燃气燃烧方法
燃气燃烧方法
燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种：
1．扩散式燃烧法
将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。
2．完全预混式燃烧法
按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃烧。由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混式燃烧法
在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数α′=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。
从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段：
(1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间；
(2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热；
(3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力学因素控制。
天然气燃烧产生污染物计算方法(实用!推荐)
天然气燃烧产生污染物计算方法（非常实用）天然气燃烧产生污染物计算方法为保护环境，建设生态文明，国家鼓励使用天然气代替燃煤，但使用天然气仍会排放污染物，应当征收排污费。本文循着“污染物排放量=废气量×污染物浓度”这一计算公式，来探讨如何征收天然气锅炉的排污费。 一、废气量 根据《排污申报登记实用手册》231页举例计算，1m3天然气完全燃烧产生的废气量为10.89m3。 实际天然气燃烧时产生的废气，与天然气成分，完全燃烧的比例等都有关系，但通常认为废气量为天然气量的10-11倍。取10倍最好计算，但取10.5倍似乎更为合理。 例：1万m3天然气，燃烧后的废气量即为10.5万m3。 二、主要污染物 （一）二氧化硫 天然气中含有硫化氢(H2S)，国家规定其出厂含量不能超过0.01%。天然气中硫化氢燃烧时，会生成等体积二氧化硫（SO2）。 《排污申报登记实用手册》231页举例计算，当硫化氢含量为0.0052%时，每万m3天然气产生二氧化硫为1.5kg。 李先瑞、韩有朋、赵振农合著《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化硫约为1.0kg。
天然气燃烧产生的二氧化硫，与天然气中所含硫化氢比例关系最大，在没有检测数据支撑时，二氧化硫浓度为确定为10-15mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为100mg/m3。 （二）氮氧化物 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化氮约为6.3kg。 按这一数据，氮氧化物浓度约为60mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为400mg/m3。 （三）烟尘 天然气是清洁能源，烟尘产生量少，但也不能说没有。 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生烟尘约为2.4kg。 按这一数据，烟尘浓度约为20-25mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为50mg/m3。 （四）其他污染物 经过计算，天然气燃烧后产生的其他污染物排放当量都更低，本文不再论证。按照《排污收费征收管理条例》，这些污染因子不予征收排污费。 三、征收标准 将上述三个污染因子按低限代入《排污费征收核定表》，则每万立方
低热值燃气燃烧技术的应用与分析
低热值燃气燃烧技术的应用与分析 摘要：本文主要针对低热值燃气燃烧技术的应用与分析展开了探讨，详细阐述 了低热值燃气的燃烧特性，并对低热值燃气的稳燃技术和低热值燃气的低氮燃烧 技术作了系统的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。 关键词：低热值燃气；燃烧技术；应用 所谓的低热值燃气，是指煤或焦炭等固体燃料气化所得热值较低的气体燃料。在当前节能降耗的大社会背景下，低热值燃气的应用将会具有着极佳的经济效益 和社会意义，因此，我们需要对低热值燃气的燃烧技术进行有效的分析，从而为 推广其的应用带来极大的帮助。 1 低热值燃气燃烧特性 低热值气体燃料并没有明确的概念，通常根据气体燃料自身发热量可将气体 燃料分为高热值燃料（Q＞15.07MJ/m3）、中热值燃料（6.28MJ/m3＜Q＜ 15.07MJ/m3）及低热值燃料（Q＜6.28MJ/m3），工业中常见的低热值气体燃料 主要有化工过程低热值尾气、高炉煤气、石油化工行业冶炼尾气、煤矿低浓度瓦 斯气等。其中，高炉煤气、煤层气等热值介于3.0～6.28MJ/m3的低热值燃料的研究应用已逐步展开，但在工业生产中还存在一些工业废气，含有少量的可燃成分，热值非常低，甚至远低于3.0MJ/m3，这种超低热值燃气种类很多，比如某些煤层气、生物质气化气、垃圾掩埋坑气、炭黑尾气、一些工艺废气等。超低热值燃气 比低热值燃气点火、稳燃更困难，能量密度低，长距离输送不经济，在当地没有 合适的热用户时只能直接放散，既浪费能源又污染环境。 低热值燃气燃烧特性主要包括以下几个方面： （1）燃气中可燃成分少，热值低，着火温度高，火焰传播速度慢，难以点火及稳定燃烧； （2）燃气压力低且波动范围大，压力过低、速度过慢时容易回火； （3）低热值燃气多为化工生产线的尾气，需对多条生产线进行汇总综合利用，燃气的流量变化大； （4）化工工艺过程的操作对尾气的成分及热值影响较大，尾气的燃烧工艺如配风系数需及时匹配调整，否则容易熄火。 2 低热值燃气的稳燃技术 根据燃烧理论，为保证低热值燃气的稳定燃烧，主要的稳燃措施包括优化着 火条件、提高火焰温度以及优化燃烧场分布等。 （1）优化着火条件 低热值气体燃料的着火极限高，着火比较困难，燃烧温度也较低。为此，需 要提高燃气热值，降低燃料着火下限。如掺烧高热值燃料，提高混合燃气的热值，降低着火温度；燃料和空气预热提高初始温度。 （2）提高火焰温度 燃烧温度的提髙可强化炉内辐射换热并改善炉内的燃烧状况。而实际火焰温 度与装置类型、燃烧效率、燃料种类、空气/燃气预热温度等有关。如：强化燃料和空气的混合，降低不完全燃烧损失；合理设计炉膛结构，进行绝热燃烧，减少 系统散热量；降低空气过剩系数或采用纯氧/富氧燃烧。 （3）优化燃烧场分布 燃烧场的分布包括燃气、空间以及烟气在燃烧空间的分布，燃烧场特别是温 度场的优化分布来源于高温烟气对新鲜燃气、空气的加热，进而促进空气与烟气
河南城建学院07240712燃气燃烧应用A答案
河南城建学院2009—2010学年第二学期期末考试 《燃气燃烧与应用》试题（A 卷）答案 一、填空题（每空1分，共17分） 1、降低火焰温度、减少过剩空气量 2、直流式 、容积式 3、 引射式、自然引风式 4、支链着火、热力着火 5、蓝、黄 6、面积热强度 、容积热强度 7、链引发、链终止 8、热理论、 综合理论 9、导温系数 二、名词解释（每题3分，共15分）： 1、1Nm 3 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。 2、在射流轴线上存在某点的轴速度在x 方向上的分速度x v 为出口速度2v 的5%，以喷嘴平面至该点的相对法向距离d x 1 ，定义为射程。 3、燃气燃烧所需的氧气依靠扩散作用从周围大气获得，在燃烧前燃气中不含氧气。 4、由于系统中热量的积聚，使温度急剧上升而引起的着火称为热力着火。 5、指燃气热值与其相对密度平方根的比值 三、简答题(每小题5分，共20分) 1、 （1）加强气流紊动； （2）应用旋转气流改善气流混合过程； （3）预热燃气和空气； （4）烟气再循环； 2、气体从喷嘴流出后，气流本身一面旋转，一面又向静止介质中扩散前进，这就是旋转射流，简称旋流。 产生旋流的方法有: (1) 使全部气流或一部分气流沿切向进入主通道 (2) 在轴向管道中设置导向叶片,使气流旋转 (3) 采用旋转的机械装置,使通过其中的气流旋转. 3、 （1）理论燃烧温度随燃气低热值的增大而增大。 （2）应在保证完全燃烧的前提下习尽量降低过剩空气系数 （3）预热空气或燃气可以提高理论燃烧温度 4、(1)以高能量的气体引射低能量的气体,并使两者混合均匀.
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——1.30-1.80 α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。 在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根 据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空气系 数，从而折算成过剩空气系数为1的有害物含量。 根据烟气中O2含量计算过剩空气系数 O2′---烟气样中的氧的容积成分 （2）根据烟气中CO2含量计算过剩空气系数 2 ' 2 m CO a CO = CO2m——当＝1时，干燃烧产物中CO2含量，%； CO2′——实际干燃烧产物中CO2含量，%。 1.4个燃烧温度定义及计算公式 热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧， 它们带入的热量包括两部分：其一是由燃气、空气带 入的物理热量(燃气和空气的热焓)；其二是燃气的化 学热量(热值)。如果燃烧过程在绝热条件下进行，这 两部分热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到 的温度称为热量计温度。 燃烧热量温度：如果不计参加燃烧反应的燃气和空气 的物理热，即t a＝t g＝o，并假设a＝1．则所得的烟气 温度称为燃烧热量温度。 理论燃烧温度：将由CO2HO2在高温下分解的热损失和发 生不完全燃烧损失的热量考虑在内，则所求得的烟气 温度称为理论燃烧温度t th 实际燃烧温度： 2.影响燃烧温度的因素 热值：一般说来，理论燃烧温度随燃气低热值 H l的增 大而增大. 过剩空气系数：燃烧区的过剩空气系数太小时，由于 燃烧不完全，不完全燃烧热损失增大，使理论燃 烧温度降低。若过剩空气系数太大，则增加了燃烧产 物的数量，使燃烧温度也降低 燃气和空气的初始温度：预热空气或燃气可加大空气 和燃气的焓值，从而使理论燃烧温度提高。 3.烟气的焓与空气的焓 烟气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所生成的烟气在 等压下从0℃加热到t℃所需的热量，单位为千焦每标 准立方米。 空气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所需的理论空气 在等压下从0℃加热到t(℃)所需的热量，单位为千焦 每标准立方米。 第一章思考题 第一章课后例题必须会做。 燃气的热值、理论空气量、烟气量与燃气组分的关 系，三类常用气体热值、理论空气量、烟气量的取值 范围。 在工业与民用燃烧器设计时如何使用高低热值进行计 算 在燃烧器设计与燃烧设备运行管理中如何选择过剩空 气系数 运行中烟气中CO含量和过剩空气系数对设计与运行管 理的指导作用 燃烧温度的影响因素及其提高措施。 第二章燃气燃烧反应动力学 ' 2 20.9 20.9 a O = -
燃气燃烧课程设计
《燃气燃烧》课程设计 题目：燃气燃烧课程设计 学院：建筑工程学院 专业：建筑环境与能源应用工程 姓名：张冷 学号： 20130130370 指导教师：王伟 2016年 12 月 26 日 目录
1设计概述 (1) 2设计依据 (1) 2.1原始数据 (1) 2.2燃气基本参数的计算 (1) 2.2.1热值的计算 (1) 2.2.2燃气密度计算 (2) 2.2.3燃气相对密度计算 (2) 2.2.4理论空气需要量的计算 (2) 2.3头部计算 (3) 2.3.1计算火孔总面积 (3) 2.3.2计算火孔数目 (3) 2.3.3计算火孔间距 (4) 2.3.4计算火孔深度 (4) 2.3.5计算头部截面 (4) 2.3.6计算头部截面直径 (4) 2.3.7计算火孔阻力系数 (5) 2.3.8计算头部能量损失系数 (5) 2.4引射器计算 (5) 2.4.1计算引射器系数 (5) 2.4.2计算引射器形式 (5) 2.4.3计算燃气流量 (6) 2.4.4计算喷嘴直径 (6) 2.4.5计算喷嘴截面积 (6) 2.4.6计算最佳燃烧器参数 (6) 2.4.7计算A值 (7) 2.4.8计算X值 (7) 2.4.9计算引射器喉部面积 (7) 2.4.10计算引射器喉部直径 (8) 2.4.11引射器其他尺寸计算方式如附图1： (8)
2.5火焰高度计算 (8) 2.5.1火焰内锥高度 (8) 2.5.2火焰外锥高度 (8) 2.6火孔排列 (9) 2.6.1确定火孔个数 (9) 2.6.2火孔分布直径的计算 (9) 3设计方案计算 (9) 3.1已知计算参数 (9) 3.2详细计算步骤 (10) 3.2.1头部计算 (10) 3.2.2引射器计算 (11) 3.2.3火焰高度计算及加热对象的设置高度 (12) 总结 (12) 参考文献 (13)
燃气燃烧与应用题库
2012最新试题 1、燃烧热量温度：在热平衡方程是中，令ta=tg=0,且ɑ=1，则在绝热条件下烟 气所能达到的温度，成为燃烧热量温度。 2、低热值：1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气认为蒸汽状态时所放出的热量称为该燃气的低热值。 3、熄火距离：在电极间距从大往小减小过程中，当该间距小到无论多大的火花放电能量都不能使可燃混合物点燃时，这时的间距就叫熄火距离。 4、射程：在射流轴线上定出一点，使该点的轴速度在x方向的分速度vx为射流出口速度v2的5%，该点至喷嘴出口平面的相对垂直距离x1/d，定义为射程。 5、火焰传播浓度极限：火焰传播浓度上、下限范围，称“火焰传播极限”，又称着火爆炸极限。 6、大气式燃烧燃气在从管口喷出之前，首先混合一部分燃烧用氧化剂（即0<α’<1），燃烧所需的剩余氧气依靠扩散作用从周围大气获得，这种燃烧方式称为“部分预混式燃烧”。 7、脱火：当燃烧强度不断加大，气流速度v↑，使得v=S的点更加靠近管口，点火环变窄，最后使之消失，火焰脱离燃烧器出口，在一定距离以外燃烧，若气流速度再增大，火焰被吹熄，称为脱火 8、燃气互换性：设某一燃具以a燃气为基准进行设计和调整，由于某种原因要以s燃气置换a燃气，如果燃烧器此时不加任何调整而能保证燃具正常工作，则表示s燃气可以置换a燃气，或称s燃气对a燃气而言具有“互换性” 燃烧:气体燃料中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的和光的物理化学反应过程称为燃烧 热量计温度：如果燃烧过程在绝热环境下进行，由燃气、空气带入的物理热量和燃气的化学热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到的温度称为** 理论燃烧温度：如果热平衡方程式中将由于化学不完全燃烧而损失的热量考虑在内，则所求得的烟气温度称为** 支链反应，直链反应：如果每一链环中有两个或者多个活化中心可以引出新链环的反应，这种称为支链反应，如果每一链环只产生一个新的活化中心，那么这种链反应称为** 着火：由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应而引起燃烧的一瞬间称为着火支链着火：在一定条件下，由于活化中心浓度迅速增加而引起反应加速从而使反应由稳定的氧化反应转变为不稳定氧化反应的过程，称为** 热力着火：由于系统中热量的积聚，使温度急剧上升而引起的，称为** 点火：当一微小热源放入可燃混合物时，则贴近热源周围的一层混合物被迅速加热，并开始燃烧产生火焰，然后向其他部分传播，使可燃混合物逐步着火，这种现象称为** 最小点火能：要形成初始火焰中心，放电能量必须具有一最小极值，即** 熄火距离：当点燃可燃混合物所需的能量与电极间距d小到无论多大的火花能量都不能使可燃混合物点燃时，d就是** 流体动力参数 绝对穿透深度相对穿透深度射程法向火焰传播速度小尺度紊流 火焰大尺度紊流火焰
1.燃气的燃烧计算
【例】已知天然气的容积成分如下：CH4 92.1% ; C2H6 3% ; C3H8 1.5% ; i-C4H io 0.05% ; n- C4H io 0.05% ; CO2 2% ; N2 1% ; O2 0.3%。天然气与空气的温度t g t a 20 C；空气 的含湿量d a 10 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和1.2时）； 【解】查表得各组分参数如下： 根据混合法则，按式（1-2 ）求得 H h H h1 r1 H h 2r2 H h n r n 39842 0.921 70351 0.03 101270 0.015 113048 0.0005 133885 0.0005 40448（kJ/m3） H l H l" H72 H lnh 35906 0.921 64397 0.03 93244 0.015 122857 0.0005 123649 0.0005 36523（kJ/m3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3 ）求得 1 V0[0.5H2 0.5CO 21 1 4 6 -[（1 -）92.1 （2 -）3（3 21 4 4 9.65 （m n）C m H n 1.5H2S O2] 4 8 10 -）1.5 （4 ） 0.1 0.3] 4 4
（三）求完全燃烧时的烟气量 1 .理论烟气量（1时） 三原子气体体积按式（1-5 ）求得 V R°2V C°2V S°20.01（CO2CO mC m H n H2S） 0.01 （2 1 92.1 2 3 3 1.5 4 0.1） 1.05 （m3/m3干燃气）水蒸气体积，按式（1-6 ）求得 o n V H2O0.01[H2 H2S -C m H n 120（d g V°d a）] 2 4 6 8 10 0.01 [ 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.11（m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 V0N20.79V00.01N2 0.79 9.65 0.01 1 7.63（m3/m3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8 ）求得 V0V RO2V；2°V N°2 1.05 2.11 7.63 10.79 （m3/m3干燃气） 2.实际烟气量（ 1.2时）， ①由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 V R O2 1.03 （m3/m3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9 ）求得 V H2O0.01 [H2 H2S fC m H n 120（d g V0 d a）] 4 6 8 10 0.01 [- 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 1.2 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.14 （m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-10 ）求得 V N20.79 V0 0.01N2 0.79 1.2 9.65 0.01 1 9.16 （m3/m3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 V°2 0.21（1）V。 0.21 (1.2 1) 9.65 0.41 (m3/m3干燃气)
燃气燃烧与设备设计
目录 1设计原始资料 (1) 1.1气源 (1) 1.2设计热负荷 (1) 2燃气燃烧计算 (1) 2.1燃气的热值 (1) 2.2华白数 (2) 2.3理论空气量 (4) 2.4过剩空气系数 (4) 2.5实际空气量 (5) 2.6烟气量 (5) 3大气式燃烧器 (7) 3.1大气式燃烧器的工作原理 (7) 3.2设计计算 (7) 3.3火焰高度 (12) 总结 (14) 参考资料 (14)
1设计原始资料 1.1气源 天然气3T0成分见表1-1 表1-1 燃气成分 类别体积分数 (%) 相对密 度 热值 /(3 m MJ) 华白数 /(3 m MJ) 燃烧势 p c 理论干烟 气中 2 CO 体积分数 (%) 1 H h H 1 W h W 3T0 CH4=32.5 空气=67.5 0.88511.0612.2811.9513.2822.011.74 1.2设计热负荷 本设计热负荷为：4.2kW燃气压力：2000Pa 2燃气燃烧计算 2.1燃气的热值 气体中的可燃成分在一定条件下与氧气发生氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程成为燃烧。 3T0燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位为千焦每标准立方米。 热值可以分为高热值和低热值。高热值是指3T0燃气完全燃烧后其烟气被冷至原始温度，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3T0燃气完全燃烧后其烟气被冷至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
实际使用的燃气是含有多种组分的混合气体，混合气体的热值可以直接用热量计测定，也可以有各单一气体的热值根据混合法则按下时进行计算： n n 2211r ......r r H H H H +++= （2-1） 式中：H —燃气（混合气体）的高热值或低热值（() 3m N kJ ?）； n H —燃气中各燃组分的高热值或低热值（() 3m N kJ ?） ，由《燃气燃烧与应用》附录2查得； r n —燃气中各可燃组分的容积成分。 查附录得该燃气组分热值见表2-1： 表2-1 各个组分的热值 燃气组分 甲烷 空气 高热值（()3m N kJ ?） 95998 126915 低热值（( ) 3m N kJ ?） 88390 117212 则该设计的热值分别为: 高热值为：h H =0.325×95998+0.675×126915= 116866.975() 3m N kJ ? 低热值为：1H =0.325×88390+0.675×117212=107844.85() 3m N kJ ? 2.2华白数 当以一种燃气置换另一种燃气时，首先应保证燃具热负荷（kW ）在互换前后不发生大的改变。以民用燃具为例，如果热负荷减少太多，就达不到烧煮食物的工艺要求，烧煮时间也要加长；如果热负荷增加太多，就会使燃烧工况恶化。 当燃烧器喷嘴前压力不变时，燃具热负荷Q 与燃气热值H 成正比，与燃气相对密度的平方根成反比，而称为华白数： S H W = （2-2） 式中:W —华白数，或称热负荷指数； H —燃气热值；
《燃气燃烧与应用》课程设计
题目《燃气燃烧与应用》课程设计 说明书 学生姓名陈明友学号1008020130 教学院系土木工程与建筑学院 专业年级建筑环境与设备工程2010级 指导教师张鹏 2013年11月
目录 第一章设计原始资料 (1) 1.1气源 (1) 1.2设计热负荷 (1) 第二章燃气燃烧计算 (1) 2.1燃气的热值 (1) 2.2华白数 (2) 2.3理论空气量 (3) 2.4过剩空气系数 (4) 2.5实际空气量 (4) 2.6烟气量 (5) 第三章大气式燃烧器 (6) 3.1大气式燃烧器的工作原理 (6) 3.2设计计算 (7) 3.3火焰高度 (10) 心得体会 (11) 参考资料： (11)
第一章 设计原始资料 1.1气源 表1 燃气成分 燃气种类 氢气 甲烷 氮气 丙烷 丁烷 20Y 75 25 1.2设计热负荷 本设计热负荷为：4.55 kW 、空气含湿量：10g/Nm 3干空气 第二章 燃气燃烧计算 2.1燃气的热值 气体中的可燃成分在一定条件下与氧气发生氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程成为燃烧。 20Y 燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位为千焦每标准立方米。由于本设计燃料为液化石油气，热值单位也可以用千焦每公斤来表示。 热值可以分为高热值和低热值。高热值是指20Y 燃气完全燃烧后其烟气被冷至原始温度，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20Y 燃气完全燃烧后其烟气被冷至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。 实际使用的燃气是含有多种组分的混合气体，混合气体的热值可以直接用热量计测定，也可以有各单一气体的热值根据混合法则按下时进行计算： n n 2211r ......r r H H H H +++= 式中：H —燃气（混合气体）的高热值或低热值（KJ/Nm 3）； H n —燃气中各燃组分的高热值或低热值（KJ/Nm 3），由《燃气燃烧与
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 n n h h h h r H r H r H H +++= 2211 0005013388500050113048015010127003070351921039842.....?+?+?+?+?=40448=（kJ/m 3） n n l l l l r H r H r H H +++= 2211 000501236490005012285701509324403064397921035906.....?+?+?+?+?=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 n m CO H V n m -++++= ∑ ]3.01.0)410 4(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[01.00220 2a g n m O H d V d H C n S H H V ++++=∑ )]01.065.90(1201.0210 5.1283261.9224[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 0002 22N H 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 n S H H V α++++=∑ )]01.065.92.10(1201.0210 5.1283261.9224[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 +=α 101.065.92.179.0?+??= 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 -=α
燃气燃烧应用重点
第一章燃气的燃烧计算 1燃烧：燃气中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用并伴以发热发光的物理化学反应过程，称为燃烧。燃烧的必要条件：燃气中的可燃成分和空气中的氧气须按一定比例呈分子状态混合：参与反应的分子在碰撞时必须具有破坏旧分子和生成新分子所需的能量：具有完成反应所必须的时间。（比例混合、具备一定的能量、具备反应时间） 3高热值：是指燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸汽以凝结水状态排出时所放出的热量。低热值：是指燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸汽仍为蒸汽状态时所放出的热量。（高热值-低热值=汽化潜热） 4理论空气需要量的定义：每立方（千克）燃气按燃烧反应计量式完全燃烧所 需的空气量，即所需最小空气量。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。 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。 α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. 热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧，它们带入的热量包括两部分：其一是由燃气、空气带入的物理热量(燃气和空气的热焓)；其二是燃气的化学热量(热值)。如果燃烧过程在绝热条件下进行，这两部分热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到的温度称为热量计温度。 燃烧热量温度：如果不计参加燃烧反应的燃气和空气的物理热，即t a＝t g＝o，并假设a＝1．则所得的烟气温度称为燃烧热量温度。（只与燃气组分有关） 理论燃烧温度：将由CO2HO2在高温下分解的热损失和发生不完全燃烧损失的热量考虑在内，则所求得的烟气温度称为理论燃烧温度t th 实际燃烧温度：（选择） （高温系数） 5燃气燃烧温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧，如果燃烧过程是在绝热条件下进行，则此时烟气所达到的温度称作燃烧温度。 7理论燃烧温度的影响因素:燃气的热值、过剩空气系数、燃气和空气的温度、燃烧产物的数量、燃烧产物的热容量。 影响因素分析:(1)燃气的热值越高，则理论燃烧温度也越高；(2)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，会使理论燃烧温度升高。 第二章燃气燃烧反应动力学 燃烧反应速度的影响：浓度、温度、压力（选、判） 浓度 aA+bB→gG+hH k---反应速度常数； C A、C B ---反应物的摩尔浓度； a,b---A,B的反应级数。 反应速度随浓度的增大而增大。 压力 反应速度W与压力P的n次方成正比。（n为反应的总级数） 温度（p21） W=W0e-Ea/RT 化学反应速度随温度的升高而猛烈增加，二者成指数倍增加。 链反应的过程：1.链的引发，即活化中心生成；2.链的传递，即进行基元反应；3.链的中断，即活化中心消亡。可燃气体的燃烧反应都是链反应）
河南城建学院07240712燃气燃烧与应用B卷
☆ ☆ 密 封 线 内 不 要 答 题 ☆ ☆ 姓 名 学 号 班 级 河南城建学院2009—2010学年第二学期期末考试 《燃气燃烧与应用》试题（B 卷） 本套试卷共 3 页 一、填空题（每空1分，共19分）： 1．燃气成分一定时，层流扩散火焰的长度主要取决于 。 2.燃气热水器分 和 。 3.层流火焰传播理论包括 、扩散理论和 。 4.按空气供给的方法分类，可将燃烧器分为 、 、 。 5.影响火焰传播速度的因素有温度、 、压力、 、湿度和惰性气体的影响。 6.自由射流的实质是 。 7．确定气流紊动性的三个基本量是 、 、 。 8．常用的减噪装置有 、 和 。 9．燃烧设备运行的强度通常可分为 和 。 二、名词解释（每题3分，共15分）： 1.回火： 2.热量计温度： 3.华白数： 4.支链着火： 5、脱火速度极限 三、简答题(每小题5分，共20分) 1.简述大气式燃烧器中喷嘴的作用及结构形式。
☆☆密封线内不要答题☆☆ 2.简述进行完全预混式燃烧的条件。 3.简述在实际工程上,减少氮氧化合物生成量的措施。 4.简述强化燃烧过程的途径。 四、问答题（每小题7分，共28分） 1.什么是旋流，产生旋流的方法有哪些？ 2.试论述压差式热水器的工作原理。
☆☆密封线内不要答题☆☆3.试论述大气式燃烧器的特点及应用范围。 4. 试论述紊流火焰特点及紊流火焰比层流火焰传播快的原因。 五、计算题（18分） 1．已知某焦炉煤气容积成分如下： %, 7.3 %, 5. 22 %, 8.6 %, 57 4 2 4 2 H C CH CO H% 7.7 %, 3.2 2 2 N CO。 (1)求燃烧3 5Nm该焦炉煤气所需要的理论空气量； (2)当过剩空气系数1.1 = α时,求燃烧3 5Nm该焦炉煤气所需的实际空气量.
燃气燃烧与应用题库
2012 最新试题 1、燃烧热量温度：在热平衡方程是中，令ta=tg=O,且a=1，则在绝热条件下烟 气所能达到的温度，成为燃烧热量温度。 2、低热值：1Nm3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气认为蒸汽状态时所放出的热量称为该燃气的低热值。 3、熄火距离：在电极间距从大往小减小过程中，当该间距小到无论多大的火花放电能量都不能使可燃混合物点燃时，这时的间距就叫熄火距离。 4、射程：在射流轴线上定出一点，使该点的轴速度在x 方向的分速度vx 为射流出口速度v2 的5% ，该点至喷嘴出口平面的相对垂直距离x1/d ，定义为射程。 5、火焰传播浓度极限：火焰传播浓度上、下限范围，称“火焰传播极限”，又称着火爆炸极限。 6、大气式燃烧燃气在从管口喷出之前，首先混合一部分燃烧用氧化剂（即O< a'1 ），燃烧所需的剩余氧气依靠扩散作用从周围大气获得，这种燃烧方式称为“部分预混式燃烧”。 7、脱火：当燃烧强度不断加大，气流速度v T,使得v=S的点更加靠近管口，点火环变窄，最后使之消失，火焰脱离燃烧器出口，在一定距离以外燃烧，若气流速度再增大，火焰被吹熄，称为脱火 8、燃气互换性：设某一燃具以a 燃气为基准进行设计和调整，由于某种原因要以s 燃气置换a 燃气，如果燃烧器此时不加任何调整而能保证燃具正常工作，则表示s 燃气可以置换a 燃气，或称s 燃气对a 燃气而言具有“互换性” 燃烧:气体燃料中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的和光的物理化学反应过程称为燃烧热量计温度：如果燃烧过程在绝热环境下进行，由燃气、空气带入的物理热量和燃气的
化学热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到的温度称为** 理论燃烧温度：如果热平衡方程式中将由于化学不完全燃烧而损失的热量考虑在内，则所求得的烟气温度称为** 支链反应，直链反应：如果每一链环中有两个或者多个活化中心可以引出新链环的反应，这种称为支链反应，如果每一链环只产生一个新的活化中心，那么这种链反应称为** 着火：由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应而引起燃烧的一瞬间称为着火支链着火：在一定条件下，由于活化中心浓度迅速增加而引起反应加速从而使反应由稳定的氧化反应转变为不稳定氧化反应的过程，称为** 热力着火：由于系统中热量的积聚，使温度急剧上升而引起的，称为** 点火：当一微小热源放入可燃混合物时，则贴近热源周围的一层混合物被迅速加热，并开始燃烧产生火焰，然后向其他部分传播，使可燃混合物逐步着火，这种现象称为** 最小点火能：要形成初始火焰中心，放电能量必须具有一最小极值，即** 熄火距离：当点燃可燃混合物所需的能量与电极间距d 小到无论多大的火花能量都不能使可燃混合物点燃时，d 就是** 流体动力参数 绝对穿透深度相对穿透深度射程法向火焰传播速度小尺度紊流火焰大尺度紊流火焰 大尺度强紊动火焰火焰传播浓度上限火焰传播浓度下限火焰传播浓度极限爆炸极限
燃气燃烧与应用知识点.doc
第一章 燃气的燃烧计算 根据烟气中 O 2 含量计算过剩空气系数 燃烧：气体燃料中的可燃成分（ H 2、 C m H n 、CO 、 H 2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生 a 20.9 20.9 2 ' O 大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。 O 2′--- 烟气样中的氧的容积成分 燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、 （2）根据烟气中 C O 2 含量计算过剩空气系数 具备反应时间 3 热值:1Nm 燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热 3 值，单位是 kJ/Nm 。对于液化石油气也可用 kJ/kg 。 a CO 2 m ' CO 2 CO 2m ——当 ＝1 时，干燃烧产物中 C O 2 含量， %； 高热值是指 1m 3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原 3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原 C O 2′——实际干燃烧产物中 CO2含量， %。 1.4 个燃烧温度定义及计算公式 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。 热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧， 3 低热值是指 1m 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始 它们带入的热量包括两部分：其一是由燃气、空气带 入的物理热量 ( 燃气和空气的热焓 ) ；其二是燃气的化 温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热 量。 学热量 ( 热值) 。如果燃烧过程在绝热条件下进行，这 3 一般焦炉煤气的低热值大约为 16000—17000KJ/m 3 天然气的低热值是 36000—46000 KJ/m 3 液化石油气的低热值是 88000—120000KJ/m 两部分热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到 的温度称为热量计温度。 燃烧热量温度：如果不计参加燃烧反应的燃气和空气 按 1KCAL=4.1868KJ 计算： 的物理热，即 t a ＝t g ＝o ，并假设 a ＝1．则所得的烟气 3 焦炉煤气的低热值约为 3800—4060KCal/m 3 天然气的低热值是 8600—11000KCal/m 3 液化石油气的低热值是 21000—286000KCal/m 温度称为燃烧热量温度。 理论燃烧温度：将由 C O 2H O 2 在高温下分解的热损失和发 生不完全燃烧损失的热量考虑在内，则所求得的烟气 温度称为理论燃烧温度 t th 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 实际燃烧温度： 热值根据混合法则按下式进行计算： 理论空气需要量 2. 影响燃烧温度的因素 每立方米 或公斤 燃气按燃烧反应计量方程式完全 ( ) 热值：一般 说来，理论燃烧温度随燃气低热值 的增 H l 3 3 3 /m /kg 。它是燃气 燃烧所需的空气量，单位为 或 m m 大而增大 . 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 v 0 之比称为过剩空气系数。 过剩空气系数：燃烧区的过剩空气系数太小时，由于 燃烧不完全，不完全燃烧热损失增大，使理论燃 烧温度降低。若过剩空气系数太大，则增加了燃烧产 物的数量，使燃烧温度也降低 燃气和空气的初始温度：预热空气或燃气可加大空气
燃气燃烧与应用课程设计
1设计概述 该课程设计是某品牌燃气灶具的设计与计算，本人设计的为天然气12T3。 2设计依据 2.1原始数据 （1）天然气的额定工作压力为2000Pa （2）一次空气系数α’=0.6 （3）燃气温度为15℃ （4）设计热负荷4Kw （5）天然气12T3的相关参数 表2-1
2.2燃气基本参数的计算 2.2.1热值的计算 根据混合法则按下式进行计算： H = H 1 r 1 + H 2 r 2 + ? ? ? ? ? ? + H n r n （2-1） 式中 H ——燃气（混合气体）的低热值（ kJ / Nm 3 ）； H 1 , H 2 ,? ? ?H n ——燃气中各可燃组分的低热值（ kJ / Nm 3 ），查表可得； r 1 , r 2 ,? ? ?r n ——燃气中各可燃组分的容积分数，（原始数据）； 2.2.2燃气密度计算 根据混合法则按下式进行计算： ρ g = ρ1r 1 + ρ 2r 2 + ? ? ? ? ? ? + ρ n r n （2-2） 式中 ρg ——燃气（混合气体）的密度 (kg / Nm 3 ) ； ρ1 , ρ2 , ρ3 ——燃气中各组分的密度 (kg / Nm 3 ) ，查表可得； r 1 , r 2 ,? ? ?r n ——燃气中各可燃组分的容积分数，（原始数据）； 2.2.3燃气相对密度计算 2909 .1g s ρ= （2-3） 式中 s ——燃气的相对密度，无纲量； ρg ——燃气（混合气体）的密度 (kg / Nm 3 ) 。
2.2.4理论空气需要量的计算 当燃气组分已知，可按下式计算燃气燃烧所需理论空气量： 21 1 0= V [0.5 H 2 + 0.5CO + ∑ ( m + 4/n)C m H n + 1.5H 2 S ? O 2 ] （2-4） 式中 V 0 ——理论空气需要量 ( Nm 3干空气 / Nm 3 干燃气) ； H 2 , CO, C m H n , H 2 S ——燃气中各种可燃组分的容积分数； O 2 ——燃气中氧的容积成分； 2.3头部计算 2.3.1计算火孔总面积 p p q Q F = （2-5） 式中 F p ——火孔总面积 (mm 2 ) ； Q ——设计热负荷 (Kw) ； q p ——额定火孔强度 Kw / mm 2 。 2.3.2计算火孔数目 2 π4p p d F n = （2-6） 式中 n ——火孔数目（个） F p ——火孔总面积 (mm 2 ) ； d p ——单个火孔的直径；
煤气热值计算
燃气热值 燃烧一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。其常用单位有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 目录 1、燃气热值 ?简介 ?常用单位 ?分类 2、热值小知识 ?卡路里和焦耳的换算 ?热值比较 ?热值公式 3、煤气热值计算 1、燃气热值 简介 燃烧一定体积或质量的燃气完全燃烧所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。 完全燃烧是指燃烧产物为二氧化碳和水等不能再进行燃烧的稳定物质。 常用单位 其常用单位:有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 分类
燃气热值分为高位热值和低位热值： 1）高位热值是指规定量的气体完全燃烧，所生成的水蒸汽完全冷凝成水而释放出的热量。 2）低位热值是指规定量的气体完全燃烧，燃烧产物的温度与天燃气初始温度相同，所生成的水蒸汽保持气相，而释放出的热量。 燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气，这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时，不但要放出温差间的热量，而且要放出水蒸气的冷凝热，所以，高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时，水蒸气并没有冷凝，冷凝热得不到利用，这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。 日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值，我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值。 燃气热值理论上可以用于所有的可燃气体，但实际上更多地用于人工煤气、天然气和管道液化石油气领域，是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展，燃气热值指标也正在成为重要的民生指标。 2、热值小知识 卡路里和焦耳的换算 1卡（cal）=4.1868焦耳（J） 1大卡=4186.75焦耳（J） 1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。 1度=1千瓦时。根据W=Pt=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3600000焦耳。 热值比较 1公斤液化气燃烧热值为:10800-11000大卡 1立方米天然气热值:8000-9000大卡 1度电的热值是:860大卡 1立方米的煤气热值:7110-7350大卡