器是一种独特的燃烧设备，其工作原理主要是通过将燃气和空气进行分离，分别提供给燃烧室，从而实现高效燃烧并减少氮氧化物和颗粒物的排放。
下面将详细介绍浓淡分离燃烧器的工作原理。
一、浓淡分离燃烧器的基本结构浓淡分离燃烧器一般由燃气进气口、空气进气口、混合室、燃烧室、燃气管和空气管等部件组成。
燃气由煤气管道或燃气管道输送至燃气进气口，空气由空气进气口吸入，然后在混合室中混合，在燃烧室中进行燃烧，最终产生热能和燃烧产物。
1. 燃气进气浓淡分离燃烧器中，燃气由燃气管道输送至燃气进气口，然后经过控制阀控制流量进入混合室。
在进入混合室的过程中，燃气会形成一定的速度和动量，为后续的混合提供条件。
空气由空气进气口吸入，通过风机或风叶产生一定的气流，然后进入混合室。
在混合室中，燃气和空气进行混合，并形成可燃性气体。
3. 油气分离在混合室中，由于燃气和空气的密度和速度不同，燃气倾向于上浮，而空气倾向于下沉。
通过这种方式，燃气和空气得以有效分离，避免了混合不均匀导致燃烧不完全或产生污染物的情况。
4. 燃烧过程分离后的燃气和空气分别进入燃烧室，进行燃烧。
在燃烧过程中，燃气和空气的混合比例和分布均匀性得到了保证，从而实现了高效燃烧，并减少了氮氧化物和颗粒物的排放。
5. 燃烧产物处理燃烧完成后，燃烧产物通过烟道排放出去，经过处理设备如除尘器、脱硫器等，最终排放到大气中。
这样就能够保证燃烧产物的排放符合环保标准。
1. 高效燃烧浓淡分离燃烧器通过燃气和空气的分离和混合，保证了燃烧过程的充分和均匀，提高了燃烧效率和热利用率。
2. 低排放由于燃气和空气分离后再进行混合，有效避免了混合不均匀导致的燃烧不完全和污染物产生，减少了氮氧化物和颗粒物的排放。
3. 灵活性强浓淡分离燃烧器适用于不同种类的燃气和空气混合，可根据实际需要进行调节和控制，适用性广泛。
浓淡分离燃烧器通过独特的工作原理实现了高效、低排放的燃烧过程，对于工业生产和环境保护具有重要意义。
锅炉燃烧原理及燃烧设备
布置在抛煤机上方的二次风略向下倾斜一些，原则上二次风 的有效射程不干扰抛煤行程为上；主要将由抛煤机抛出的(0~1mm) 细小煤屑压回火床上燃烧，以此减少飞灰损失；
在后墙水冷壁下方布置的二次风略向上倾斜一些，主要防止由抛煤 机抛出的大颗粒的煤(~30mm)抛落时，会对后墙下部水冷壁管和后 墙等造成磨损或砸坏事故。
炉排长度不超过2.2m,一般为铸铁
二、手烧炉燃烧特性 1、双面引火 2、周期性变化 看 、勤、快、少、匀
三、双层炉排结构
三、双层炉排结构
四、机械炉排结构
§4.2 手烧炉、链条炉、抛煤机 链条炉及其燃烧特点
第四章
一、链条炉 1．链条炉的构造
炉排的有效长度
重力
运动
燃烧
冷却
煤斗
煤闸门
炉排
除渣板（老鹰铁）
况，动力燃烧工况所在的燃烧区域为动力燃烧区 扩散燃烧区： 燃烧速度取决于气流的扩散速度的工况，扩散燃烧
工况所在的燃烧区域为扩散燃烧区 过渡燃烧区： 动力燃烧区及扩散燃烧区之间的区域为过度燃烧区
§4.1 燃料燃烧的基本概念
第四章
层燃炉燃烧d＝15～25mm的煤块时，温度只需达到1000 ～1100℃左右，燃烧即处于扩散燃烧区，在保证火床稳 定的情况下，必须加强送风，提高空气与焦炭颗粒之间 的相对速度即可。
5．链条炉的运行 1）燃料性质对链条炉燃烧的影响 (1) 煤的粒度：堆积，通风阻力 (2) 煤的粘结性：通风 (3) 水分：与着火燃尽的关系（8~10%) (4) 灰分：灰熔点(<30%, >1200℃) 2）链条炉的燃烧调节
出力主要取决于燃料层厚度、送风量和炉排速度。 (1) 燃料层厚度的调节：100～150mm (2) 给料速度 (3) 送风量调节：对适应负荷的变动最为灵敏
燃烧原理和燃烧设备（改后）
燃烧原理和燃烧设备（改后）第六章燃烧原理和燃烧设备近⼏年，随着国家对节能减排⼯作的⽇益重视，发电⾏业也对⽕电机组运⾏的安全性和经济性提出了更⾼的要求。
尤其对于⼤型燃煤锅炉，在进⾏燃烧⽅式的选取和燃烧设备的设计时，不仅要求能有效地提⾼其燃烧效率，使其具有更⼤的负荷适应能⼒和低负荷稳燃能⼒（不投油助燃时），同时还应尽量减少污染物的排放。
第⼀节燃料燃烧的基本原理⼀、燃烧及燃烧区域（⼀）燃烧燃料燃烧是指燃料中的可燃质与空⽓中的氧进⾏的剧烈化学反应，反应过程中放出⼤量的热量。
在此过程中，燃料和氧化剂可以是同⼀物态（如⽓体燃料在空⽓中的燃烧），也可以是不同形态（如固体燃料或液体燃料在空⽓中的燃烧）。
前者称为均相燃烧，后者称为多相燃烧。
电站锅炉中煤粉的燃烧属于多相燃烧，反应是在燃料固体表⾯进⾏的。
发⽣在固相表⾯的多相燃烧是⼀个复杂的物理化学过程，主要包括以下⼏个过程：参加燃烧的氧⽓从周围环境扩散到反应表⾯；氧⽓被燃料表⾯吸附；在燃料表⾯进⾏燃烧化学反应；燃烧产物被燃料表⾯解吸附；燃烧产物离开燃料表⾯扩散到周围环境中。
多相燃烧速度就取决于上述过程中进⾏得最慢的过程，即氧向燃料表⾯的扩散和在表⾯上进⾏的燃烧化学反应两个过程。
下⾯就以炭粒燃烧为例，来说明上述两过程对多相燃烧的影响。
（⼆）化学反应速度及其影响因素1．化学反应速度锅炉内的燃烧化学反应可⽤以下化学反应⽅程式表⽰：aA + bB = gG + hH （6—1）燃料氧化剂燃烧产物式中 a 、b —— 化学反应式中，反应物A 、B 的反应系数；g 、h —— 化学反应式中，⽣成物G 、H 的反应系数。
化学反应过程的快慢⽤化学反应速度w h 来表⽰。
通常它是指单位时间内反应物浓度的减少或⽣成浓度的增加，其常⽤的单位是mo1/（m 3·s ）。
按不同反应物或⽣成物计算，在时间t 的瞬时反应速度为B G H G B H A A h h h h dc dc dc dc w w w w dt dt dt dt =-=-==；；；式中 c A 、c B 、c G 、c H —— 反应物A 、B 和⽣成物G 、H 的浓度。
rco蓄热式催化燃烧设备原理(一)
rco蓄热式催化燃烧设备原理(一)RCO蓄热式催化燃烧设备什么是RCO蓄热式催化燃烧设备？•RCO蓄热式催化燃烧设备（Regenerative Catalytic Oxidizer）是一种用于处理废气的设备。
•它结合了蓄热技术和催化燃烧技术，能高效地将有毒有害废气中的有机污染物转化为无害物质。
RCO蓄热式催化燃烧设备的原理1. 蓄热技术•RCO设备中采用了蓄热器来实现燃烧过程的蓄热。
•蓄热器通常由陶瓷球或金属网等材料组成，具有较大的表面积和良好的热传导性能。
•在催化燃烧过程中，废气通过一个蓄热器，在进入催化剂床之前被加热到适宜的反应温度。
2. 催化燃烧技术•RCO设备使用催化剂床来加速废气中有机污染物的氧化反应。
•催化剂床通常由高温下具有催化活性的金属氧化物制成。
•当废气通过催化剂床时，有机污染物与氧气发生氧化反应，生成二氧化碳和水蒸气等无害物质。
RCO蓄热式催化燃烧设备的工作过程1.废气进入RCO设备，并通过预热器进行预热，提高废气温度。
2.预热后的废气进入蓄热器，蓄热器中的陶瓷球或金属网将废气加热到适宜的反应温度。
3.加热后的废气进入催化剂床，废气中的有机污染物与催化剂发生氧化反应，转化为无害物质。
4.处理后的废气流出RCO设备，并经过尾气处理系统进一步净化。
5.蓄热器中的热量通过周期性的循环，使新进的废气预热，提高能量利用率。
RCO蓄热式催化燃烧设备的优势•高效处理废气：通过蓄热技术和催化燃烧技术的结合，能够高效地将有机污染物转化为无害物质。
•节能环保：蓄热器可以回收废气中的热能，提高能量利用率；催化剂床具有高效催化作用，能够在较低温度下实现催化燃烧，减少能耗。
•经济可行性：RCO设备的运行成本相对较低，能够在长期运行中实现回收投资。
•适用广泛：RCO设备适用于各种有机废气的处理，包括有机合成厂、涂料厂、化工厂等。
结论RCO蓄热式催化燃烧设备是一种高效、节能环保的废气处理设备。
通过蓄热技术和催化燃烧技术的结合，能够将有机污染物转化为无害物质，并以较低的能耗实现废气处理。
燃烧器的工作原理
燃烧器的工作原理
燃烧器是一种将可燃物质，如天然气、液体燃料或固体燃料，转化为能量（通常为热能）的设备。
它起到将燃料与氧气混合并引燃的作用，使能量产生并传递给需要的系统或设备。
燃烧器的工作原理主要涉及燃料供给、氧气供应和点火三个关键步骤。
在工作时，燃烧器通过燃料供给系统，将燃料送入燃烧器的燃烧室内。
这个过程通常涉及燃料泵、油嘴或喷嘴等设备，以确保燃料的适当流量和压力。
同时，燃烧器也需要氧气供应来与燃料混合。
氧气可以通过空气引入燃烧室，也可以通过其他氧气供应系统来提供。
在某些情况下，如高温燃烧过程中，纯氧气供应可能更为有效。
当燃料与氧气混合在一起后，需要点火来引发燃烧反应。
这可以通过电火花、火花塞或者火焰感应器等设备来实现。
一旦点火成功，火焰将延伸到整个混合物中，从而产生热能。
这个火焰通常由燃料的可燃部分和氧气的氧化反应产生。
燃烧器的设计和工作原理根据不同的应用和需求而有所差异。
例如，锅炉和炉子等工业燃烧器通常需要大量的热能产生，而燃气灶和燃油灶等家用燃烧器则更注重操作安全和能源效率。
总的来说，燃烧器通过燃料供应、氧气供应和点火等关键步骤将燃料与氧气混合并点燃，从而产生能量。
它在各个领域中发挥着重要的作用，如家庭取暖、工业加热和能源发电等。
燃烧器工作原理及调整方法
燃烧器工作原理及调整方法燃烧器是一种用于将燃料燃烧产生热能的设备，广泛应用于各种热能转换系统中，如锅炉、工业炉等。
它的工作原理主要包括供给燃料与空气混合、点火和调整燃烧过程三个方面。
下面我将详细介绍燃烧器的工作原理及调整方法。
首先，燃烧器的工作原理是将燃料与空气混合并点火的过程。
燃料可以是液体燃料（如柴油、重油等）、固体燃料（如木材、煤炭等）或气体燃料（如天然气、液化石油气等）。
当燃料进入燃烧器后，通过喷嘴、旋流器等装置喷射或喷雾，使其与空气混合。
混合后的燃料和空气形成一个可燃混合物，并通过点火装置点火。
燃烧时，燃料的化学能被释放出来，产生高温气体和热能。
其次，燃烧器的工作过程中需要进行燃料供给与空气量调整，以保证燃烧过程的稳定与高效。
燃烧器的调整主要包括燃料供给量的调整和空气燃料比的调整两个方面。
燃料供给量的调整是指调整燃料的流量或压力，以满足燃烧系统的热负荷需求。
通常采用调节阀或控制器来实现燃料供给量的调整。
在调整时，需要根据实际运行情况和热负荷需求，逐渐调整燃料供给量，以达到燃烧器的最佳工作状态。
空气燃料比的调整是指调整空气和燃料的配比，以实现燃烧效率的最大化。
空气燃料比通常用过量空气系数（即空气理论量与实际所需空气量之比）来表示。
过多或过少的空气都会导致燃烧效率降低、能源浪费和污染物排放增加。
因此，通过调整空气燃料比，可以实现燃烧系统的高效、节能和环保。
燃烧器的调整方法主要包括机械调整和自动调整两种方式。
机械调整是指通过手动调节燃料供给量和风门开度等机械装置来调整燃烧器的工作状态。
在进行机械调整时，需要根据燃料性质、热负荷需求和燃烧器的技术指标等参数，逐步调整燃料供给量和风门开度，以达到燃烧器的最佳工作状态。
自动调整是指通过自动控制器和传感器等设备来实现燃烧器的自动调整。
自动调整可以根据燃料性质、燃烧系统的热负荷需求和环境条件等参数，自动调整燃料供给量和空气燃料比，以实现燃烧器的自动化、智能化和高效化。
燃烧机工作原理
燃烧机工作原理燃烧机是一种用于将燃料燃烧产生热能的装置，广泛应用于工业和家庭领域。
它的工作原理是将燃料和空气混合后，在适当的条件下点燃，产生高温燃烧，释放出大量的热能。
一、燃烧机的组成部分1. 燃料供应系统：燃烧机需要提供适量的燃料，通常使用液体燃料（如石油、天然气）或固体燃料（如煤炭、木材）。
燃料供应系统包括燃料储存装置、输送管道和喷嘴等。
2. 空气供应系统：空气是燃烧的必需品，燃烧机需要提供充足的氧气来支持燃烧过程。
空气供应系统包括风机、空气过滤器和进气管道等。
3. 燃料与空气混合系统：燃料和空气需要在适当的比例下混合才能进行燃烧。
燃料与空气混合系统通常包括混合器、调节阀和控制装置等。
4. 点火系统：点火系统用于将燃料与空气混合后的混合物点燃，引发燃烧反应。
点火系统通常包括点火电极、火花塞和点火控制器等。
5. 燃烧室：燃烧室是燃料与空气混合后进行燃烧的空间。
燃烧室的设计可以影响燃烧效率和热能输出。
6. 排烟系统：燃烧产生的烟气需要及时排出，以保证燃烧过程的正常进行。
排烟系统通常包括烟囱、排烟管道和排烟风机等。
二、燃烧机的工作过程1. 燃料供应：燃料从燃料储存装置经过输送管道进入燃料喷嘴。
燃料喷嘴通过调节阀控制燃料的流量和压力，将燃料喷洒到燃烧室中。
2. 空气供应：风机通过空气过滤器将外部空气吸入，经过进气管道送入燃烧室。
风机的转速和风量可以通过控制装置进行调节。
3. 燃料与空气混合：燃料和空气在混合器中混合，混合比例可以通过调节阀进行控制。
混合后的燃料与空气混合物进入燃烧室。
4. 点火：点火系统产生高压电火花，点燃燃料与空气混合物，引发燃烧反应。
点火控制器可以控制点火时机和频率。
5. 燃烧：燃料与空气混合物在燃烧室中燃烧，产生高温热能。
燃烧反应释放的热能可以用于加热水、蒸汽或空气等。
6. 排烟：燃烧产生的烟气通过排烟系统排出室外。
排烟风机可以增加排烟效果，减少烟气滞留。
三、燃烧机的应用领域燃烧机被广泛应用于工业和家庭领域。
燃烧机的结构原理
燃烧机的结构原理燃烧机是一种将燃料与空气混合并点燃的设备，将化学能转化为热能的装置。
它广泛应用于许多工业领域，如电力、化工、冶金等。
燃烧机的结构主要包括燃烧器、点火装置、控制系统等组成部分。
下面将分别介绍各部分的结构和原理。
首先是燃烧器。
燃烧器是燃烧机中最重要的部分，它负责将燃料和空气混合并点燃。
燃烧器通常由燃烧室、喷嘴、混合器等组成。
燃烧室是燃烧器中的关键部分，它是燃料和空气混合的空间。
燃烧室的形状和尺寸对燃烧的效果有很大影响。
常见的燃烧室形状有圆筒形、锥形、球形等。
燃烧室内壁通常采用耐高温材料来保证其使用寿命。
喷嘴是将燃料和空气喷入燃烧室的装置。
根据喷嘴的结构和原理的不同，可以将其分为压力雾化喷嘴和旋流喷嘴。
压力雾化喷嘴通过将燃料加压使其形成细小的雾状颗粒，进而与空气混合。
旋流喷嘴则通过旋转气流将燃料带入燃烧室，并与空气混合。
混合器是将燃料和空气充分混合的装置。
常见的混合器有雾化室和回流室。
雾化室通过增加燃料和空气的接触面积，促进混合反应。
回流室则通过将部分燃烧产物送回混合器，进一步提高混合效果。
其次是点火装置。
点火装置负责将燃料和空气混合物点燃。
常见的点火装置有电火花点火器和火焰点火器。
电火花点火器通过产生高压电火花，点燃燃料和空气混合物。
电火花点火器通常由高压发生器、电极、点火电缆等组成。
高压发生器产生高电压，电极通过点火电缆与燃烧器连接，当电压达到一定程度时，会产生电火花，点燃混合物。
火焰点火器则通过将燃烧产物送回燃烧器燃烧室，点燃燃料和空气的混合物。
火焰点火器通常由火焰传感器、火焰检测器、火焰放大器等组成。
火焰传感器检测燃烧室内的火焰是否存在，如果火焰存在，火焰检测器就会将此信息传输给火焰放大器，火焰放大器会将信号放大后送到点火装置，从而点燃混合物。
最后是控制系统。
控制系统负责监测和控制燃烧机的运行。
它通常由温度传感器、压力传感器、流量传感器等组成。
温度传感器检测燃烧室内的温度变化，压力传感器检测燃料和空气的压力变化，流量传感器监测燃料和空气的流速。
燃料燃烧及燃烧设备演示课件
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第一节 煤的着火、燃烧特性及其影响 一、煤的常规特性及其影响 二、煤的燃烧特性及其影响
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一、 煤的常规特性及其影响
通常把煤的挥发分、水分、灰分、发热 量、灰熔点以及焦炭特性等称为 煤的常 规特性 。这些特性表征了煤的基本性质， 可以作为分析煤的着火，燃烧特性的依 据。
因此，着火热随燃料性质（着火温度、 燃料水分、灰分）和运行工况（煤粉气 流的初温、一次风量）的变化而变化。
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影响因素
（1）煤的挥发分与灰分； （2）煤粉细度、均匀性系数； （3）炉膛温度； （4）空气量； （5）一次风与二次风的配合； （6）燃烧时间。
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五、燃烧良好的条件
燃烧良好：即在保证炉内不结渣的前提 下，燃烧速度快，而且燃烧完全，得到 最高的燃烧效率。其原则性条件是： ? 供应合适的空气量（1.20~1.25） ? 保证适当高的炉温 ? 有足够的燃烧时间（合适的炉膛容积） ? 空气和煤粉的良好扰动和混合
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四、直流燃烧器的着火方案
一次风卷吸高温烟气和接受炉膛火焰及炉 墙的热辐射，温度不断升高至着火点，开始着 火燃烧（离喷口 200~300mm ）。着火是从外边 界开始的。
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二、燃烧速度及其影响因素
? 煤粉的燃烧属于固体与气体之间进行的多相燃 烧，包括如下几个过程：
（1）参加燃烧的氧气从周围环境扩散到燃料表 面；
（2）氧气被燃料表面吸附； （3）在燃料表面进行燃烧化学反应； （4）燃烧产物由燃料表面解吸附； （5）燃烧产物离开燃料表面，扩散到周围环境。 研究表面 2、4是比较快的，燃烧速度主要决定于
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二、煤的燃烧特性及其影响
? 煤的着火温度： 不是一个物理常数。决定于燃 烧过程中的热力条件，即加热（发热）条件和 散热条件。 反应能力越强（ 即挥发分高、焦碳活化能 小）的煤，着火温度越低，就越容易着火。无 烟煤的着火温度较高。
催化燃烧设备原理
催化燃烧设备原理一、催化燃烧设备的概述催化燃烧设备是一种利用催化剂促进燃料氧化反应的设备，其主要作用是将有机废气中的有害物质转化为无害物质，从而达到净化空气的目的。
常见的催化燃烧设备包括汽车尾气处理器、工业废气处理器等。
二、催化剂的作用原理催化剂是一种能够降低反应活化能并加速反应速率的物质。
在催化燃烧设备中，催化剂主要作用于有机废气中存在的可燃性物质。
当这些可燃性物质与空气中的氧气接触时，需要消耗大量的能量才能发生反应，但由于活化能较高，这种反应很难自发进行。
而添加了适当的催化剂后，则可以降低反应活化能，使得反应速率大大加快。
三、催化燃烧设备的工作原理在催化燃烧设备中，有机废气首先经过预处理系统去除其中的颗粒物等杂质，然后进入催化燃烧室。
在燃烧室中，有机废气与催化剂接触，发生氧化反应。
这种反应需要一定的温度和氧气浓度才能进行，因此通常需要加热或添加辅助空气来提高反应效率。
在反应过程中，催化剂会吸收有机废气中的可燃性物质，并将其转化为二氧化碳和水等无害物质。
最终处理后的废气经过排放管道排出。
四、催化剂的选择在选择催化剂时，需要考虑以下因素：1. 催化剂对特定有机物的活性：不同类型的有机物对不同的催化剂具有不同的活性。
2. 催化剂对温度和压力的敏感性：不同类型的催化剂对温度和压力的变化敏感程度不同。
3. 催化剂对硫、铅等有毒元素的耐受性：某些有机废气中可能含有硫、铅等有毒元素，这些元素会影响催化剂的活性和寿命。
4. 催化剂成本和使用寿命：选择成本低廉、使用寿命长的催化剂可以降低设备运营成本。
五、催化燃烧设备的优缺点优点：1. 处理效率高：催化剂能够加速反应速率，使得有机废气中的可燃性物质快速转化为无害物质。
2. 处理效果好：经过催化燃烧处理后的废气中不含有害物质，达到了净化空气的目的。
3. 设备结构简单：相对于其他废气处理技术，催化燃烧设备结构简单，易于维护和操作。
缺点：1. 催化剂寿命有限：催化剂会随着使用时间逐渐失活，需要定期更换。
燃烧原理和燃烧设备
影响煤粉着火及燃烧的因素
1.煤质 ㈠挥发分—挥发分低时，着火温度高，着火困难， 燃烧速度慢，不易燃烬； ㈡灰分—灰分高时，发热量低，需进煤量多，既使 着火热增大，又使炉温降低，不利于着火；同时， 灰妨碍氧气扩散，不易燃烬； ㈢水分—水分高时，着火所需热量增大，并使炉温 降低，着火发生困难。 2.煤粉细度 粉细时，着火快，容易燃烬。
原因：煤粉比表面积（单位质量煤粉的表面积）大，热 阻小，吸热升温快；同时粉粒直径小，氧气扩散速度快， 容易混合均匀；燃烧所需时间较少。
炉膛温度 ㈠影响风粉吸热升温速度，影响着火速度； ㈡影响化学反应速度快慢，影响燃烧及燃烬速度。 分析：影响的因素 ⑴入炉燃料量—与负荷有关 ⑵煤的发热量 ⑶水冷壁吸热能力—管子排列密度，管壁清洁程度 卫燃带—用耐火材料将部分水冷壁覆盖，以减少 吸热，从而保持炉内高温，利于煤的燃烧 ⑷入炉风温—与热风温度和送粉方式有关； ⑸炉膛漏风情况—炉膛安装与检修质量，炉膛压力
着火热来源：卷吸周围高温烟气并接受高温火焰的辐射 煤的着火温度
煤种
无烟煤
烟煤
褐煤
着火温度（ºC） 700~800 400~500 250~450
煤粉气流中煤粉颗粒的着火温度
煤种
无烟煤 贫煤 烟煤 着火温度（ºC） 1000 900 650~840
注：着火不能过迟，否则q4会增加
褐煤 550
2.燃烧的3个基本阶段：着火前准备、燃烧、燃尽.
空气量及供风方式 ㈠总空气量应足够—过小，不能满足燃烧要求；过 大，会使炉温降低。 总空气量存在最佳值，对应主要热损失（q2+q3+q4） 之和为最小。 ㈡空气量应分批送入 A.一次风—输送煤粉进入炉膛的风（首先与燃料接 触的风） 一次风的作用： ①输送煤粉；②保证挥发分燃烧所需氧气；
燃烧机工作原理
燃烧机工作原理燃烧机是一种用于产生火焰和热能的设备，广泛应用于工业生产、能源供应和采暖系统等领域。
它的工作原理基于燃料的燃烧过程，通过将燃料与氧气混合并点火，产生高温燃烧气体，从而释放出热能。
燃烧机通常由以下几个主要部份组成：燃料供给系统、气体混合系统、点火系统和控制系统。
1. 燃料供给系统：燃料供给系统负责将燃料输送到燃烧机中。
常见的燃料包括天然气、液化石油气（LPG）、重油、柴油等。
燃料供给系统通常包括燃料储罐、燃料泵、燃料管道和调节阀等组件。
燃料从储罐中被泵送至燃烧机，通过调节阀控制燃料的流量和压力。
2. 气体混合系统：气体混合系统负责将燃料和空气混合，以实现有效的燃烧。
在燃烧过程中，燃料需要与足够的氧气混合才干彻底燃烧。
气体混合系统通常包括燃料喷嘴、空气风扇和调节阀等组件。
燃料从喷嘴喷出，空气通过风扇吹入，两者在喷嘴附近混合，并通过调节阀控制混合气体的比例。
3. 点火系统：点火系统负责在混合气体中引燃火焰。
点火系统通常包括点火电极、高压变压器和点火控制器等组件。
当混合气体达到一定的浓度时，点火电极会产生高压电火花，将混合气体点燃，形成火焰。
点火控制器负责监测点火状态，并确保火焰的稳定燃烧。
4. 控制系统：控制系统负责监测和控制燃烧机的工作状态。
控制系统通常由传感器、控制器和执行器等组件组成。
传感器用于监测燃烧机的温度、压力和流量等参数，控制器根据传感器的反馈信号来调节燃料和空气的流量，以实现稳定的燃烧过程。
执行器包括电动调节阀和风扇等，用于调节燃料和空气的流量。
燃烧机的工作原理可以简单总结为：燃料经过燃料供给系统输送到燃烧机中，与空气混合后形成可燃气体，点火系统将混合气体点燃，产生火焰和热能。
控制系统监测和调节燃料和空气的流量，以保持燃烧过程的稳定性。
需要注意的是，不同类型的燃烧机在工作原理上可能会有一些差异，例如喷嘴结构、点火方式和控制方式等。
此外，燃烧机的设计和选型也需要考虑燃料的特性、燃烧效率和环保要求等因素。
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Hy= 100 Wy Ay Hg=5.0(100-20.0-10.0)/100=3.5
100
Oy=14.0 Ny=1.4 Sy=0.7 Cy=50.4 Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy% +Ay%+Wy%=100% 计算正确。
第二节煤的使用性能
煤的工业分析 煤在隔绝空气的条件下发生一系列的变化。 见p8 试验方法见GB/T 212 煤样的采取见GB/T 473 得到成分的煤的工业分析成分，即： F%+V%+A%+W%=100%
解：煤的质量变为：
G=100(1-12.4%)/(1-7%)=94.2 (t) 煤中的水分从12.4t减少到6.6t，减少了5.8t 煤全部燃烧后释放热量为100000×20000+ 2512×5800
十九世纪由于化学和热力学的发展，人 们开始把燃烧过程作为热力学平衡体系 来研究，得到燃烧过程的一些重要静态 特性参数：燃烧反应热、燃烧温度、燃 烧产物组成等。但形而上学地把某些特 性看成孤立不变的参数，把热力学的特 点看成是燃烧现象的唯一特点。
二十世纪初美国化学家刘易斯和苏联化 学家谢苗诺夫等人研究了燃烧的反应动 力学机理，认为燃烧的化学反应动力学 是影响燃烧速率的重要因素，并发现燃 烧反应具有链锁反应的特点，这才初步 奠定了燃烧理论的基础。人们逐渐认识 到控制燃烧过程不仅仅是化学反应动力 学因素，而且还有传热、传质和气体流 动等物理因素综合作用的结果。
C燃%+H燃%+O燃%+N燃%+S燃% =100% 或
Cr%+Hr%+Or%+Nr%+Sr%=100%
例题1
试将下列煤的成分换算成应用成分：
Cr
Hr
Or
Nr
Sr
Ag Wy
72.0 5.0 20.0 2.0 1.0 12.5 20.0
解：将干燥成分转换为应用成分 ①Cg%+Hg%+Og%+Ng%+Sg% +Ag%=100% ②Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy% +Ay%+Wy%=100% Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy% +Ay%=100% －Wy%
第三章 气体燃料
天然的气体燃料有天然气和石油气，人造气体燃料有 发生炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气等。
气体燃料是一种非常理想的燃料，具有许多优点： ①燃烧简便，容易完全燃烧； ②调节控制方便，易于实现自动控制； ③燃烧后无固体灰渣，清洁方便； ④对设备磨损小，可以长距离管道输送； ⑤容易净化，以减少环境污染； ⑥可以高温预热，提高燃烧温度，节约燃料； ⑦只要避开爆炸范围，可任意调节热负荷，控制炉内气
= mQDWr－25.12 Wy
比热0.84~1.67 kJ·kg-1·K-1 导热系数0.232~0.348 W ·m-1·K-1 黏结性和结焦性 反应性和可燃性 耐热性 标准煤equivalent of coal
第二章 液体燃料
液体燃料包括天然液体燃料和人造液体 燃料，天然液体燃料指石油及其加工产 品，人造液体燃料指从煤中提炼出的各 种燃料油。
100
100 W y (Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy% +Ay%)=100% 和①式比较得：
100
Rg= 100 W y Ry 同理得：
或Ry
=
100 W y 100
Rg
100
Rr= 100 Wy Ay Ry
100 W y Ay
或Ry =
100
Rr
下面转换为应用成分 Ay= 100 W y Ag=12.5(100-20.0)/100=10.0
二十世纪五十年代后期美国力学家冯·卡 门和我国科学家钱学森首先倡议用连续 介质力学方法来研究燃烧基本现象，建 立了“化学流体力学”。许多学者根据 这一方法来研究燃烧问题，如层流燃烧、 湍流燃烧、火焰稳定等，取得了广泛的 研究成果。
二十世纪七十年代，以英国科学家斯波尔丁 (spalding)为首的学派比较系统地把计算流体 力学的方法用于有燃烧现象的边界层流动、回 流流动和旋转流动，建立了“计算燃烧学”。 能很好地定量预测燃烧过程和燃烧设备性能， 使燃烧理论及其应用达到了新的高度。同时燃 烧测试技术的发展改进了试验方法和测试精度， 使人们有可能更深入、更全面和更精确地研究 和掌握燃烧机理。
QGWy =4.187[81Cy+300Hy+26(Sy－Oy)]
令m=
100 W y Ay 100
得：QGWy=mQGWr 故：QDWy= mQGWr－25.12×9Hy－25.12 Wy
= mQDWr＋ m×25.12×9Hr － 25.12×9Hy－25.12 Wy
= mQDWr＋ 25.12×9Hy － 25.12×9Hy－25.12 Wy
net/lower calorific value
高发热量Q高:燃料完全燃烧后燃烧产物冷 却到使其中的水蒸气凝结成0℃的水时所 放出的热量。
低发热量Q低:燃料完全燃烧后燃烧产物中 的水蒸气冷却到20℃时放出的热量。
测定方法见GB/T 213，也可通过成分计算 得出见p9。其中门捷列夫公式重要。
门捷列夫公式
煤的工业分析成分与元素分析成分的关 系
可燃成分
灰分
水分
C 固定碳
H O N Sr Sly A Wn Ww
挥发分
灰分
水分
煤的发热量calorific value ——重要指 标
1kg煤完全燃烧后所放出的燃烧热叫做煤 的发热量，单位kJ·kg-1。有两种表示方 法：高发热量Q高和低发热量Q低。
gross/high calorific value
人造固体燃料主要是煤和木材经加工后 制得的焦碳和木炭。
工业应用中主要是煤和焦碳
第一节煤的种类及其化学组成
煤的种类 1、根据古代植物埋藏于地下的年代和碳化程 度划分为：泥煤，褐煤，烟煤和无烟煤四大类。 2、动力用煤根据煤的挥发分高低，并参考其 水分与灰分含量，把煤分为石煤，褐煤，烟煤 （包括贫煤和劣质烟煤）和无烟煤四大类，将 无烟煤、烟煤和石煤各再分为三类。 3、冶金工业根据煤的结焦性强弱和挥发分高 低进行分类，对烟煤进一步分类为：长焰煤、 气煤、弱还原煤、半炼焦煤、焦煤、肥煤、瘦 煤和贫煤等
酸度
SiO2 % Al2O3%
Fe2O3% CaO% MgO%
W 有害成分，包括外部水分和内部水分
成分表示方法及其换算
应用成分：C、H、O、N、S、A和W在包 括全部七种组分在内的煤的的应用基中 的质量百分数称为~。即
C用%+H用%+O用%+N用%+S用% +A用%+W用%=100%
或
Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy% +Ay%+Wy%=100%
课程特点和学习方法
特点：古老又年轻，发展不完善，理论 多，综合性强，难度大，公式多，概念 多，应用性强。
方法：注意总结归纳，笔记，注重概念 的理解。
推荐参考书
《工程燃烧学》张松寿 《燃烧理论》F.A.威廉斯 《实用燃烧技术》赵易成 《燃料与燃烧》常弘哲 《有色冶金炉设计手册》
第一篇 燃料
燃烧技术主要是把燃烧理论中所阐述的物理概 念和基本规律与世纪工程中的燃烧问题联系起 来，对现有的燃烧方法进行分析和改进，探讨 新的研究方法，提高燃料利用率和燃烧设备的 水平。
燃烧理论的发展
十八世纪中叶以前：中国有五行说 。西 方有燃素说。
1756年俄国科学家罗蒙诺索夫，1777年 法国化学家拉瓦锡，他们根据试验提出 了可燃物质氧化的学说，才真正揭开了 火之谜。
燃烧学的定义：是研究燃烧过程基本规 律及其应用技术的科学。它包括两方面 的内容：燃烧理论和燃烧技术。
燃烧理论着重研究燃烧过程所包含的各个基本 现象，主要运用化学、传热传质学和流体力学 的有关理论，对基本现象的物理化学本质进行 阐述。热能领域主要研究燃料的燃烧速度、燃 烧稳定性、火焰的流场和结构、燃烧污染物生 成机理和燃烧过程的数学模型的建立等等。
练习2
1、已知山西阳泉煤成分：
Cr
Hr
Or
Nr
Sr
Ag Wy
91.7 3.8 2.2 1.3 1.0 26.0 5.0
下雨使煤含水量增大至Wy=15.0，计算此
时的应用成分。
Cy Hy Oy Ny
Sy Ay
Wy
57.7 2.4 1.4 0.8 0.6 22.1 15.0
2、工厂储存有Wy=12.4，QDWy=20000kJ/kg 煤100t，存放时间长，含水量降低为Wy=7.0， 试问煤的质量变为多少， QDWy变为多少？
化学组成
煤是极其复杂的化合物，主要有C、H、O、N、 S五种可燃元素构成煤的可燃基，此外煤中含 有不可燃成分——灰分(A)和水分(W)。
C 主要的可燃元素
H 主要的可燃元素，有益
O 有害元素
N 惰性元素，有害、污染
S 可燃元素，污染，三种形态有机硫、黄铁矿 硫和硫酸盐硫
A 有害成分，①直接关系到焦碳的灰分从 而影响冶炼的技术经济指标。②降低煤 的发热量。③灰分结渣，容易造成不完 全燃烧，给设备的维护和操作带来困难。
燃烧原理与设备
中南大学 能源科学与工程学院
绪论
燃烧学在热能工程学科中的位置——专业骨干 课
燃烧理论与技术在国民经济中的地位——小康 生活的保证
燃烧对人类发展起的作用
课堂提问：
谈谈对热能工程的认识？
燃烧的定义：是通过燃料和氧化剂在一 定条件下，所进行的具有发光和发热特 点的剧烈的氧化反应。