北京市能源管理师培训-第四章燃料与燃烧

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1、 燃 料 定 义 是 指 在 燃 烧 过 程 中 能 释 放 出 大 量 热 量 ， 该 热 量 又 能 经 济 、 有 效 地 应 用 于 生 产 和 生 活 中 的 物 质 。2、 燃 料 的 分 类l 按 物 态 分 类 ： 固 体 燃 料 （ 煤 炭 等 ）l 液 体 燃 料 （ 石 油 、 酒 精 等 ）l 气 体 燃 料 （ 天 然 气 、 氢 气 等 ） 3、 固 态 燃 料 煤 炭 的 化 学 组 成 （ p112） 固 体 燃 料 是 各 种 有 机 化 合 物 的 混 合 物 。 混 合 物 的 元 素 组 成 为 ： 碳 （ C） 、 氢 （ H ） 、 氧 （ O） 、

2、 氮 （ N） 、 硫 （ S） 、 灰 分 (A)和 水 分 （ M） 等 。4、 煤 的 种 类 （ p112) 泥 煤 、 褐 煤 、 烟 煤 、 无 烟 煤 四 类煤 的 炭 化 程 度 ： 低 高煤 的 挥 发 分 ： 高 低 5、 煤 的 特 性（ 1） 煤 的 热 解 挥 发 特 性 挥 发 分 是 煤 在 隔 绝 空 气 条 件 下 加 热 至 一 定 温 度 时 ， 煤 中 部 分 有 机 质 和 矿 物 质 热 分 解 析 出 的 气 态 产 物 ， 其 占 煤 样 的 质 量 百 分 比 称 为 挥 发 分 产 率 ， 简 称 挥 发 分 。 挥 发 分 的 主 要 成

3、分 为 ： H 2、 CO、 CO2、 CmH n （ 如 CH 4、 C2H 4） 等 。 挥 发 分 不 是 以 析 出 状 态 自 然 存 在 。 （ 2） 煤 的 焦 结 性 ： 焦 炭 的 粘 结 程 度 称 为 煤 的 焦 结 性 ， 是 指 煤 粒 在 隔 绝 空 气 条 件 下 加 热 后 形 成 一 定 大 小 和 强 度 焦 块 的 能 力 ， 是 煤 重 要 特 性 指 标 之 一 。 焦 炭 ： 指 煤 在 隔 绝 空 气 条 件 下 加 热 析 出 挥 发 分 、 水 分 后 所 剩 下 的 固 体 残 留 物 ； 焦 炭 由 灰 分 、 固 定 碳 两 部 分 组

4、成 。 （ 3） 煤 灰 的 熔 融 性 煤 灰 的 熔 融 性 是 表 征 煤 灰 在 高 温 下 粘 塑 性 变 化 的 性 质 ， 习 惯 称 为 煤 的 灰 熔 点 。 煤 的 灰 熔 点 是 用 三 个 特 征 温 度 表 示 ； 变 形 温 度 软 化 温 度 流 动 温 度 灰 分 ： 焦 炭 中 的 可 燃 物 （ 固 定 碳 ） 燃 烧 殆 尽 后 的 残 留 物 ； 灰 分 是 煤 中 的 矿 物 杂 质 ； 与 介 质 性 质 有 关 系 还 原 性 气 氛 中 比 氧 化 性 气 氛 中 低 200300 （ 4） 煤 的 结 渣 性 煤 的 结 渣 性 是 指 煤 中

5、 矿 物 质 的 结 块 性 能 。 它 是 判 断 煤 在 气 化 、 燃 烧 过 程 中 是 否 容 易 结 渣 的 一 个 重 要指 标 。 相 对 于 灰 熔 点 ， 用 结 渣 性 来 判 断 煤 是 否 容 易 结 渣 更 加适 宜 。 灰 熔 点 越 低 ， 结 渣 率 越 高 ； 灰 分 含 量 越 高 ， 结 渣 率 越 高 ； 无 机 硫 含 量 越 高 ， 结 渣 性 越 强 ； 还 原 性 气 氛 中 结 渣 率 高 。 6、 液 态 燃 料 的 组 成 液 态 燃 料 的 主 要 成 分 与 固 态 燃 料 相 似 ； 包 括 碳 （ C） 、 氢 （ H ） 、 氧

6、 （ O） 、 氮 （ N） 、 硫 （ S） 、 灰 分 (A)和 水 分 （ M） 等 。 作 为 燃 料 使 用 的 液 态 石 油 产 品 主 要 为 ： 汽 油 、 煤 油 、 柴 油 和 重 油 四 类 。 工 业 燃 烧 设 备 中 使 用 的 燃 油 主 要 是 重 油 。 7、 液 态 燃 料 的 主 要 性 能 和 参 数（ 1） 闪 点 和 燃 点 闪 点 ： 燃 油 由 常 温 加 热 到 适 当 温 度 后 ， 其 中 沸 点 较 低 的 成 分 先 蒸 发 ,燃 油 表 面 将 出 现 油 蒸 汽 ， 火 源 掠 过 油 面 时 ， 油 面 出 现 短 促 蓝 色

7、闪 光 ， 此 时 的 温 度 称 为 该 燃 油 的 闪 点 。 闪 点 分 为 开 口 闪 点 和 闭 口 闪 点 。 燃 点 ： 是 指 油 温 超 过 闪 点 ， 蒸 发 速 度 加 快 ， 闪 火 后 能 使 燃 油 燃 烧 维 持 在 5秒 以 上 的 最 低 温 度 。 燃 点 一 般 高 于 闪 点 10 30 左 右 。 （ 2） 凝 固 点 凝 固 点 是 燃 油 刚 刚 失 去 流 动 性 态 的 温 度 。 燃 油 的 凝 固 点 越 高 ， 其 低 温 流 动 性 就 越 差 。 凝 固 点 是 确 定 燃 油 输 送 的 一 项 重 要 技 术 指 标 。 （ 3）

8、 粘 度 （ 恩 氏 粘 度 ） 恩 氏 粘 度 采 用 恩 格 勒 粘 度 计 在 规 定 条 件 下 测 定 。 定 义 ： 把 200 ml待 测 燃 油 倒 入 恩 格 勒 粘 度 计 的 标 准 容 器 内 ， 加 热 到 指 定 温 度 ， 然 后 令 其 从 规 定 小 孔 中 流 出 ， 测 量 燃 油 全 部 流 出 所 需 要 的 时 间 ， 所 测 时 间 与 20 、 200 ml的 蒸 馏 水 从 相 同 容 器 中 流 出 的 时 间 之 比 ， 称 为 该 燃 油 的 恩 氏 粘 度 ， 用 符 号 oE表 示 ：200= ,20 200o oT oT C mLE

9、 EC mL时 油 的 流 出 时 间时 水 的 流 出 时 间 二 、 燃 料 组 成 的 表 示 方 法 1、 燃 料 组 成 有 三 种 ： 工 业 分 析 组 成 、 元 素 分 析 组 成 成 分 分 析 组 成 固 态 燃 料 和 液 态 燃 料 ： 工 业 分 析 组 成 和 元 素 分 析 组 成 表 示 ； 气 态 燃 料 ： 成 分 分 析 组 成 表 示 ； （ 1） 工 业 分 析 组 成 ： 燃 料 中 水 分 （ M） 、 挥 发 分 （ V） 、 灰 分 （ A） 和 固 定 碳 （ FC） 4种 组 分 的 质 量 百 分 比 。 M + A + V + FC

10、= 100 2、 元 素 分 析 组 成 和 工 业 分 析 组 成 固 、 液 体 燃 料 水 分 代 表 固 态 燃 料 水 分 的 总 量 ； 灰 分 代 表 无 机 矿 物 质 的 含 量 ； 这 两 项 为 非 可 燃 组 成 ； 挥 发 分 和 固 定 碳 为 燃 料 的 可 燃 组 分 ； 挥 发 分 代 表 煤 中 易 挥 发 可 燃 物 的 含 量 ； 固 定 碳 代 表 燃 料 中 不 挥 发 性 可 燃 物 的 含 量 。 （ 2） 元 素 分 析 组 成 ： 燃 料 中 主 要 化 学 元 素 组 分 碳 （ C） 、 氢 （ H ） 、 氮 （ N） 、 硫 （ S）

11、 和 氧 （ O） 以 及 灰 分 （ A） 和 水 分 （ M） 的 质 量 百 分 比 。 100C H O N S A M M是 燃 料 全 水 分 的 质 量 百 分 比 ， 包 括 内 在 水 分 和 外 在 水 分 ； 水 分 M及 灰 分 A与 工 业 分 析 相 同 ； 燃 料 中 的 灰 分 和 水 分 会 随 着 燃 料 的 开 采 、 运 输 和 储 存 过 程 而发 生 变 化 。 而 燃 料 成 分 表 示 的 是 各 成 分 的 相 对 百 分 含 量 ，为 此 必 须 规 定 燃 料 成 分 表 示 的 分 母 基 准 。根 据 燃 料 中 灰 分 和 水 分 的

12、 变 化 情 况 ， 分 为 4种 表 示 基 准 ： 收 到 基 （ 应 用 基 ） 空 气 干 燥 基 （ 分 析 基 ） 干 燥 基 干 燥 无 灰 基 （ 可 燃 基 ） 将 全 部 水 分 和 灰 分 都 包 括 在 内 的 燃 料 作 为 100%的 成 分 Mar是 燃 料 的 全 水 分 ； 由 于 燃 料 全 水 分 中 的 外 在 水 分 很 容 易 受 气 候 、 输 送 、 储存 等 外 在 因 素 影 响 ， 收 到 基 组 分 常 常 因 水 分 的 变 化 无 法 准确 反 映 燃 料 化 学 组 成 。ar ar ar ar ar ar ar 100C H O

13、N S A M （ 2） 空 气 干 燥 基 （ ad下 标 ）以 去 掉 外 部 水 分 的 燃 料 成 分 总 量 作 为 100%的 计 算 基 准 。即 在 实 验 室 内 进 行 燃 料 分 析 时 的 试 样 成 分 ， 又 称 分 析 基（ 3） 干 燥 基 （ d下 标 ） 以 去 掉 全 部 水 分 的 燃 料 作 为 100%的 计 算 基 准 ，ad ad ad ad ad ad ad+ + + + + + 100C H O N S A M d d d d d d 100C H O N S A 干 燥 无 灰 基 没 有 不 稳 定 成 分 灰 分 和 水 分 变 化 的

14、 影 响 ， 比 较 准 确 地 反 映 了 燃 料 的 实 质 ， 便 于 区 别 不 同 种 类 的 燃 料 。daf daf daf daf daf 100C H O N S 思 考 ： 同 一 燃 料 的 元 素 成 分 哪 一 种 基 准 的 成 分 最 高 ？ 上 述 各 个 基 准 之 间 存 在 换 算 关 系 ， 可 以 通 过 通 分 运 算 进 行相 互 换 算 100 (2 7)100 wq w n MM M M 100 (2 8)100 war w ad MM M M Mq： 燃 料 的 全 水 分 ；Mw： 燃 料 的 外 在 水 分 ；Mn： 燃 料 的 内 在

15、水 分 ；Mad： 燃 料 的 收 到 基 水 分 ； 4 气 态 燃 料 成 分 组 成 的 表 示 方 法 成 分 分 析 组 成 ： 化 学 分 析 方 法 测 定 气 体 燃 料 各 组 分 的 体 积 百 分 比 。4 2 4 2 6 2 2 2 2 100CH C H C H CO H O N CO （ 1） 气 态 燃 料 成 分 分 析 的 两 种 表 示 基 准 湿 成 分 基 准 干 成 分 基 准 湿 成 分 基 准 为 包 括 燃 料 中 水 蒸 汽 组 分 的 表 示 基 准 ； 干 成 分 基 准 为 不 包 括 燃 料 中 水 蒸 汽 组 分 的 表 示 基 准

16、。 （ 2） 干 气 体 成 分 ： 以 去 除 水 蒸 气 后 的 燃 料 成 分 作 为 100%。（ 3） 湿 气 体 成 分 ： 包 括 水 蒸 气 在 内 的 燃 料 成 分 作 为 100%， 用 上 标 w表 示 。4 2 4 2 6 2 2 2 2 100CH C H C H CO H O N CO 2 2 2w w w w w w w w4 2 4 22 100CH C H CO H O N CO H O （ 4） 气 态 燃 料 干 成 分 和 湿 成 分 的 换 算干 、 湿 气 体 的 体 积 分 数 之 间 的 换 算 按 式 （ 4.1-14） 计 算 ：w 2i

17、i 100100 wH OZ Z wiZ 湿 气 体 中 某 种 气 体 组 分 的 体 积 分 数 ， %；iZ 干 气 体 中 某 种 气 体 组 分 的 体 积 分 数 ， %；w2H O 湿 气 体 中 水 蒸 气 的 体 积 分 数 ， %。 水 蒸 气 含 量 一 般 为 对 应 温 度 下 的 饱 和 水 蒸 气 量 ； 由 式 （ 4.1-15） 和 （ 4.1-16） 计 算 。 1 定 义 燃 料 热 值 是 指 单 位 质 量 或 者 单 位 体 积 的 燃 料 完 全 燃 烧 时 所 能 释 放 的 最 大 热 量 。 固 体 、 液 态 燃 料 热 值 单 位 ： k

18、J/kg 气 态 燃 料 热 值 单 位 ： kJ/Nm3 高 位 热 值 和 低 位 热 值 之 分 （ 1） 高 位 热 值 Qgr（ 高 位 发 热 量 ） ： 单 位 质 量 （ 或 单 位 体 积 ） 常 温 （ 25 ） 下 燃 料 完 全 燃 烧 后 ， 燃 烧 产 物 冷 却 到 初 始 温 度 使 其 中 水 蒸 汽 凝 结 成 水 所 放 出 的 热 量 。（ 2） 低 位 热 值 Qnet（ 低 位 发 热 量 ） ： 单 位 质 量 （ 或 单 位 体 积 ） 常 温 下 燃 料 完 全 燃 烧 后 ， 将 燃 烧 产 物 冷 却 到 初 始 温 度 ， 但 水 分 仍

19、 以 水 蒸 汽 形 式 存 在 时 所 放 出 的 热 量 。 注 意 点 ： 高 位 热 值 和 低 位 热 值 两 者 之 间 差 别 为 燃 烧 产 物 中 水 分 的 汽 化 热 。 实 际 上 燃 料 燃 烧 后 ， 其 产 物 中 的 水 分 基 本 上 以水 蒸 气 形 式 排 出 ， 因 而 低 位 热 值 是 燃 料 能 够 利用 的 热 值 。 工 程 燃 烧 计 算 中 采 用 低 位 热 值 。 （ 1） 高 位 热 值 和 低 位 热 值 之 间 的 换 算 关 系 固 、 液 体 燃 料 ： 公 式 （ 4.1-17） 气 体 燃 料 ： 公 式 （ 4.1-18

20、）（ 2） 固 、 液 态 燃 料 不 同 基 准 热 值 间 的 换 算 关 系 直 接 乘 以 表 4.1-12中 相 应 的 换 算 系 数 即 可 ； 各 种 基 准 低 位 热 值 之 间 的 换 算 ， 必 须 考 虑 水 分 气 化 潜 热 。 （ 表 4.1-13） 各 种 基 准 之 间 的 低 位 热 值 换 算 ， 必 须 先 将 低 位 热 值 换 算 成 高 位 热 值 ， 再 进 行 换 算 。 比 较 复 杂 ， 一 般 知 道 到 时 查 表 计 算 即 可 。 （ 3） 干 、 湿 气 态 燃 料 高 位 热 值 换 算 关 系2100100 wwgr gr

21、H OQ Q 注 ： 气 体 燃 料 换 算 希 望 知 道 。 一 般 了 解 即 可 ， 不 做 为 重 点 。 重 点 ： 计 算 题 可 能 出 在 此 部 分 完 全 燃 烧 ： 燃 料 中 所 有 的 碳 全 部 氧 化 为 二 氧 化 碳 、 所 有 的 硫 都 氧 化 为 氧 化 硫 、 所 有 的 氢 都 氧 化 为 水 蒸 气 ， 这 种 燃 烧 称 为 完 全 燃 烧 ；不 完 全 燃 烧 ： 燃 料 中 有 一 些 可 燃 物 分 子 不 能 被 充 分 氧 化 而 生 成 H 2、 CO等 ； 燃 烧 产 物 的 组 成 完 全 燃 烧 反 应 ： CO2、 H 2O

22、、 SO2、 N2及 少 许 的 氧 ； 不 完 全 燃 烧 反 应 ： 除 CO 2、 H 2O、 SO2、 N2及 少 许 的 氧 ， 尚 有 CO、 H 2、 CH 4等 。 1、 在 燃 烧 反 应 计 算 的 过 程 中 ， 氧 化 剂 多 数 是 空 气 ， 少 数 是 氧 气 或 富 氧 。 空 气 的 主 要 成 分 ： 氧 气 、 氮 气 、 水 蒸 汽 。 干 空 气 的 成 分 ： 按 质 量 ： 氧 占 23.2 ， 氮 占 76.8 ； 按 体 积 ： 氧 占 21 ， 氮 占 79 . 空 气 中 水 蒸 气 的 含 量 ： 通 常 按 某 温 度 下 的 饱 和

23、水 蒸 汽 含 量 计 算 。2、 在 燃 烧 反 应 计 算 时 ， 对 于 固 、 液 体 燃 料 用 收 到 基 成 分 计 算 ； 气 体 燃 料 用 湿 成 分 计 算 。3、 在 燃 烧 反 应 计 算 的 过 程 中 ， 氧 化 剂 （ 空 气 或 氧 气 ） 和 燃 烧 产 物 应 当 成 理 想 气 体 来 进 行 计 算 。 1、 理 论 空 气 量（ 1） 定 义 ： 使 单 位 量 （ 1kg 或 1m3） 的 燃 料 完 全 燃 烧 所 需 的 最 少 的 空 气 量 （ 燃 烧 产 物 烟 气 中 氧 气 为 零 ， 可 燃 物 质 或 元 素 为 零 ） 。 用

24、V0表 示 。（ 2） 通 常 是 先 求 出 1kg或 1m3燃 料 所 需 理 论 氧 气 量 ， 然 后 折 算 成 空 气 量 。 （ 3） 固 体 、 液 体 燃 料 的 理 论 空 气 需 要 量 计 算 已 知 燃 料 收 到 基 成 分 的 质 量 百 分 数 为 ：ar ar ar ar ar ar 100arC H O N S A M 空 气 中 的 氧 气 含 量 为 21%时 ，1kg燃 料 完 全 燃 烧 所 需 的 理 论 空 气 量 为 ： 0 ar ar ar ar1 (1.866 5.55 0.7 0.7 )0.21 100 100 100 100C H S

25、OV （ 4.2-6） 重 点 ： 要 会 计 算 ， 记 住 公 式 ； 思 考 ： 如 果 不 是 空 气 ， 比 如 富 氧 燃 烧 ， 如 何 计 算 ？ （ 4） 气 体 燃 料 的 理 论 空 气 量 的 计 算已 知 气 体 燃 料 湿 成 分 （ 体 积 百 分 数 ） 为 ：s s s s s s s2 n m 2 2 2 2 2 2CO H C H H S CO O N H O 100s 1m3气 态 燃 料 完 全 燃 烧 时 所 需 的 理 论 空 气 量 为 ： 0 22 2 21 1 1 3 ( ) 100.21 2 2 4 2w w w w wn mmV CO H

26、 n C H H S O （ 4.2-10） 重 点 中 的 重 点 ： 一 定 要 会 计 算 ， 记 住 公 式 ； 注 意 点 ： 给 定 的 一 般 是 气 体 燃 料 的 干 成 份 ， 要 先 换 算 成 湿 成 分 ； 换 算 由 公 式 （ 4.1-14） ； 如 果 没 有 告 诉 气 体 燃 料 中 水 分 含 量 ， 要 根 据 其 饱 和 水 蒸 气 含 量 先 计 算 出 气 体 燃 料 水 分 含 量 ； 问 题 ： 严 格 来 讲 ， 上 述 所 有 计 算 所 得 理 论 空 气 量 是 否 是 真 正 的 理 论 空 气 量 ？ 以 上 计 算 中 均 未 计

27、 入 空 气 中 的 水 分 ， 即 使 常 温 下 空 气 中 也 含 有水 蒸 气 ， 当 需 要 精 确 计 算 或 空 气 含 水 分 较 多 时 ， 要 把 水 分 计 算在 内 ；（ 5） 考 虑 空 气 中 水 分 的 理 论 空 气 量 计 算空 气 中 的 水 分 含 量 d通 常 为 1m3干 空 气 中 的 水 分 含 量 ， （ 一 般 采 空 气 温 度 下 的 饱 和 水 蒸 气 含 量 ）空 气 中 水 蒸 气 体 积 ：湿 空 气 理 论 空 气 量 2 22.4 1 0.0012418 1000H OV d d 0 0 0 00.00124 (1 0.0012

28、4 )w g gV V d V d V （ 4.2-15) （ 6） 燃 烧 所 需 的 实 际 空 气 量 与 空 气 系 数 实 际 空 气 量 空 气 系 数 ： 实 际 空 气 量 与 理 论 空 气 量 的 比 值 称 为 空 气 系 数实 际 空 气 量 =理 论 空 气 量 +过 量 空 气 量 0nV V 实 际 空 气 量 的 计 算 ： 0nV V 值 的 高 低 对 燃 烧 设 备 的 运 行 经 济 性 有 很 大 影 响 。偏 低 ， 供 给 燃 料 燃 烧 的 空 气 量 不 足 ， 不 完 全 燃 烧 热 损 失将 增 加 ；偏 高 ， 会 导 致 排 烟 量 增

29、 加 ， 排 烟 热 损 失 也 会 增 加 。使 这 两 种 热 损 失 之 和 降 到 最 低 的 空 气 系 数 称 最 佳 空 气 系数 ， 燃 烧 设 备 效 率 达 到 最 高 。 （ 一 ） 理 论 烟 气 量 的 计 算定 义 ： 理 论 烟 气 量 是 指 1 kg（ 1 m3） 燃 料 在 供 应 理 论 空 气 量 （ =1） 时 完 全 燃 烧 所 生 成 的 烟 气 量 ， 用 表 示 。 理 论 烟 气 量 由 CO2、 SO2、 H 2O及 N2组 成 。1、 了 解 固 、 液 体 燃 料 的 理 论 烟 气 量 计 算 方 法2、 了 解 气 体 燃 料 的

30、理 论 烟 气 量 计 算 方 法 0yV 1、 完 全 燃 烧 时 实 际 烟 气 量 的 计 算当 1时 ， 理 论 烟 气 量 为 ； 当 1时 ， 实 际 烟 气 量 只 是 比 理 论 烟 气 量 增加 了 多 供 入 的 湿 空 气 0yV 0( 1) wV 2、 不 完 全 燃 烧 时 烟 气 （ 燃 烧 产 物 ） 量 的 计 算问 题 ： 当 发 生 不 完 全 燃 烧 时 ， 与 完 全 燃 烧 相 比 ， 烟 气 量 是 增 加 了 还 是 减 少 了 ? 2222 N88.1CON88.10.5OCO 22222 N88.1OHN88.10.5OH 222224 N52

31、.7O2HCON52.72OCH 当 1时 ， 和 完 全 燃 烧 相 比 烟 气 的 生 成 量 增 加 了 ， 烟 气 中 若 有1m3CO， 则 烟 气 体 积 增 加 0.5m3； 烟 气 中 若 有 1m3H 2， 使 烟 气体 积 增 加 0.5m3， CH 4则 不 引 起 烟 气 体 积 的 变 化 。 （ 一 ） 燃 烧 温 度 的 概 念1、 定 义 ： 燃 料 燃 烧 时 燃 烧 产 物 达 到 的 温 度 燃 烧 温 度 。2、 燃 烧 温 度 计 算 原 理 ： 根 据 燃 烧 前 后 的 能 量 守 恒 定 律: ; ; ; ;net r k lj wr cr y

32、wnet r kcrljwrywQ Q Q Q Q Q Q AQ Q QQQQQA 燃 料 低 位 热 值 、 ： 燃 料 和 空 气 的 入 炉 显 热： 燃 烧 过 程 中 向 系 统 外 的 散 热 量： 燃 烧 产 物 发 生 裂 解 时 的 吸 热 量： 燃 烧 过 程 中 不 完 全 燃 烧 损 失 的 热 量： 燃 烧 后 燃 烧 产 物 所 拥 有 的 热 量： 系 统 对 外 所 做 的 功 （ 二 ） 燃 烧 温 度 的 几 种 表 示 方 法1、 实 际 燃 烧 温 度 ： 实 际 条 件 下 的 燃 烧 产 物 的 温 度 ty。net r k cr wr 1jy y

33、y( ) ( )Q h h Q Q Qt V c 2、 理 论 燃 烧 温 度 假 设 燃 料 是 在 绝 热 系 统 中 燃 烧 （ 无 散 热 ， Q cr=0） ， 并 且 完 全 燃 烧 （ Q wr=0） ， 此 时 燃 烧 产 物 的 温 度 称 为 “ 理 论 燃 烧 温 度 ” 。如 忽 略 高 温 气 体 分 解 热 Q lj（ 高 于 1800 才 予 考 虑 ）理 论 燃 烧 温 度 简 化 为 ： net r k 1jad y y( )Q h h Qt V c net r k ad y yQ h ht V c 理 论 燃 烧 温 度 又 称 绝 热 燃 烧 温 度 。

34、它 表 示 某 种 燃 料 在 某 一 燃 烧 条 件 下 所 能 达 到 的 最 高 温 度 。 理 论 燃 烧 温 度 对 于 燃 料 和 燃 烧 条 件 的 选 择 ， 温 度 水 平 的 估 计 和 炉 内 换 热 计 算 都 由 实 际 意 义 。 3、 理 论 发 热 温 度如 果 燃 烧 条 件 规 定 为 燃 料 和 空 气 均 不 预 热 （ hr=0， hk=0） ， 且 空 气 过 剩 系 数 n=1， 燃 烧 温 度 只 与 燃 料 性 质 有 关 ， 称 为 理 论 发 热 温 度 。 netf 0y yQt V c （ 1） 燃 料 种 类 和 发 热 量 一 般

35、来 说 ， 热 值 高 的 燃 料 理 论 燃 烧 温 度 亦 高 ；（ 2） 空 气 和 燃 料 的 预 热 温 度 预 热 温 度 愈 高 ， 理 论 燃 烧 温 度 越 高 ；（ 3） 空 气 系 数 为 保 证 完 全 燃 烧 ， 空 气 系 数 应 大 于 1， 但 不 宜 过 大 ， 否 则 会 增 加 燃 烧 产 物 的 生 成 量 ， 从 而 降 低 理 论 燃 烧 温 度 。 保 证 完 全 燃 烧 条 件 下 ， 愈 小 愈 好（ 4） 空 气 的 富 氧 程 度 （ 富 氧 燃 烧 ） 空 气 中 的 氧 含 量 增 加 ， 烟 气 量 减 小 ， 理 论 燃 烧 温 度

36、 升 高 。 煤 从 进 入 炉 膛 到 燃 烬 ， 一 般 要 经 过 三 个 阶 段 ： 着 火 前 的 准 备 阶 段 挥 发 分 与 焦 炭 着 火 与 燃 烧 阶 段 残 碳 燃 烬 形 成 灰 渣 阶 段 着 火 前 的 准 备 阶 段 是 一 个 吸 热 阶 段 ， 为 了 使 煤 能 够 及 时 着 火 必 须 给 予 足 够 的 热 量 。 煤 的 三 种 燃 烧 基 本 方 式 ： 层 状 燃 烧 （ 火 床 ） 沸 腾 燃 烧 （ 流 化 床 ） 悬 浮 燃 烧 （ 煤 粉 火 室 燃 烧 ） （ 一 ） 层 状 燃 烧 过 程 及 特 性要 点 ：1、 煤 的 层 状

37、燃 烧 原 理 了 解2、 煤 的 层 状 燃 烧 设 备 常 用 的 层 燃 炉 主 要 有 哪 些 ? 手 烧 炉 、 链 条 炉 、 往 复 炉 排 炉 、 振 动 炉 排 炉 和 抛 煤 机 炉 等 （ 二 ） 煤 的 悬 浮 燃 烧 技 术 及 设 备1、 煤 粉 悬 浮 燃 烧 原 理 和 特 点 是 什 么 ？2、 为 使 煤 粉 迅 速 着 火 和 完 全 燃 烧 ， 需 要 的 四 个基 本 条 件 是 什 么 ? （ 1） 足 够 高 的 炉 膛 温 度 ； （ 2） 适 当 的 空 气 量 ； （ 3） 燃 烧 气 流 良 好 前 期 混 合 和 后 期 扰 动 ； （

38、4） 煤 粉 在 炉 内 足 够 长 的 停 留 时 间 ;3、 旋 流 煤 粉 燃 烧 器 主 要 有 哪 几 类 ？ 蜗 壳 式 、 轴 向 叶 片 式 和 切 向 叶 片 式 三 大 类 。 （ 三 ） 煤 的 沸 腾 燃 烧 技 术 及 设 备1、 煤 的 沸 腾 燃 烧 （ 流 化 床 燃 烧 ） 原 理 是 什 么 ？ (了 解 )2、 循 环 流 化 床 锅 炉 的 燃 烧 主 要 有 哪 些 特 点 ? （ 掌 握 、 重 要 ） （ 1） 燃 烧 室 内 的 流 化 速 度 快 ， 燃 烧 室 内 的 颗 粒 浓 度 较 高 。 （ 2） 燃 烧 室 内 颗 粒 的 横 向

39、混 合 剧 烈 ， 燃 料 着 火 稳 定 迅 速 。 （ 3） 炉 膛 上 部 稀 相 区 存 在 着 强 烈 的 物 料 返 混 ， 燃 烧 室 内 的 气 固 两 相 混 合 较 好 。 （ 4） 循 环 流 化 床 内 的 温 度 分 布 均 匀 ， 强 化 了 稀 相 区 的 传 热 与 传 质 。 2、 循 环 流 化 床 锅 炉 的 燃 烧 主 要 有 哪 些 特 点 ?(续 ) （ 5） 循 环 流 化 床 具 有 较 高 的 燃 烧 效 率 ； （ 燃 煤 循 环 流 化 床 燃 烧 效 率 可 达 到 97% 99%） （ 6） 循 环 流 化 床 具 有 很 高 的 炉

40、内 脱 硫 剂 利 用 率 。 （ 炉 内 脱 硫 剂 利 用 率 可 达 90%以 上 ） （ 7） 炉 膛 截 面 较 小 ， 截 面 热 负 荷 较 高 ； （ 8） 负 荷 调 整 范 围 大 ， 负 荷 调 节 速 度 快 。 要 求 至 少 记 住 5-6条 1、 液 态 燃 料 主 要 燃 烧 形 式 有 哪 些 ?（ 四 种 ） 液 面 燃 烧 、 灯 芯 燃 烧 、 蒸 发 燃 烧 、 雾 化 燃 烧 。2、 工 业 炉 窑 上 应 用 的 液 态 燃 料 主 要 燃 烧 形 式 是 什 么 ? 雾 化 燃 烧3、 何 谓 雾 化 燃 烧 ？ 雾 化 燃 烧 是 利 用 各

41、种 形 式 的 雾 化 器 把 液 态 燃 料 破 碎 成 许 多 直 径 从 几 十 微 米 到 几 百 微 米 的 小 液 滴 ， 悬 浮 在 空 气 中 边 蒸 发 、 边 混 合 、 边 燃 烧 。 二 、 油 的 雾 化 （ 重 要 ）问 题 ： 影 响 燃 油 雾 化 质 量 的 主 要 因 素 主 要 有 哪 些 ? 这 些 因 素 对 雾 化 质 量 有 什 么 影 响 ？ 影 响 燃 油 雾 化 质 量 的 主 要 因 素 有 ： 燃 油 温 度 、 雾 化 剂 的 压 力 和 流 量 、 油 压 、 油 烧 嘴 结 构 等 。 这 些 因 素 对 雾 化 质 量 有 什 么

42、 影 响 : 燃 油 温 度 越 高 ， 粘 度 越 小 ， 雾 化 质 量 越 好 ； 雾 化 剂 的 压 力 和 油 压 越 高 ， 雾 化 质 量 越 好 ； 雾 化 剂 流 量 越 大 ， 雾 化 质 量 越 好 ； 一 般 雾 化 喷 嘴 越 小 ， 因 油 膜 薄 ， 雾 化 质 量 较 好 。 一 、 气 态 燃 料 的 燃 烧 特 点1、 气 态 燃 料 的 主 要 燃 烧 方 式 有 哪 些 ？ 气 态 燃 料 的 主 要 燃 烧 方 式 为 ： 扩 散 式 燃 烧 预 混 式 燃 烧 部 分 预 混 式 燃 烧2、 工 业 上 气 体 燃 烧 的 主 要 方 式 是 ： 扩

43、 散 燃 烧 。 二 、 扩 散 燃 烧1、 扩 散 燃 烧 种 类 ： 层 流 扩 散 燃 烧 和 湍 流 扩 散 燃 烧 。2、 湍 流 扩 散 燃 烧 与 层 流 燃 烧 相 比 的 优 越 性 ： 燃 烧 强 度 大 ， 燃 烧 迅 速 ， 燃 烧 效 率 高 。 1、 预 混 燃 烧 主 要 有 那 些 特 点 ？ （ 1） 热 强 度 高 ， 容 积 热 负 荷 相 当 于 扩 散 式 燃 烧的 100 1 000倍 。 （ 2） 燃 烧 温 度 高 。 （ 3） 空 气 系 数 小 ， 热 效 率 高 。 （ 4） 燃 烧 完 全 。 （ 5） 燃 烧 速 度 快 。 （ 6）

44、火 焰 稳 定 性 差 。 2、 防 止 预 混 燃 烧 回 火 的 主 要 技 术 措 施 有 哪 些 ？ （ 1） 使 顶 混 气 体 在 燃 烧 室 入 口 处 的 速 度 分 布 均 匀 ， 可 将 喷 头 制 成 收 敛 形 ， 且 表 面 光 滑 。 （ 2） 燃 烧 含 有 杂 物 的 气 态 燃 料 时 ， 应 设 有 清 除 污 垢 的 装 置 。 避 免 破 坏 局 部 流 场 。 （ 3） 用 水 冷 却 燃 烧 器 头 部 ， 以 便 减 小 该 处 的 火 焰 传 播 速 度 。 （ 4） 设 计 时 根 据 最 小 热 负 荷 状 态 来 确 定 喷 射 速 度 和

45、 孔 道 直 径 。 kJ/kg84.926 12.15 0.479 0.15 1.0 0.036 1.259 43 692arO arN arS arA arM ,net arQarC arH解 ： 由 公 式 （ 4.2-6） 可 得 该 燃 料 完 全 燃 烧 时 所 需 的 理 论 空 气 量 为 ： 0 ar ar ar ar3 = 0.088 9 0.265 0.033 3 0.033 30.088 9 84.926 0.265 12.15 0.033 3 1.0 0.033 3 0.479 =10.871 95 m /kgV C H S O 由 公 式 （ 4.2-24） 可 得

46、 该 燃 料 完 全 燃 烧 时 生 成 的 理 论 干 烟 气 量 为 ： 2 2 20gy 03 0CO SO N =0.018 66 0.007 0.79 0.008 =0.018 66 84.926+0.007 1.0+ 0.79 10.871 95+0.008 0.15 =10.181 76 m /kg arar arV V NV V VC S 由 公 式 （ 4.2-21、 22、 23） 可 得 该 燃 料 完 全 燃 烧 时 生 成 的 水 蒸气 容 积 为 ： 2 2 2 2 030 01 02 03H O H O H O H O 0.111 0.124 0.016 1 0.

47、111 12.25 0.124 1.259 0.016 1 10.871 95 =1.690 87 m + /kgar arH M VV V V V CO2 CO H2 CH4 C2H4 H2S N25 30 12 2 0.5 0.3 50.2已 知 湿 煤 气 含 水 量 为 5%， 试 计 算 ： （ 1） 煤 气 湿 成 分 分 别 是 多 少 ； （ 2） 当 =1.2时 ， 煤 气 燃 烧 所 需 的 空 气 量 ； （ 空 气 按 干 空 气 计 算 ） ； 2 2 42 422 5 (1 5%) 4.75%;30 (1 5%) 28.50%;12 (1 5%) 9.03%;2 (1 5%) 1.90%;0.5 (1 5%) 0.48%;0.3 (1 5%) 0.29%;50 (1 5%) 47.50%;sss s sssCOCOHCHC HH SN 解 ： （ 1） 湿 成 分 计 算 ： （ 2） 煤 气 燃 烧 所 需 的 理 论 空 气 量 为 ：0 3 32 4 2 4 21 1 1 32 3 1.17( / )0.21 2 2 2s s s s sV CO H CH C H H S 标 米 标 米当 =1.2时 ， 实 际 所 需 空 气 量 为 ： 0 3 31.2 1.17 1.40 ( / )V V 标 米 标 米