1.
1.1燃料的分析基准
分析基准：1.元素分析；2.工业分析
元素分析：检测煤中无机物水分、灰分和有机物碳、氢、氧、氮、硫这几种组分的相对含量。
工业分析：检测煤中水分，挥发分，固定碳和灰分这几种组分的相对含量。【注意点】1.比较这两种分析基准中的相同名称组分和不同名称组分，可以知道，水分和灰分的测定是两种分析基准之中都有的。而工业分析并不要求检测出煤中碳、氢、氧、氮、硫这几种元素的含量，仅仅要求将挥发分，固定碳区分开来。
2.对于煤的组成合理的看法就是区分可燃的部分和不可燃的部分，煤中可燃的部分就是挥发份和固定碳，其中挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。
3.工业分析中的水分对应元素分析中的一部分氢元素和氧元素；灰分是不可燃部分，对应元素分析中的灰分，其中也包含一部分硫元素；固定碳只对应元素分析中的一部分碳元素；挥发分中含有硫元素的可燃的化合物、碳氢氧化合而成的可燃物。
各种元素含量对于媒的性质的影响：
水分：1.水分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低；
2.水分含量增加，磨煤机中所需热风量增加，会使煤粉磨制困难，引风机阻力增大。
3.水分含量增加，会降低炉内温度，使着火困难，燃烧不完全，机
械和化学不完全燃烧热损失会增加。
灰分：1.灰分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低；
2.灰分会吸收热量，并且会由排渣使得热量损失，包括飞灰热损失
和灰渣热损失，统称为灰渣热物理损失，同时其带走了一部分热量将使
炉膛温度降低，燃烧不稳定，也增加不完全燃烧热损失。
3.灰分多，使理论燃烧温度降低，而且煤粒表面汪汪形成灰分外壳，
妨碍煤中可燃物质和氧气接触，使煤不易燃尽，增加机械不完全燃烧热
损失。
4.灰分多，灰粒随烟气流过受热面时，如果烟速高，会磨损受热面，
如果烟速低，会形成受热面积灰，降低传热效果，并使排烟温度升高，
增加排烟损失，降低锅炉效率。
5.灰分多，产生了结渣后，会腐蚀金属；灰分多，增加煤粉制备的
能量消耗；灰分还会造成环境污染。
挥发分：挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。
【注意点】要了解各种元素的具体情况，需要仔细阅读书上13-15页的内容。
1.2煤的成分分析基准
【注意点】1.了解收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基的定义和区别，仔细阅读书上15-16页。2.考试不一定会具体地考到，但是一定要明白无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤这几种煤从前到后是越来越容易烧，意思就是越来越容易点火，为什么？因为它们从前到后，挥发分的含量是不断上升的。同时，它们从无烟到
烟到褐就是挥发份燃烧时会产生的烟雾的量不同，实际上就是挥发份越多烟越大。
2
2.1燃烧所需空气量及过量空气系数
理论空气量：1kg（或标准状况下1m3）收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时所需要的空气量，称为理论空气量。
实际供给空气量：为了使燃料在炉内能够完全燃烧，减少不完全燃烧损失，实际送入炉内的空气量要比理论空气量大些，这一空气供给量称为实际供给空气量。过量空气系数：实际供给空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。
锅炉漏风系数：锅炉通常是微负压运行，由于炉墙和穿管处不严密，故烟道沿程会有空气漏进去，从而使烟气沿烟气流程的过量空气系数不断增大。某一受热面的漏风量和理论空气量之比，称为该级受热面的漏风系数。
【注意点】过量空气系数和锅炉漏风系数都是某一空气量和理论空气量之比，故这两个比值可以相加，由于有漏风系数，故每一不同的烟道，其过量空气系数都会变化。
之后的烟气容积计算，烟气分析方法，空气和烟气焓的计算是计算内容，一般出现在锅炉设计中，了解一下。
《燃料与燃烧》习题解答 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--?=ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H 77.4913.0=?=daf d O O N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3. 人工煤气收到基组成如下：
燃料燃烧及热平衡计算参考 3.1 城市煤气的燃料计算 3.1.1 燃料成分 表2.2 城市煤气成分（%）[2] 成分 CO 2 CO CH 4 C 2H 6 H 2 O 2 N 2 合计 含量 10 5 22 5 46 2 10 100 3.1.2 城市煤气燃烧的计算 1、助燃空气消耗量[2] （1）理论空气需要量 Lo=21O O 0.5H H 3.5C CH 20.5CO 2 2624-++?+ Nm 3/Nm 3 (3.1) (3.1)式中：CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 、 O 2——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量（Nm 3）。则 Lo=21 2465.055.322255.0-?+?+?+? = 4.143 Nm 3/Nm 3 （2）实际空气需要量 L n =nL 0, Nm 3/Nm 3 (3.2) (1.2)式中：n ——空气消耗系数，气体燃料通常n=1.05 1.1 现在n 取1.05，则 L n =1.05×4.143=4.35 Nm 3/Nm 3 （3）实际湿空气需要量 L n 湿 =（1+0.00124 2H O g 干） L n ， Nm 3/Nm 3 （3.3） 则 L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量 CO)H 2C CH (CO 0.01 V 6242CO 2+++?=’
(3.4) 2 O V 0.21(=?′0n-1)L (3.5) 2 2n N V (N 79L )0.01=+?′ (3.6) )L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干 O H 2624O H 22+++?= (3.7) 式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。 则 0.475)5222(100.01V 2CO =+?++?= Nm 3/Nm 3 4.4131)(1.050.21V 2O ?-?==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)35.47910(V 2N ??+==3.54 Nm 3/Nm 3 4.35)18.90.124465322(20.01V O H 2??++?+??==1.152 Nm 3/Nm 3 （2）燃烧产物总生成量 实际燃烧产物量 V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3 (3.8) 则 V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量 V 0=V n -（n -1）L O (3.9) V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3 (3) 燃料燃烧产物成分[2] %100V V CO n CO 22?= (3.10) %100V V O n O 22?= (3.11) %100V V N n N 22?= (3.12) 100%V V O H n O H 22?= (3.13)
《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--? =ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H 77.4913.0=?=daf d O O
N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3. 人工煤气收到基组成如下： 解：干煤气中： H 2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61 ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28× 12.30%+44×4.61%)/22.4 ＝ 0.643 kg/m 3 Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331） ＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3 Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331） ＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3 第二篇 燃烧反应计算 第四章 空气需要量和燃烧产物生成量 5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90, S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0, 试求： （1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3 /kg ）; （3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，要求空气消耗系数 n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。 解：（1）将该煤的各成分换算成应用成分： % 33.8100 4 100%68.8100100%=-?=-? =ar d ar W A A %95.72100 4 33.8100%21.83100100%=--?=--? =ar ar daf ar W A C C %15.5%8767.087.58767.0%=?=?=daf ar H H
第二章 燃料及燃烧计算 A 、燃料的化学组成及其成分换算 (1)气体燃料的化学组成 气体燃料是由简单气体化合物与气体单质所组成的机械混合物。其中：CO 、H2、CH4、C2H4、CmHn 、H2S 等是可燃性气体成分，能燃烧放出热量。 CO2、N2、SO2、H2O 、O2等则是不燃成分，不能燃烧放热，故其含量均不宜过多，以免降低燃料的发热能力。 CmHn 总称为重碳氢化合物,，包括C3H6、C2H6、C2H2 …等。每单位体积(m2)重碳氢化合物燃烧，约放出71176 kJ 热量。 气体燃料中的氧，在高温预热的情况下，能与可燃成分作用，从而降低气体燃料燃烧时的放热量。若氧的含量超过一定数量，则有爆炸危险。因此，氧的含量应受到限制，一般应小于0.2%。 (2)气体燃料成分的表示方法 气体燃料成分的表示方法有两种：即湿成分和干成分。 湿成分（包括水分在内) ： CO 湿+ H2湿+CH4湿+N2湿+〃〃〃+H2O 湿=100% CO 湿、 N2湿〃〃〃等符号分别代表湿气体燃料中各成分的体 积百分含量 干成分(不包括水分在内)： CO 干+ H2干+CH4干+N2干+〃〃〃=100% CO 干、H2干〃〃〃等符号则分别代表干燥气体燃料中各成分的体积百分含量。 气体燃料的水分含量可以认为等于在该温度下的饱和水蒸汽量。 当气体燃料的温度变化时，饱和水蒸汽含量发生变化，因而整个燃料的湿成分亦将发生变化。因此，气体燃料的湿成分只能代表某一固定温度下的气体燃料的成分。故气体燃料的湿成分不具有代表性，在一般的情况下气体燃料的化学组成用干成分表示，而气体燃料在使用时所具有的实际成分为湿成分，所以湿成分是气体燃料的供用成分，在进行燃烧计算时必须以湿成分为依据。 3）气体燃料的化学组成及干湿成分换算 湿成分与干成分之间可以相互换算，换算的原则质量守恒。其步骤是： 先由表查出g 干 H2O 然后由 % 10000124g .0100124g .04.22181000g 14.22181000g O H O H O H O H O H 22222?+=??+??==干 干 干干湿气体的总体积 水蒸汽的体积湿 最后计算出水分的含量：%100O H -100X 2湿 干湿=X (式中X 表某成分) 6.常用燃料的种类 一、冶金生产常用煤气有焦炉煤气，发生炉煤气，天然气。 C 、发生炉煤气 ? 在没有高炉煤气和焦炉煤气的地区，可以将固体燃料直接加工得到发生炉煤气， ? 主要成分是CO ，含量不到三分之一，其次是H2，含量可达10%，不燃成分主要是N2， 含量超过50%。
100 1 《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第一篇燃料概论 1.某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02,试计算它的收到 基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 FC daf =100—V daf =58.98; V ar = Vdaf X 100 - M ar - A ar =35.36 100 A = 9.95 FC a r = 50.85 V d = 36.77; 2.某种烟煤成分为: M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：S daf =100 一 C daf 一 H daf 一 O daf 一 N daf = 3.80 Aar 严需、8 .33 C ar =C daf 冥 100~ A ar ~ M ar =72.95 解：干燥无灰基的计算: V daf =41.02 收到基的计算 FC ar =100-A ar - M ar -V ar 干燥基的计算: A =10.35 FC d = 100-V d -代=52.88 C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 收到基:
ar =5.15 O ar =4.58 N ar = 1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基: A d = 8.68 C d 亠晋=75.99 H d = Hdaf X 0.913 = 5.36 O d =Odaf X 0.913 = 4.77 N = N daf X 0.913 =1.74 S d =SiafX 0.913 = 3.47 干燥无灰基: C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3.人工煤气收到基组成如下: 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值; 解：干煤气中： CO CH O N CO p = M 干 /22.4 H 2, d 4，d 2, d 2, d 2, d =48.0 X [100/ (100-2.4 ) ]=49.18 =19.3 X 1.025=19.77 =13.31 =0.82 =12.30 =4.61 =(2 X 49.18%+28X 19.77%+16X 13.31%+32X 0.82%+28X 12.30%+44X 4.61%)/22.4 =0.643 kg/m (3020X 0.1977+3050 X 0.4918+9500 X 0.1331 ) r3 . ., 3 ,— (3) Q 高=4.187 X =14.07 X 103 kJ/ m 3= 14.07 MJ/ m Q 低=4.187 X( 3020X 0.1977+2570 X 0.4918+8530 X 0.1331 ) 3 3 3 =12.55 X 103 kJ/m 3= 12.55 MJ/ m 3 第二篇燃烧反应计算 第四章空气需要量和燃烧产物生成量
燃料及其燃烧值 一、教学目标： 1＞在物理知识方面要求： (1)、知道燃烧过程，是燃料的化学能转化为内能的过程 ⑵、知道什么是燃料的燃烧值及其单位，会查燃料燃烧值表。 2、通过学习，会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。 3、阅读有关内容懂得利用燃料、节约能源的意义， 二、重点、难点分析： 1、重点是掌握燃烧值的概念和单位，根据燃烧值的定义会计算燃料燃烧时放出的热量。 2、燃烧值是用于反映燃料燃烧放热本领的物理量，在应用燃烧值定义计算问题时，在理解燃烧值的实际物理意义基础上解答问题，对初中学生来说有一定的困难，是教学难点。 三、主要教学过程： ㈠、引入新课： 复习内能、热量等概念，指出本章进一步学习内能的应用。 2、同学们是否知道“海湾战争”，为什么美国人大动干戈？除了一些政治原因外，中东地藏中最吸引工业发达国家的是什么？一一石油。石油经过分懈法可提练出汽油、煤油和柴油。它们都是燃料。 生活中烧水、煮饭、取暖时，需要热量，它们大多是从哪里来的？内能是人类使用的最大量的一种能量，获得内能的途径之一是燃烧燃料。 ㈡、新课教学 板书：第三章：内能的利用热机 一、燃料及其燃烧值： 燃料的燃烧值： 指导学生阅读， 提问1:燃料燃烧过程是物理变化还是化学变化？提问2:在这个过程中能的转化情况怎样？板书：燃料燃烧过程中：燃料的化学能转化为内能，放出热量。 提问3:你说出燃料的种类和常用的燃料吗？ 分固体（木柴、煤等）液体（汽油、柴油、酒精等）气体（煤气、天燃气、氢气）
组织学生看课本P30图3/,并讨论图注中所出的问题。 四口之家一个月需要的内能，即吸收热量是一定的，这些热量曲燃料燃烧放出。用木柴需要150千克，煤只需75千克，而液化气只要30千克。从某种意义上讲，木柴不如煤，煤不如液化气。（提问：如何区别燃料之间上 差异？）引入燃烧值的概念。 2、燃料值的定义，单位。 1千克的燃料完全燃烧放出的热量，叫燃料的燃烧值。 单位：焦耳/千克（读作：焦耳每千克） 燃烧值是用来比较计算不同种类的等质量的燃料完全燃烧时放出的热量的多少。 各燃料的燃烧值可由表查出。 提问：汽油的燃烧值多大？它的物理含义是什么？ 汽油的燃烧值是4. 6X107焦/千克，它的物理含义是：完全燃烧1千克的汽油放出4. 6X107焦的热量。 完全燃烧的概念。（并非仅指充分燃烧） 3、燃料完全燃烧放出的热量的计算： 已知烟煤的燃烧值是2. 9X107焦/千克，求7千克烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦？ 1千克烟煤完全燃烧放出的热量是2.9 X10,焦 2千克烟煤完全燃烧放出的热量是2X2. 9X107焦 7千克烟煤完全燃烧放出的热量是7X2. 9X107焦 燃料完全燃烧放出的热量二燃料的燃烧值X燃料的质量 4、有效利用燃料： 燃料的有效利用，提高炉子的效率。（提高炉子的效率有哪些措施？） 炉子的效率二（有效利用的热量）/（燃料完全燃烧放出的热量） 有效利用燃料的途径：让燃料尽可能充分燃烧，减少热量的损失， 有效利用燃料是节约能源的重要措施。（阅读P31最后一段，进行节约燃料的教育） 补：燃烧值与燃烧效率的区别： 燃烧值是：每千克的燃料完全燃烧释放出的热量。单位焦每千克
计算： 一、已知某烟煤的应用基成分为（%）：C y —74.31,H y —4.47, O y —4.36, N y —1.78, S y —2.75, A y —8.33, W y —4.0,煤的低位热值为：29.53（MJ/kg ） 试求： 1、理论空气需要量L 0（Nm3/kg ）和理论烟气量V 0（Nm3/kg ）; 2、如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103 kW ，过剩空气系数n=1.35，求该加热炉每小时的供风量，每小时的烟气生成量以及烟气的成分比例。 解：（1） 计算理论空气需要量L 0和理论烟气量V 0： () kg Nm O S H C L /74.701.036.475.247.4831.743821.0429.11100 1 83821.0429.1130=??? ? ??-+?+???= ? ??? ??-+?+??= () kg Nm L N W H S C V /08.874.779.0224.02878.1184247.43275.2100 31.74100791004.2228182321230 0=?+???? ??++++=+???? ??++++= （2）加热炉每小时所需煤量为： h kg Q m /10073.2295303600 101736001017333?=??=??=低 每小时的烟气生成总量： ()) /(10237.274.7)135.1(08.82073])1[3400h Nm L n V m V m V n tol ?=?-+?=-+?=?=（ 每小时需要的供风量： h Nm mnL L tol /10166.274.735.12073 340?=??==（可以据此选择鼓风机） 计算各烟气组分的小时体积量： )/(5.287520731004 .221231.741004.221232h Nm m C V co =??=?? = )/(9.392073100 4.22327 5.21004.223232h Nm m S V so =??=??=
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. 31 124 .0 100 100 31 ? + ? % = 99 . 103 310 %=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)%=18.75 CH4湿=(0.3?24.45+0.7?0.587)%=7.74% CO湿=(0.3?8.66+0.7?25.22)%=20.25 N2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?106 kcal/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= 1875 10606?=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+2 75 .18+2?7.74+3?0.84-0.30)10076.4=1.77 (m 3/m 3) n=1.05时的实际空气消耗量 L o =nL o =1.05?1.77=1.86 (m 3/m 3) 则每小时供给炉子的空气量为 L=1.86?3200=5952 (m 3/h) (3) 该煤气的理论废气生成量，按（4-18）为 L o =(20.25+18.75+3?7.74+4?0.84+10.26+38.12+3.72) ?1.77?1001+100 79 =2.57 (m 3/m 3) n=1.05时V n =2.66(m 3/m 3)则实际废气生成量为 V=2.66?3200=8512 (m 3/h) 例3 已知某烟煤成分为
第三章燃料燃烧计算与锅炉热平衡（1） 一、名词解释： 1、燃烧 2、完全燃烧 3、不完全燃烧 4、过量空气系数α 5、理论空气量 6、过量空气 7、漏风系数 8、飞灰浓度 9、理论烟气容积 10、理论干烟气容积 11、三原子气体容积份额 二、填空题： 1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有________________________；当α>1、不 完全燃烧时，烟气的成分有________________________。 2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指______________________。 3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐______，O2 逐渐_______，烟气侧的α逐渐_______，漏风总量逐渐________，飞灰浓度逐 渐______。 4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=_________________。 5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有___________溶液的吸 收瓶1，以吸收烟气中的___________；再让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶2，以吸收烟气中的___________；最后让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶3，以吸收烟气中的___________。以上吸收顺序_________颠倒。 6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。 7、完全燃烧方程式为__________________，它表明___________________________。 当α=1时，该方程式变为_________________，它表明______________________，利用它可以求___________________________。 8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。两式的使
一 《燃料与燃烧》习题解答 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--? =ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H 77.4913.0=?=daf d O O N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80
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= 把干煤气换算成湿成分： CO 湿2 = 1.31124.0100100 31?+?% =99 .103310%=% 同理，其余如下表：
W= %72.3%9.1036 .38= %72.3%9 .103386 = ∑=100% ∑=100% (2) 计算发热量和成分 焦炉煤气： ~ Q 低=???? (kcal/m 3) 高炉煤气： Q 低=??? (kcal/m 3) 按焦比为3:7混合时，混合煤气量为， CO 2湿=??湿=?湿=??湿=??湿=??湿=??湿=??混合煤气的发热量为: Q 低=?+?=1875 (kcal/m 3) 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60106 kcal/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=，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= 1875 10606?=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+2 75.18+2 +3 100 76 .4 (m 3/m 3) n=时的实际空气消耗量 L o =nL o = = (m 3/m 3) ，
第二章 燃料及燃料燃烧计算 第一节 燃料的成分及其主要特性 一、煤的成分及分析基准 元素分析测出煤的有机物由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素组成。工业分析测出煤的组成成分为水分（M ）、挥发分（V ）、固定碳（FC ）和灰分（A ）。 （一）煤的组成成分及其性质 煤由碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）、氮（N ）、硫（S ）五种元素成分及灰分（A ）、水分（M ）组成。煤中各组成成分的含量，通常以它们各自质量占总质量的百分数表示。 1、碳（C ） 碳是煤中主要可燃元素，其含量约占20%～70%（指收到基，下同）。1kg 碳完全燃烧约放出32866kJ 的热量。碳是煤的发热量的主要来源。煤中碳的一部分与氢、氧、硫等结合成有机物，在受热时会从煤中析出成为挥发分；另一部分则呈单质称为固定碳。煤的地质年代越长，碳化程度越深，含碳量就越高，固定碳的含量相应也越多。固定碳不易着火，燃烧缓慢。因此，含碳量越高的煤，着火及燃烧越困难。 2、氢（H ） 煤中氢元素含量不多，约为2%～6%，且多以碳氢化合物状态存在，但氢却是煤中发热量最高的可燃元素。 氢的含量愈高，煤就愈易着火和燃尽。 3、氧（O ）和氮（N ） 氧和氮都是煤中的不可燃元素。氧与碳、氢化合将使煤中的可燃碳和可燃氢含量减少，降低了煤的发热量；氮则是有害元素，煤在高温下燃烧时，其所含氮的一部分将与氧化合而生成X NO ，造成大气污染。 4、硫（S ） 煤中硫的含量一般不超过2%，但个别煤种高达8%～10%。硫在煤中以三种形式存在，即有机硫（与C 、H 、O 等元素结合成复杂的化合物）、黄铁矿（2FeS ）和硫酸盐硫（如4CaSO 、4MgSO 、4FeSO 等）。 硫的危害：硫的燃烧产物是2SO ，其一部分将进一步氧化成为3SO 。3SO 与烟气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽，当其在低温受热面上凝结时，将对金属受热面造成强烈腐蚀；烟气中的3SO 在一定条件下还可造成过热器、再热器烟气侧的高温腐蚀。随烟气排入大气的2SO 、3SO ，将造成环境污染，损害人体健康及其他动物和植物
第一章 1、试就成煤物质的碳化程度说明煤炭的种类及其特点。 答：根据母体物质炭化程度不同可将煤分为四大类，即泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。 泥煤：质地疏松、吸水性强、含氧量最多，含碳最少。使用性能挥发分高，反应性强，含硫量低，机械性能很差，灰分、熔点很低。 褐煤：与泥煤相比，密度较大，含碳量较高，氧和氢含量较少，挥发分产较低。粘结性弱，极易氧化和自然，吸水性较强。 烟煤：与泥煤相比，挥发分较少，密度较大，吸水性较小，含碳增加，氢和氧含量减少，具有粘结性。 无烟煤：含碳量高，密度大，吸水性小，挥发分极小，组织致密而坚硬，热值大，灰分少，含硫量低。 2、说明煤的化学组成。 答：C H O N S 灰分（A）、水分（W） 5、说明煤炭灰分的定义，怎样确定煤炭灰分的熔点和酸度？煤炭灰分 的酸度与灰分的熔点有什么关系？ 答：灰分（A）所谓灰分，指的是煤中所含的矿物杂质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成一些固体残留物。 灰分的熔点：灰分是多种化合物构成的，因此没有固定的熔点。它是指灰分在软化到一定程度的温度。 灰分的酸度：是指灰分中的酸性成分与碱性成分之比。酸度越大，灰分熔点越高。 7、煤的化学组成有几种表示方法？
答：应用基C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100% 分析基C%+H%+O%+N%+A%+W%=100% 干燥基C%+H%+O%+N%+S%+A%=100% 可燃基C%+H%+O%+N%+S%=100% 煤的工业分析内容是测定水分，灰分，挥发分和固定碳的百分含量。 8、煤的发热量：1kg煤完全燃烧后所放出的燃烧热叫它的发热量。单位kj/kg。 9、什么是煤的高发热量和低发热量？ 答：高发热量：指燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成0℃的水时所放出的热量。 低发热量：指燃料完全燃烧后燃烧产物中的水蒸气冷却到20℃时放出的热量。 煤的耐热性是指煤在加热时是否易于破碎而言。 12、什么是煤的粘粘性和结焦性？ 答：粘粘性指的是粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一定温度时，煤的颗粒互相粘结形成焦块的性质。 煤的结焦性是指煤在工业炼焦的条件下，一种煤或几种煤混合后的粘结性，也就是煤能炼出冶金焦的性质。 13、什么是煤的反应性和可燃性？ 答：煤的反应性是指煤的反应能力，也就是燃料中的碳与二氧化碳及水蒸气进行还原反应的速度。煤的可燃性指的是燃料中的碳与氧发生氧化反应的速度，即燃烧速度。
1. 1.1燃料的分析基准 分析基准：1.元素分析；2.工业分析 元素分析：检测煤中无机物水分、灰分和有机物碳、氢、氧、氮、硫这几种组分的相对含量。 工业分析：检测煤中水分，挥发分，固定碳和灰分这几种组分的相对含量。【注意点】1.比较这两种分析基准中的相同名称组分和不同名称组分，可以知道，水分和灰分的测定是两种分析基准之中都有的。而工业分析并不要求检测出煤中碳、氢、氧、氮、硫这几种元素的含量，仅仅要求将挥发分，固定碳区分开来。 2.对于煤的组成合理的看法就是区分可燃的部分和不可燃的部分，煤中可燃的部分就是挥发份和固定碳，其中挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。 3.工业分析中的水分对应元素分析中的一部分氢元素和氧元素；灰分是不可燃部分，对应元素分析中的灰分，其中也包含一部分硫元素；固定碳只对应元素分析中的一部分碳元素；挥发分中含有硫元素的可燃的化合物、碳氢氧化合而成的可燃物。 各种元素含量对于媒的性质的影响： 水分：1.水分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低； 2.水分含量增加，磨煤机中所需热风量增加，会使煤粉磨制困难，引风机阻力增大。 3.水分含量增加，会降低炉内温度，使着火困难，燃烧不完全，机 械和化学不完全燃烧热损失会增加。 灰分：1.灰分含量增加，使得煤中可燃物含量相对减少，发热量降低； 2.灰分会吸收热量，并且会由排渣使得热量损失，包括飞灰热损失 和灰渣热损失，统称为灰渣热物理损失，同时其带走了一部分热量将使 炉膛温度降低，燃烧不稳定，也增加不完全燃烧热损失。 3.灰分多，使理论燃烧温度降低，而且煤粒表面汪汪形成灰分外壳， 妨碍煤中可燃物质和氧气接触，使煤不易燃尽，增加机械不完全燃烧热 损失。 4.灰分多，灰粒随烟气流过受热面时，如果烟速高，会磨损受热面， 如果烟速低，会形成受热面积灰，降低传热效果，并使排烟温度升高， 增加排烟损失，降低锅炉效率。 5.灰分多，产生了结渣后，会腐蚀金属；灰分多，增加煤粉制备的 能量消耗；灰分还会造成环境污染。 挥发分：挥发份是可燃的气体物质，燃点较低，着火容易，因此，挥发份含量多的煤有利于点火。 【注意点】要了解各种元素的具体情况，需要仔细阅读书上13-15页的内容。 1.2煤的成分分析基准 【注意点】1.了解收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基的定义和区别，仔细阅读书上15-16页。2.考试不一定会具体地考到，但是一定要明白无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤这几种煤从前到后是越来越容易烧，意思就是越来越容易点火，为什么？因为它们从前到后，挥发分的含量是不断上升的。同时，它们从无烟到
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 点火燃料的燃烧计算（一） （1）燃料成分的表示法及成分换算。气体燃料成分分为湿成分或干成分 表示法。煤气湿成分表示水分在内的分析，都以体积%计算。干成分不包括煤 气中的水分。煤气中的水分以饱和水蒸气状态存在，其数量因煤气温度而异。 为了排除气温对于煤气成分的影响（主要影响其水气量），煤气全分析都给出 煤气千成分。各种书籍及文献都记载煤气的干成分。为了反映煤气在使用时的 真实情况，都用煤气湿成分进行燃烧计算。干煤气换成湿煤气的计算系数K: 举例：某烧结厂点火使用的焦炉煤气干成分如下： CH422.08%,H261.49%,CO7%,CO23.6%,N23.3%,O20.2%,CnHm2.4%,使用时为20 ℃,其H2O 湿=2.3%。所以K 为0.977。其湿成分为： CH4=22.08%×0.977=21.57% H2=61.42%×0.977=60.02% CO=7%×0.977=6.84% N2=3.3%×0.977=3.22% O2=0.2%×0.977=0.19% CnHm=2.4%×0.977=2.34% CO2=3.6%×0.977=3.52% H2O =2.3% Σ湿=100% 液体的成分都以质量%来表示，还经常表示为供用成分、干燥成分和可燃成分（化工上还有有机成分表示 法）。供用成分是包括全部组成物的成分表示法，干燥成分是不包括水分的成 分表示法，可燃成分是不包括水分及灰分的成分表示法。其换算如下： 由于天气条件会影响燃料的水分含量，运输和储存条件会影响燃料灰分含 量，故液体及固体燃料的供用成分因外界条件而变。为了排除外界条件的影 响，在元素分析之后都给出可燃成分，各种书籍及文献都记载可燃成分。为 反映燃料在使用时的真实情况，都用液体和固体燃料的供用成分进行燃烧计 算。举例：重油的可燃成分为:C 燃=87.52%,H 燃=10.74%,O 燃=0.5I%,N 燃
燃料的热值 第一节、热值 1、什么是热值？ 热值（calorific value）又称卡值或发热量。在燃料化学中，表示燃料质量的一种重要指标。单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。通常用热量计（卡计）测定或由燃料分析结果算出。有高热值（higher calorific value）和低热值（lower calorific value）两种。前者是燃料的燃烧热和水蒸气的冷凝热的总数，即燃料完全燃烧时所放出的总热量。后者仅是燃料的燃烧热，即由总热量减去冷凝热的差数。常用的热值单位，kJ/kg（固体燃料和液体燃料），或kJ/m^3（气体燃料）。 正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪可以测试出煤炭的发热量。 2、热值的定义 1千克（每立方米）某种固体（气体）燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每千克，符号是J/kg(J/m^3)。热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。 3、计算公式 固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3）。 q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体） W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W：总功）（热值与压强有关） SI制国际单位： Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳 J m———表示某种燃料的质量———千克 kg q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg 4、单位换算 单位换算表 百万焦耳(10jou le) 兆卡 (10c al) 色姆 (therm) 吨油当量 (toe) 千瓦小 时 (kW·h) 百万英热 单位(MBtu)