燃料及燃烧计算
燃料燃烧计算
一、气体燃料
●煤气 低位热
①
Qnet,v=CO%×12.697+H2%×10.797+CH4%×35.832+CmHn%×59.846(MJ/Nm3)
② Qnet,v=CO%×12.697+H2%×10.797+CH4%×35.832+C2H4%×59+C2H6%×63.7+C
23.2 (MJ/Nm3) ●理论 V0o2=(0. ●氧理气论 5VCa0O=+00.0.52
-1)× 当α<1时 V=V0-(1-
α)×VaO）
C3H6 C3H8 C4H10 C5H12 H2S
2.0 1.0 0.7
理论烟气量（BM/BM） 烟气：空气
BM/BM 41.719
4.062
天然气 比煤气
O2
0.1 0.3 0.0
CO2
4.0
6.0
0.0
N2
48.0 50.0 0.0
V% 100.00
●空实气际 3V8a=α×
空气 Vα—a0空气
过剩系
气体燃料
1.05 --- 1.15
液体燃料
1.15 --- 1.25
块状固体 燃料
1.3 --- 1.70
煤粉燃料
1.1 --- 1.30
二、固体、液体 燃料
●理论 V0=(CO2 烟气 +CO+H2 V0o2×
●实际 烟气
当α>1时 V=V0+(α
燃料
CO
天然气组成
范围 平均值
0.300
参数名称
QDW热值
单位 数值
kJ/BM kcal/BM 38806 9275
燃料及燃料燃烧计算
燃料及燃烧2 燃烧计算及燃烧理论
Va0 VO0 2
100 8.9Car 26.7 H ar 3.3( Sar Oar )(Nm3 / kg) 21
洛阳理工学院
材料工程基础
②气体燃料
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
可燃组成有CO2、 CO、H2、CH4、CmHn、H2S、H2O、N2、O2(体积百 分含量）
0 百分含量，VO 和 VO0分别为生成RO2和H2O的需氧量（ /m3） 2 2
0 0 (VO2 RO2 VO2 H 2 O ) O2
V
0 O2
RO2 V H 2 O
0 O2
令k
0 0 VO2 RO2 VO2 H 2O
RO2
K：单位燃料燃烧时的理论需氧量 与该烟气中RO2百分含量的比值。 组成变动不大的同种燃料的k值近 似为常数。列于表。
洛阳理工学院
材料工程基础
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
第三节
燃烧计算
洛阳理工学院
材料工程基础
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
在设计窑炉时（设计计算） 1、已知燃料的组成及燃烧条件， 2、需计算单位质量（或体积）燃料燃烧所需的空气量、烟气 生成量、烟气组成及燃烧温度 3、以确定空气管道、烟道、烟囱及燃烧室的尺寸，选择风机 型号。
CO2=
VCO2 0 V
0
×100（%）
洛阳理工学院
材料工程基础
② 气体燃料
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
可燃组成有CO2、CO、H2、CH4、CmHn、H2S、H2O、N2、O2(体积百 分含量）
CO + 1/2O2 → CO2 CO2 H2 + 1/2O2 → H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O CmHn +(m+n/4)O2→ m CO2 + n/2 H2O 1Nm3 H2生成 1 Nm3 HO2 …… ...... 1Nm3 CO 生成 1 Nm3
燃料完全燃烧放出热量的计算公式
燃料完全燃烧放出热量的计算公式燃料完全燃烧时会放出热量，这是由于化学反应中的能量转化而产生的。
燃料的完全燃烧是指在充足的氧气存在下，燃料与氧气发生化学反应，生成二氧化碳和水，同时释放出大量的热量。
燃料的完全燃烧是一种放热反应，其热量的计算可以通过以下公式进行：燃料完全燃烧释放的热量 = （燃料质量）×（燃料的燃烧热）其中，燃料质量是指燃烧过程中所使用的燃料的质量，单位通常为克或千克；燃料的燃烧热是指单位质量燃料在完全燃烧时所释放出的热量，单位通常为焦耳/克或焦耳/千克。
燃料的燃烧热是一个物质的性质，不同的燃料具有不同的燃烧热。
常见的燃料如煤、石油、天然气等都具有指定的燃烧热。
例如，煤炭的燃烧热通常为25-35兆焦耳/千克，石油的燃烧热为40-45兆焦耳/千克，天然气的燃烧热为35-45兆焦耳/千克。
在应用这个公式计算燃料完全燃烧释放的热量时，需要确定燃料质量和燃料的燃烧热。
首先，需要准确测量燃料的质量，可以使用天平等工具进行测量。
其次，需要查找相应燃料的燃烧热数值，可以通过参考相关文献、手册或者燃料供应商提供的信息来获取。
以煤炭为例，假设燃料质量为1千克，煤炭的燃烧热为30兆焦耳/千克，那么根据上述公式，燃料完全燃烧释放的热量为（1千克）×（30兆焦耳/千克）= 30兆焦耳。
对于不同的燃料，可以通过相应的燃烧热数值和燃料质量来计算燃料完全燃烧释放的热量。
这个计算结果对于工业生产、能源利用等方面具有重要的意义。
准确计算燃料的燃烧热量有助于合理安排燃料的使用和节约能源。
燃料的完全燃烧是一种高效的能量转化过程，通过将化学能转化为热能，可以应用于各个领域，如发电、供暖、烹饪等。
然而，在实际燃烧过程中，由于各种因素的影响，如不完全燃烧、热损失等，燃料的实际燃烧效率通常低于理论值。
因此，在实际应用中，需要进一步考虑这些因素，并进行相应的修正。
燃料完全燃烧放出热量的计算公式为（燃料质量）×（燃料的燃烧热），这个公式可以用于计算燃料完全燃烧释放的热量。
燃料燃烧计算
第三章 燃料及燃烧过程3-2 燃料燃烧计算一、燃料燃烧计算的内容及目的（一）计算内容：①空气需要量 ②烟气生成量 ③烟气成分 ④燃烧温度 （二）目的：通过对以上内容的计算，以便正确地进行窑炉的设计和对运行中的窑炉进行正确的调节。
二、燃烧计算的基本概念 （一）完全燃烧与不完全燃烧。
1、完全燃烧：燃料中可燃成分与完全化合，生成不可再燃烧的产物。
2、不完全燃烧：化学不完全燃烧：产物存在气态可燃物。
物理不完全燃烧：产物中存在固态可燃物。
（二）过剩空气系数 1、过剩空气系数的概念а=V a /V 0a2、影响过剩空气系数的因素：1）燃料种类：气、液、固体燃料，а值不同； 2）燃料加工状态：煤的细度、燃油的雾化粘度。
3）燃烧设备的构造及操作方法。
3、火焰的气氛：①氧化焰：а>1，燃烧产物中有过剩氧气。
②中性焰：а=1③还原焰：а<1，燃烧产物中含还原性气体（CO 、H 2）三、空气需要量、烟气生成量及烟气成分、密度的计算（一）固体、液体燃料：基准：计算时，一般以1kg 或100kg 燃料为基准，求其燃烧时空气需要量、烟气生成量。
方法：按燃烧反映方程式，算得氧气需要量及燃烧产量，然后相加，即可得空气需要量与烟气生成量。
1、理论空气量计算： 1）理论需氧量： V 0O2=12ar C +4ar H +32ar S －32ar O(Nm 3/kgr)2）理论空气量：V 0a =1004.22（12ar C +4ar H +32ar S －32ar O ）21100=0.089C ar +0.267H ar +0.033(S ar -O ar ) (Nm 3/kgr)2、实际空气量计算： V a =а×V o a3、理论烟气生成量的计算：V 0L =V CO2+V H2O +V SO2+V N2=1004.22 (12ar C +2ar H +18ar M +32ar S +28arN )×V o a +0.79V o a =0.01865C ar +0.112H ar +0.01243M ar +0.0068S ar +0.008N ar +0.79V o a4、实际烟气生成量的计算： 1）а>1时，V L = V 0L +(а-1)×V o a2）а<1时，在工程上进上近似认为其燃烧产物中只含有CO 一种可燃气体。
第二章 燃料及燃料燃烧计算
(二）各类煤质的燃烧特性
烟煤 含碳量较无烟煤低 40％～70％； 挥发分含量较多 20％～40％，易点燃，燃烧快，火焰长； 氢含量较高 发热量较高。 褐煤
碳化程度低，含碳量低 约为40～50%，
水分及灰分很高 发热量低； 挥发分含量高 约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度 低，着火及燃烧均较容易。
热量。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。 存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
燃料的成分及其主要特性 燃料燃烧计算 烟气分析方法 空气和烟气焓的计算
1
§2.1 燃料的成分及其主要特性
燃料:
核燃料 有机燃料 固体燃料（煤、木料、油页岩等）
有机燃料 :
液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含
Q Q 226 H d , n, et p d , gr d
干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算： 干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算： Q Q 226 H daf , net , p daf , gr daf
18
（一）煤的发热量
高位发热量(Qgr) 各基准间的换算采用表2-1换算系数
为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以VAMST及Q法 分类
28
(二）各类煤质的燃烧特性
完全燃烧放出热量的计算公式单位
Q=mq或Q=Vq。
燃料质量为m，燃料的燃烧值为q，体积为V。
则燃料完全燃烧释放出的热量：Q=mq、Q=Vq。
燃料中所含有的全部可燃物质（碳、氢、硫等）在与氧化合后，只生成二氧化碳、水蒸气和二氧化硫的燃烧。
由于完全燃烧时可全部释放燃料的发热量，使燃料得到充分的利用，故在燃烧设备中，应尽可能作到完全燃烧。
扩展资料：
保证完全燃烧的燃烧器由于把燃烧头与电机按轴平行布置，并对内部构造进行了精心的设计，同时把电机放在进风口的凹陷处，因而这种燃烧器的尺寸比相同出力的普通燃烧器小近30%，并能更有效地使电机冷却。
燃烧头可以拆卸，因而更换喷嘴时不需要将燃烧器从锅炉上拆下来。
所有导线的连接都是插头型的，并且由于相配合的插头都具有特殊的形状，因而可以避免错接的危险。
第2章 燃料及燃烧计算=长沙理工大学锅炉原理
煤的可磨性系数与磨损指数
煤的可磨性系数：
国际标准：哈德格罗夫法（Hardgrove法），测定哈氏可磨性指数HGI
煤的磨损性指数 表示磨损的轻重程度；旋转磨损试验仪；冲刷式磨损试验仪：Ke＝E/At
Page 14
Principles of Boiler
2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的分类
我国动力煤的分类（分类依据: Vadf）
氧)可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得
V 0 1 (1.866 C a r 5.56 H a r 0.7 S a r - 0.7 O a r ) 0.21 100 100 100 100
0.0889(Car 0.375Sar ) 0.265H ar 0.333Oar
0 O Vy0 VRO2 VN2 VH 2O
(Car 0.375Sar ) N 0.8 ar 0.79V 0 100 100 H ar M ar 11.1 1.24 0.0161V 0 , Nm3 / kg 100 100 1.866
Page 15 Principles of Boiler 2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的类型
无烟煤
碳化程度高，含碳量很高，达95%，杂质很少，发热量很高,约 为25000～32500 kJ/kg；
挥发份很少，小于10%，Vdaf析出的温度较高（可达400℃），着 火和燃尽均较困难,储存时不易自燃 褐煤 碳化程度低，含碳量低，约为40～50%，水分及灰分很高，发热 量低, 约10000～21000 kJ/kg； 挥发分含量高，约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度低 （＜200℃），着火及燃烧均较容易
第6章 燃料的燃烧计算
6.2.1 理论烟气量和实际烟气量
标准状态下，l kg固体及液体燃料在理论空气 量下完全燃烧时所产生的燃烧产物的体积称为固 体及液体燃料的理论烟气量，用下式表示：
V VCO2 VSO2 V V
0 y 0 N2
0 H2O
Vy0 —标准状态下理论烟气量，m3／kg；
VCO2 —标准状态下 CO2 的体积，m3/kg；
2C+ O2 2CO 9270 kJ／kg（碳）
说明：
燃烧计算即燃烧反应计算，是建立在燃烧化学反应 的基础上的。在进行燃烧计算时，将空气和烟气均 看 作 为 理 想 气 体 ， 即 每 kmol 气 体 在 标 准 状 态 ( t =273.15K, P =0.1013MPa)下其体积为 22.4m3，燃 料以 1kg 固体及液体燃料或标准状态下 1m3 干气体 燃料为单位。按照国家质量技术监督局规定，“标准 状态”不标在单位上，而是写在文字中。
VSO2 —标准状态下 SO2 的体积，m3／kg；
0 3 — 标准状态下理论 体积， m ／kg； N VN 2 2
V
3 0 H2O —标准状态下理论水蒸气体积，m ／kg。
13
22.4 1.866 m3 的 标准状态下，1 kg 的碳完全燃烧后产生 12 22 .4 0.7 m3 的 SO2 。 标准状态下， 1 kg 硫完全燃烧后产生 CO2 。 32
第6章 燃料的燃烧计算
6.1 燃烧所需空气量 燃烧是一种化学反应。
C+ O2 CO2 + 32860 kJ／kg（碳）
2H2 + O2 2H2O+120370
S+ O2 SO2 9050
kJ／kg（氢）
燃料与燃烧计算题
燃料与燃烧计算题例1 某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气,煤气温度为 28 ℃，由化验室分析的煤气成分为求两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按 3：7 混合时，混合煤气的成分和发热量。
解：(1) 查附表5的1米3干煤气吸收的水分重量 g=31。
1 把干煤气换算成湿成分：CO 湿2 =1.31124.010010031⨯+⨯% =99.103310%=2。
98％同理，其余如下表：（2) 计算发热量和成分焦炉煤气：Q低=30.2⨯8.66+25.8⨯55。
75+85.5⨯24。
45+141⨯2.79=4184 (kcal/m3）高炉煤气：Q低=30.2⨯25.22+25。
8⨯2.89+85。
5⨯0.59=886 （kcal/m3）按焦比为3：7混合时，混合煤气量为,CO2湿=（0.3⨯2。
99+0。
7⨯13。
38）%=10。
26％C2H4湿=0。
3⨯2。
79=0.84％O2湿=（0。
3⨯0.39+0。
7⨯0.29）%=0.32%H2湿=(0。
3⨯55.75+0.7⨯2.89）%=18。
75CH4湿=(0.3⨯24.45+0。
7⨯0.587)％=7。
74％CO湿=（0.3⨯8.66+0.7⨯25.22)%=20.25N2湿=（0。
3⨯3。
66+0。
7⨯540）%=38.12％H2O=3。
72％混合煤气的发热量为:Q低=0.3⨯4148+0.7⨯886=1875 （kcal/m3）例2 某厂采用焦炉煤气和高炉煤气的混合煤气,煤气成分同（例1)。
该炉子的热负荷为60⨯106kcal/h 试计算(1) 每小时供应给炉子多少立方米煤气？(2）为保证完全燃烧，若要求空气消耗系数n=1。
05，每小时应供应多少立方米空气?(3）废气量为多少?解：由前述例题，已知该煤气的成分和发热量，则：（1）每小时应供给炉子的煤气量为B=187510606⨯=3200 (m 3/h)(2) 该煤气燃烧的理论空气需要量，按式（4-8）为：L o =（25.20+275.18+2⨯7.74+3⨯0.84-0.30)10076.4=1。
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 .℃)
第二章-燃料及燃料燃烧计算
灰分（Ash）： 煤中不可燃矿物杂质，成分十分复杂，大多数煤的灰分 含量7%~40%。
1）A 可燃物减少，Qdw ，着火困难，灰渣量增加，运行 操作繁重；
2）A 且ST ，炉内易结渣，使受热面传热恶化， D
3）A
，烟气流速wy
wy wy
对流受热面磨损严重 对流受热面积灰、堵灰，传热系数K
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 2.空气干燥基ad； 表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的质量 百分数总和， 是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。
Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%
3. 干燥基d； 表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质量百 分数总和 干基中各成分不受水分变化的影响
与燃烧容易。
VAMST分类标准
四、液体燃料和气体燃料
锅炉燃用的液体燃料主要是重油和渣油。
重油——是石油提炼汽油、煤油和柴油后的剩余物， 渣油——是进一步提炼后的剩余物。 重油
重油的成分与煤一样，也是由碳、氢、氧、氮、硫和灰 分、水分组成。它的主要元素成分是碳和氢，其含量甚 高(Car=81~87%，Har=11~14%)，而灰分、水分的含量很
空气中只有O2和N2成分，其容积比为： 气体容积计算的单位均为Nm3/kg。
Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% 4. 干燥无灰基daf； 表示在不含水分和灰分的条件下，干燥无灰燃料各组成 成分的质量百分数总和， 干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受水分 和灰分变化的影响， 煤炭交易。
燃料燃烧热量计算公式(二)
燃料燃烧热量计算公式(二)燃料燃烧热量计算公式燃料燃烧热量计算公式是用于计算燃料在完全燃烧时释放出的热量。
下面将列举一些相关的计算公式，并给出解释和示例。
1. 燃料燃烧热量的定义燃料燃烧热量，也称为燃料的热值，是指单位质量或单位体积的燃料在完全燃烧时所释放的热量。
其单位一般用千焦耳（kJ）或千卡（kcal）表示。
2. 公式1: 燃料燃烧热量的计算公式燃料燃烧热量的计算公式一般可以表示为：Q = m * HHV其中，Q是燃料燃烧热量（单位: kJ或kcal），m是燃料的质量（单位: kg或g），HHV是燃料的高位热值（单位: kJ/kg或kcal/g）。
公式中的质量可以是燃料的整体质量，也可以是单位体积的质量。
示例：假设有1千克的甲烷，它的高位热值为 MJ/kg，那么它的燃烧热量可以通过公式计算得到：Q = 1 kg * MJ/kg = MJ = 55,500 kJ所以甲烷的燃烧热量为55,500 kJ或 MJ。
3. 公式2: 燃料燃烧热量的计算公式（以体积为质量时）有时候，我们会以燃料的单位体积的质量来计算燃烧热量。
Q = V * HCV其中，Q是燃料燃烧热量（单位: kJ或kcal），V是燃料的体积（单位: m³或L），HCV是燃料的高位热值（单位: kJ/m³或kcal/L）。
示例：假设有100升的液化石油气（LPG），它的高位热值为24 MJ/m³，那么它的燃烧热量可以通过公式计算得到：Q = 100 L * 24 MJ/m³ = 2400 MJ = 2,400,000 kJ所以100升的液化石油气的燃烧热量为2,400,000 kJ或2400 MJ。
4. 公式3: 燃料燃烧热量的计算公式（以体积为质量时的液体燃料）对于液体燃料，如果以体积为质量时，则需要考虑燃料的密度。
Q = V * D * HCV其中，Q是燃料燃烧热量（单位: kJ或kcal），V是燃料的体积（单位: m³或L），D是燃料的密度（单位: kg/m³或g/mL），HCV是燃料的高位热值（单位: kJ/kg或kcal/g）。
燃料燃烧计算
燃料燃烧计算第三章燃料及燃烧过程3-2 燃料燃烧计算一、燃料燃烧计算的内容及目的（一）计算内容：①空气需要量②烟气生成量③烟气成分④燃烧温度（二）目的：通过对以上内容的计算，以便正确地进行窑炉的设计和对运行中的窑炉进行正确的调节。
二、燃烧计算的基本概念（一）完全燃烧与不完全燃烧。
1、完全燃烧：燃料中可燃成分与完全化合，生成不可再燃烧的产物。
2、不完全燃烧：化学不完全燃烧：产物存在气态可燃物。
物理不完全燃烧：产物中存在固态可燃物。
（二）过剩空气系数 1、过剩空气系数的概念а=V a /V 0a2、影响过剩空气系数的因素：1）燃料种类：气、液、固体燃料，а值不同；2）燃料加工状态：煤的细度、燃油的雾化粘度。
3）燃烧设备的构造及操作方法。
3、火焰的气氛：①氧化焰：а>1，燃烧产物中有过剩氧气。
②中性焰：а=1③还原焰：а<1，燃烧产物中含还原性气体（CO 、H 2）三、空气需要量、烟气生成量及烟气成分、密度的计算（一）固体、液体燃料：基准：计算时，一般以1kg 或100kg 燃料为基准，求其燃烧时空气需要量、烟气生成量。
方法：按燃烧反映方程式，算得氧气需要量及燃烧产量，然后相加，即可得空气需要量与烟气生成量。
1、理论空气量计算： 1）理论需氧量： V 0O2=12ar C +4ar H +32ar S －32ar O(Nm 3/kgr)2）理论空气量：V 0a =1004.22（12ar C +4ar H +32ar S －32ar O ）21100=0.089C ar +0.267H ar +0.033(S ar -O ar ) (Nm 3/kgr)2、实际空气量计算：V a =а×V o a3、理论烟气生成量的计算：V 0L =V CO2+V H2O +V SO2+V N2=1004.22 (12ar C +2ar H +18ar M +32ar S +28arN )×V o a +0.79V o a =0.01865C ar +0.112H ar +0.01243M ar +0.0068S ar +0.008N ar +0.79V o a4、实际烟气生成量的计算： 1）а>1时，V L = V 0L +(а-1)×V o a2）а<1时，在工程上进上近似认为其燃烧产物中只含有CO 一种可燃气体。
锅炉燃料及燃烧计算
（4）干燥无灰基daf（可燃基r ）：以除去全部水分和灰份 的煤作为分析基准。
换算关系详见表2-1
四、煤的发热量
煤的发热量是指1kg煤完全燃烧时所放出的热量， 单位kJ/kg。 煤的发热量分为高位发热量（Qgr）和低位 发热量（Qnet）。1kg煤完全燃烧时放出的全部热量称为 高位发热量，它包含煤燃烧时产生的水蒸气的汽化潜 热，即认为烟气中的水蒸气凝结成水放出它的汽化潜 热。但是，锅炉实际运行时，烟气还具有相当高的温 度，烟气中的水蒸气不可能凝结成水而放出汽化潜热， 故锅炉实际能利用的热量不包括水蒸气的汽化潜热。 从高位发热量中扣除烟气中水蒸气汽化潜热后，称为 煤的低位发热量，实际工程中常利用收到基低位发热 量，用符号Q ar,net表示。
燃料的燃烧计算包括燃烧所需提供的空气量、 燃烧生成的烟气量和空气及烟气的焓的计算，是锅 炉热力计算的一部分，燃烧计算的结果为锅炉的热 平衡计算、传热计算和通风设备选择提供可靠的依 据。
基本要求
1、应掌握煤中成分对锅炉工作的影响（重点）； 2、应掌握燃料成分的几种表示方法及换算； 3、了解液体燃料、气体燃料的特性； 4、熟练掌握燃料的燃烧计算方法（难点）； 5、重要的基本概念：低位发热量、标准煤、过量空气 系数、灰的特征温度。
§3-1 锅炉用燃料
锅炉设备（包括电站锅炉和工业锅炉）燃烧所用的燃料按 物理状态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三大类。具 体表示如下：
煤——无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤 固体燃料——油页岩
木材
液体燃料——石油及其制品——轻油、柴油、重油 气体燃料——天然气、液化石油气
煤气——城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气
二、煤中某些成分对锅炉工作的影响
3、灰分 灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。由于灰分的 存在，使固体燃料的发热量降低，燃料着火、燃烧 困难，增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外， 灰分中的一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受 热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔 点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正 常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5 －40％。通常将灰分含量超过40%的煤称为劣质煤。
第二章 燃料及燃烧计算
是燃料的主
建筑环境与设备专业
一、
挥发分析
残留IT(IT(变形温度变形温度变形温度) ST ) ST ) ST（（软化温度软化温度）
）HT HT （（半球温度半球温度））FT FT（（流动温度流动温度））
kJ/kg。
干燥无灰基
分等物质组成的复杂混合物分等物质组成的复杂混合物，
建筑环境与设备专业南京理工大学
第二章燃料与燃烧计算
时的纯水密度之比值为20τ
当油气
第二章燃料与燃烧计算
不完全燃烧方程式
燃料特性系数
建筑环境与设备专业南京理工大学
第二章燃料与燃烧计算
完全燃烧
建筑环境与设备专业
理论烟气量以
上次课回顾
上次课回顾。
燃料燃烧计算
1气体燃烧计算：焦炉煤气的成分其中CO,H 2......是100m 3气体燃烧中CO,H 2.....含量。
H 2S的含量为20~50mg/m 3选用的a值1.1废气成分及废弃密度计算烧1标准立方米的煤气时，0.29m3/Nm3所需标准的立方的氧气的总体积为:所需的理论空1.390m3/Nm3气量为L0：1.25加上过剩的空气量，1.530m3/Nm3所需的空气量为L a：对于1标准立方煤气完全燃烧2.150m3/m3生成的理论烟气量为V o：标准立方煤气完全燃烧生成的实际烟气量为V a ： 2.290m 3/m 3燃烧产物组成计算：烟气的标态密度计算： 1.361kg/Nm 3焦炉煤气的标态密度计算：1.124kg/Nm 32.固体、（液体）燃烧计算：煤、或液体的应用基组成1.3选用的a值(1)当燃烧1kg的燃料时，所需145.7Nm3标准的立方的氧气的总体积为:(2)1千克燃料完全燃烧时所6.94Nm3/kg 需的理论空气量为L0：加上过剩的空气量，9.02Nm3/kg 所需的空气量为L a：标准立方煤气完全燃烧7.29Nm3/kg 生成的理论烟气量为V o：对于1标准立方煤气完全燃烧9.38Nm3/kg 生成的实际烟气量为V a：燃烧产物组成计算：(％)烟气的标态密1.33kg/Nm3度计算：公式见硅酸盐工业热工过程及设备（治金工业出版社）。
燃料完全燃烧放出热量的计算公式
燃料完全燃烧放出热量的计算公式燃料燃烧是指燃料与氧气发生化学反应，产生燃烧产物，同时释放出热能的过程。
这个过程可以用化学方程式来表示。
以最简单的燃料——甲烷(CH4)为例，其燃烧方程式如下：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O根据这个方程式，我们可以看到甲烷燃烧的产物是二氧化碳和水，同时会释放出热能。
那么，如何计算这个热能的释放量呢？燃料完全燃烧释放的热量可以通过燃烧热来计算。
燃烧热是指单位质量燃料完全燃烧时所释放的热量。
以甲烷为例，其燃烧热为55.5MJ/kg。
这意味着每燃烧1千克甲烷会释放出55.5兆焦的热能。
在实际应用中，如果要计算不同质量的燃料燃烧释放的热量，可以使用以下公式：Q = m × Hc其中，Q表示燃料燃烧释放的热量，单位为焦耳(J)或千焦(kJ)；m 表示燃料的质量，单位为千克(kg)；Hc表示燃烧热，单位为焦耳/千克(J/kg)。
这个公式的原理很简单，就是将燃料的质量乘以燃烧热，就能得到燃料燃烧释放的热量。
除了燃烧热，燃料的热值也是一个重要的指标。
热值是指单位质量燃料所释放的能量，单位通常为焦耳/千克或千焦/克。
热值可以通过燃烧热来计算，也可以通过实验测定获得。
不同的燃料燃烧产生的热量是不同的。
例如，甲烷的燃烧热为55.5MJ/kg，石油的燃烧热为41.9MJ/kg，柴油的燃烧热为45.2MJ/kg等。
这些数值反映了不同燃料的能量密度，也就是单位质量燃料所含的能量。
燃料燃烧释放的热量对于人类的生产生活有着重要的作用。
我们通常使用燃料来发电、供暖、烹饪等。
在工业生产中，燃料的燃烧还可以用来驱动各种机械设备，产生动力。
因此，对于燃料燃烧释放的热量进行准确的计算和评估，对于能源的合理利用和环境保护至关重要。
除了燃料的燃烧热和热值，还有一些其他因素也会影响到燃料燃烧释放的热量。
例如，燃烧过程中的反应温度、反应速率等都会对热量的释放产生影响。
此外，燃料的成分和纯度也会影响燃烧产物和热量的生成。
- 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)。
需要在较高温度下（105-110℃，加热1.5-2小时） 才能从煤样中除去。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
8
2、挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到
900±10℃温度时，有机物质会分解成各种气体，
这些气体成分称挥发分。
第一篇 燃料与燃烧
本篇主要内容： 1. 锅炉燃煤的特性、燃料的基本燃烧计算； 2. 锅炉热平衡：要求学生建立热平衡的概念，
掌握锅炉热效率的计算方法； 3. 通过讲授锅炉制粉系统、烟风及燃烧系统，
使学生掌握各个系统的工作过程、工作特 点和设备及系统的工作原理。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
6
５、水分：主要不可燃成分，２～６０％。 全水分 Mt ①表面水分（外在水分）Mf—通过自然干燥可除去的水分。 ②固有水分（内在水分）Minh—原煤失去外在水分后剩余 的水分。 需要在较高温度下（105-110℃，加热1.5-2小时）才能从 煤样中除去。
2020/4/27
沈阳工程学院四、煤中成分对锅炉工作的影响
1、硫分 危害：１） Ｓ＋Ｏ２＝ＳＯ２→ＳＯ3+Ｈ２Ｏ生成
硫酸，造成低温腐蚀； 2） 污染大气； 3） 硫化铁导致磨煤机磨损。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
11
2、灰分
危害：１）可燃元素减少，发热量降低； ２）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽； ３）受热面积灰、结渣，影响传热； ４）烟气中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用寿命； ５）增加灰渣物理热损失； ６）污染环境； ７）增加除尘、除灰设备；增加开采、运输费用，制
1.燃料：燃烧时能发热的物质。 2.分类： • 物态：固体、液体、气体 • 获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等 3.选择燃料的原则： 不占用其它行业所必须的优质燃料； 尽可能采用当地燃料； 提高燃料使用的经济性； 尽可能减少污染； • 劣质煤：两种含义.
一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较低，（三高一低）在其 它方面没有多大经济价值的煤。 二是指发热量虽然很高,但是难于着火燃烧的煤。
1）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦 炭的燃烧。 2）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
14
五、煤的成分计算基准 1 .收到基 ar (as received basis)
以入炉煤（实际工作煤）为基准进行分析的各个成分质 量百分数。
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% 应用：锅炉热力计算。
１）组成：可燃气体(CmHn、H2、 CO H2S等)、 不可燃气体(CO2等)。
２）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦 炭的燃烧。
３）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
9
3、固定碳（FC）和灰分（A) 挥发分析出后剩下的物质称焦炭。
焦炭＝固定碳＋灰分 将煤样在空气中加热到815±10℃，灼烧2h 后的剩余物就是灰分。
６、灰分： 将煤样在空气中加热到800±25℃，灼烧2h后的剩余物就 是灰分。 煤中不可燃物质统称灰分。10～50%。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
7
三、工业分析成分
水分（M）、挥发分(V)、固定碳(FC)、灰分(A)
1、全水分 Mt
①表面水分（外在水分）Mf—通过自然干燥可除 去的水分。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
3
§1.2 煤的成分
一、元素分析和工业分析
• 煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。 • 两种分析方法：元素分析法、工业分析法。
（一）元素分析成分及表示符号
• 碳Ｃ、氢Ｈ、氧Ｏ、氮Ｎ、硫Ｓ、灰分Ａ、水分M
（二）煤的工业分析及表示符号
• 水分M、挥发分V、固定碳FC、灰分A
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
4
二、元素分析成分
１、碳：主要可燃元素，含量最高，5０～９ ０％。
C+02=CO2+32700
存在形式：Ｃ与氢、氮、硫等结合生成 挥发性物质；
单质状态，称固定碳（FC). 固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢，火 苗短。
2 .空气干燥基 ad(air dried basis) 除去外在水分后的各个成分质量百分数。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100%
应用：实验室内煤样分析使用。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
15
2020/4/27
粉系统电耗。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
12
3、水分
危害：１）发热量降低； ２）增加不完全燃烧损失； ３）烟气体积增大，排烟损失和引风电耗增
加； ４）影响磨煤，堵塞煤粉管道； ５）低温受热面堵灰、腐蚀。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
13
4、挥发分
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
5
２、氢：发热量最高，3～６％, H含量越高，越容易着火、燃 烧。 2H2+O2=2H2O+120000
3、氧、氮：含量很少 高温下生成氮氧化物(NOx)，污染大气。
4、硫：可燃、有害气体，1.５％需脱硫 S+O2=SO2+9040
有机硫（S0）—--与C、 H、 O等结合成复杂的化合物。 黄铁矿硫（FeS2)—煤种S元素80%以黄铁矿形式存在。 硫酸盐硫—CaSO4、MgSO4、FeSO4等，不能燃烧，归入灰分 中。
1
第一章 燃料及燃烧计算
燃料部分（1-5节）主要内容： • 锅炉用燃料有哪些？ • 煤的成分分析方法；煤的成分组成及各成
分特点； • 煤的分析基准及换算； • 煤的主要特性：发热量、标准煤、折算成
分、灰的熔融性； • 煤的分类。
2020/4/27
沈阳工程学院 王树群 动本091-2
2
§1.1 锅炉用燃料