燃烧原理与设备2Word

　　燃料及燃烧燃料概论 燃烧反应计算 燃烧基本原理

　　第一篇

　　第二篇

　　第三篇

　　第四篇

　　燃烧技术

　　中南大学能源科学与工程学院

　　燃料及燃烧

　　第二篇

　　燃烧反应计算

　　中南大学能源科学与工程学院

　　燃料及燃烧燃烧反应计算定义：按照燃料中的可燃物分子与氧化剂分子进行化学反应的反应 式，根据物质平衡和热量平衡原理，确定燃烧反应的各参数。 属于燃烧静力学计算，不涉及气流混合或扩散速度等动力学问题， 仅就化学反应的平衡状态进行计算。单位数量燃料燃 烧所需氧化剂量燃烧产物 燃烧产物成分 燃烧温度 燃烧完全程度

　　计 算 参 数

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　　燃料及燃烧燃料成分 燃烧反应 计算条件 收到基成分或湿成分

　　空气组成

　　干空气： M O223.2%, N276.8%; V O221%, N279% 湿空气：饱和水蒸汽含量标态： 1kmol气体V标22.4m3 ρ =分子量/22.4(kgm-3)

　　气体体积

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　　燃料及燃烧

　　燃料氧 化剂燃烧反应 计算条件

　　燃料和氧化剂均匀混合，达到分子 接触，但允许燃料或氧化剂过剩 燃料中的氧作为助燃氧 反应前后T、P相等，且为 封闭系统，无能量损失

　　反应条件

　　计算基准

　　针对1kg或1m3燃料(Nm3)

　　定义:燃烧产物 完全燃烧； 不完全燃烧

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　　燃料及燃烧第四章 空气需要量和燃 烧产物生成量

　　4.1 空气需要量的计算 4.2 燃烧产物的生成量、 成分和密度使用性能4.3 不完全燃烧的燃烧产物 5.1 燃料理论发热温度的计算

　　第二篇

　　第五章 燃烧温度

　　5.2 理论燃烧温度的计算

　　5.3 影响理论燃烧温度的因素6.1 燃烧产物气体成分的测评和验证 6.2 空气消耗系数的检测计算 6.3 不完全燃烧热损失的检测计算

　　第六章 空气消耗系数及 不完全燃烧热损 失的检测计算

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　　燃料及燃烧第四章 空气需要量和燃烧产物生成量

　　燃料燃烧所需空气 (或氧气)量

　　燃烧产物(或废气) 的生成量、成分和 密度

　　燃烧装置和鼓风系统设计 排烟系统设计

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　　燃料及燃烧4.1 空气需要量的计算一、固体燃料和液体燃料的理论空气需要量

　　Car Har Oar Nar Sar Aar M ar 100

　　C O CO H 0.5 O H O S O SO2 2 2 2 2 2 2

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　　燃料及燃烧

　　C O CO2

　　2

　　1 1

　　1

　　1

　　(kmol ) (kg)2 2

　　8/3 11/3

　　C O CO1 1 1 1 8/3 11/3

　　(kmol ) (kg)2 2

　　S O SO1 1

　　1 1

　　1 2

　　(kmol) (kg)中南大学能源科学与工程学院

　　燃料及燃烧 燃料完全燃烧时所需要的氧气质量

　　GL

　　0,O2

　　= ( 8/3Car+8 Har+Sar - Oar) /100 (Kg/Kg)= ( 8/3Car+8 Har+Sar -

　　Oar) /10022.4/323

　　氧气体积为:0, O2

　　= 0.7( 8/3Car+8 Har+Sar - Oar) /100(m /kg)按照化学反应式的配平系数计算，不考虑其它因素的影响, 得到的1kg燃料完全燃烧需要的氧气量，即理论氧气需要量， 记作G0,O2或L0,O2 ; 如果在空气中燃烧，需除以空气中氧气的含量，得到1kg燃 料完全燃烧需要的空气量，即理论空气需要量，记作G0或 L0 。 中南大学能源科学与工程学院

　　燃料及燃烧 二、气体燃料的理论空气需要量CO H 2 % CH 4 % Cn H m % H 2S% CO2 % O2 % N 2 % H 2O% 100%1 CO O2 CO2 2 1 H 2 O2 H 2O 2 3 H 2 S O2 H 2O SO2 2 m m Cn H m n O2 nCO2 H 2O 4 2 m3 / m3

　　1 1 1 m 3 L0,O2 CO H 2 n Cn H m H 2 S O2 2 4 2 2 100

　　1 1 1 m 3 1 L0 CO H 2 n Cn H m H 2 S O2 2 4 2 2 100 0.21

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　　燃料及燃烧 三、实际空气需要量 实际燃烧过程中，为了保证完全燃烧，一般供给

　　多一些的空气，有时为了得到还原性气氛，便供给 少一些的空气，因此要确定实际空气消耗量(Ln):

　　Ln = n L0 (n为空气消耗系数，当n大于1时称为空气过剩系数。) 空气中的水分一般不计入，当空气中含较多水分，

　　或要求精确计算时，才把空气中的水分估计在内， 并以饱和水蒸汽含量计算。

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　　燃料及燃烧 工程中的经验公式燃料每释放1kcal的热量，大概需要消耗1m3的空气 煤 ： 液燃：

　　煤气：

　　L L L

　　= 1.01 Qar,net /4187+ 0.5

　　(m /g) (m ?g) (m / m )3 3 3

　　3

　　= 0.85Qar,net /4187+ 2.0 00

　　= 0.875Qar,net /4187

　　(Qar,net 12561kJ/g)

　　L0 = 1.09Qar,net /4187- 0.25(Qar,net 12561kJ?g )

　　(m / m )

　　3

　　3

　　+0.02 (m / m ) 天然气：L0 = 1.105Qar,net /41873 3

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　　燃料及燃烧 4.2 燃烧产物的生成量、成分和 密度(完全燃烧) 燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平

　　衡进行计算的。当n=1时，单位质量(或体积)燃料完全燃烧后生成的燃烧产物量称理论燃烧产物生成 量V0;当n1时，实际燃烧产物中还含有O2,燃烧产 物量称实际燃烧产物生成量Vn:

　　Vn-V0= Ln-L0 或 Vn = V0 +(n-1)L0

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　　燃料及燃烧 固体燃料完全燃烧产物量计算燃烧产物：CO2、SO2、H2O、N2、O2

　　V V V V V

　　CO2

　　= C%/1222.4 = S%/32 22.4

　　(m /kg) (m /kg) (m /g)3 3

　　3

　　SO2 H2O

　　= (H%/2 M%/18)22.4 0.00124gLn3

　　N2 O2

　　= N%/2822.4 79%Ln = 21%(Ln- L0)

　　(m /kg) (m /kg)3

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