燃气燃烧与应用总结归纳-2..

燃气燃烧与应用总结归纳-2..

第一章燃气的燃烧计算

燃烧：气体燃料中的可燃成分（H

2、 C

m

H

n

、CO 、 H

2

S 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v

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O

2

含量计算过剩空气系数

O

2

′---烟气样中的氧的容积成分

（2）根据烟气中CO

2

含量计算过剩空气系数

2

'

2

m

CO

a

CO

=

CO

2m

——当＝1时，干燃烧产物中CO

2

含量，%；

CO

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

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CO

2

HO

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

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

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

链反应：不是由反应物一步就获得生成物，而是通过一系列的基元反应来进行的，直到反应物消耗殆尽或有外力使其终止。

链反应的分类：（a）直链反应（b）支链反应

可燃气体的燃烧都属于支链反应

'

20.9

20.9

a

O

=

-