第二章.燃料及燃烧计算资料

宇宙 Universe = 系统 +环境 热力学第一定律
伴有化学反应的热交换。 放热反应Exothermic: Heat flows out of the system (to the surroundings). 吸热反应Endothermic: Heat flows into the system (from the surroundings).
解 已知: =0.286, MWair=28.85,
mair=15.9 kg/s, MWfuel=1.16(12.01)+4.32(1.008)=18.286 求: mfuel and (A/F)
先求 (A/F) 然后求 mfuel .按定义：
其中 a=x+y/4=1.16+4.32/4=2.24. 有,
V=mv;U=mu;H=mh 状态函数
只与系统当时的状态有关，与如何达到这个状态无关Depends only on the present state of the system - not how it arrived there.
与路径无关It is independent of pathway. 状态方程
定压比热Constant-pressure specific heats 对于理想气体状态下：
温度与热
• 温度 表示颗粒的随机运动，与系统的动能有关
• 热 包括两个有温度差的物体之间的能量传递
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
组分 i的摩尔分数,xi
理想气体混合物
组分 i的质量分数, Yi
对于理想气体:
根据定义有 xi 和 Yi的关系 混合物分子量 MWmix 第 i组分的分压Pi
MWair=28.85. 求 : (A/F)和 . 先假定完全燃烧条件下，建立完全燃烧方程来获得空燃比，所谓的完全燃烧是指所有的碳全部

Q −Q −Q 燃烧室 η =
Q
Q —入燃烧室燃料燃烧热，kJ/kg Q —燃烧室散热量，kJ/kg Q —不完全燃烧损失热量，Kj/kg
2. 余热利用技术指标
余热利用是指水泥生产系统中的“余热”利用。要高温废气已广泛应用于烘 干（生料、燃料、混合材等），还可用于发电和供热。以下主要论述是在不影响 水泥生产线的消耗指标（指不能提高熟料热耗、熟料电耗和降低熟料产量，否则 将造成又一次能源浪费）为前提下，熟料生产过程中回转窑和冷却机排放的废气 热量，在水泥生产工艺线利用后所剩余的“余热”用于发电的一些技术指标。
料热耗有机地联系起来，可以客观地评价带余热发电水泥窑系统热工性能的优势。
3600
3.6
μ=ω×
=ω×
1000q
q
（5 − 11）
式中 μ—单位熟料热耗发电率，%；
q—单位熟料烧成热耗，kJ/kg 。
二、燃料燃烧计算
燃料计算有两个目的：一是为了设计窑炉；二是窑炉生产操作和热工测定需 要。目的不同，计算内容也不相同。设计窑炉是在已知燃料组成及燃烧条件下， 计算单位质量（或体积）燃料燃烧所需理论空气量、烟气生成量、烟气组成及燃 烧温度；企业生产测定对燃料燃烧计算是为了判断燃烧操作是否合理、各部位漏 气情况及热工测定需要的参数计算。企业对燃料燃烧通常是根据测定的烟气拆分 和燃料的元素分析进行计算，也可根据燃料组成和烟气组成计算理论空气量和烟 气生成量。
为电能的比率。该指标反映了余热发电系统热电转换能力。
3600
η=P×
× 100%
Q
（5 − 9）
式中 P—水泥窑余热发电系统发电效率，kW；
Q—余热系统吸收的热量，MJ/h；
3600—电力的当量值，即 1kW•h=3600Kj。

22.4 C 用 H 用 S 用 N 用 W 用 V0 ( ） 0.79 L0 100 12 2 32 28 18
理论燃烧产物量
（二）实际空气需求量和实际燃烧产物量的计算 实际空气需要量 实际燃烧产物量 （三）燃烧产物成分和密度的计算 1.燃烧产物成分 用
烟煤 ：烟煤比褐煤炭化更完全，水分和挥发分进一步减少，固体碳 增加。低发热量较高；一般都在23000~29300千焦/千克。 作冶金炉燃料时，主要考虑的指标是：挥发分和发热量；灰分 含量及其熔点；含硫量；煤的粒度大小。 分类：长焰煤、气煤、肥煤、结焦煤、瘦煤。 无烟煤 ：无烟煤是炭化程度最完全的煤，其中挥发分很少。无烟煤 挥发分少，燃烧时火焰很短，故在冶金生产中很少使用。焦炭缺乏 时，可用无烟煤暂代。
②氢（H）： H 2 1 O2 H 2O(汽) 119915( KJ / Kg )
③氧（O）：有害元素 ④氮（N）：惰性物质
1 C O2 CO 10258( KJ / Kg ) 2
2
⑤硫（S）：有害杂质。S
O2 SO2 409930 KJ
存在形式：有机硫，黄铁矿硫硫酸盐 ⑥水分（W）：有害成分。水分来源：外部水、吸附水、结晶水。 ⑦灰分（A）：
2.焦炭 要求：①化学成分 ②机械强度
③块度
④灰分 ⑤反应能力 3.粉煤 将块煤或碎煤磨至0.05~0.07毫米的粒度称为粉煤。
任务2 燃烧计算
一 概述 1.完全燃烧与不完全燃烧 燃料中的可燃物全部与氧发生充分的化学反应，生成不能 燃烧的产物，叫完全燃烧。 燃料的不完全燃烧存在两种情况： ①化学性不完全燃烧：燃烧时燃料中的可燃物质没有得到足 够的氧，或者与氧接触不良，因而燃烧产物中还含有一部分 能燃烧的可燃物被排走，这种现象叫化学不完全燃烧。 ②机械不完全燃烧：燃料中的部分可燃成分未参加燃烧反应 就损失掉的那部分。如灰渣裹走的煤，炉栅漏下的煤，管道 漏掉的重油或煤气。

第二章燃料与燃烧计算一、名词解释1、发热量：单位质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量。

2、高位发热量：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热。

3、低位发热量：高位发热量中扣除全部水蒸气的汽化潜热后的发热量。

4、标准煤：规定收到基低位发热量Qnet，ar =29308kJ/kg的煤。

6、煤的挥发分：失去水分的干燥煤样置于隔绝空气的环境下加热至一定温度时，煤中的有机物分解而析出的气态物质的百分数含量。

7、油的闪点：油气与空气的混合物与明火接触发生短暂的闪光时对应的油温。

8、完全燃烧：燃烧产物中不再含有可燃物的燃烧。

9、不完全燃烧：指燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的燃烧。

10、理论空气量：1kg收到基燃料完全燃烧，而又无过剩氧存在时所需的空气量。

11、过量空气系数：实际供给的空气量与理论空气量的比值。

12、理论烟气量：供给燃料以理论空气量，燃料达到完全燃烧，烟气中只含有二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气四中气体时烟气所具有的体积13、烟气焓：1kg固体、液体燃料或标准状态下1m³气体燃料燃烧生成的烟气在等压下从0℃加热到某一温度所需的热量。

二、填空1、煤的元素分析法测定煤的组成成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分，其中碳、氢、硫是可燃成分，硫是有害成分。

2、煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。

3、表征灰的熔融特性的四个特征温度为变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。

4、煤的炭化程度越深，其挥发分含量越少，着火温度越高，点火与燃烧就越困难。

5、煤的成分分析基准常用的有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。

6、理论水蒸气体积，包括燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气、燃料中水分受热蒸发形成的水蒸气、理论空气量带入的水蒸气三部分。

0带进烟气中的水蒸气体积为V k0 m3/kg。

7、随同理论空气量Vk8、烟气成分一般用烟气中某种气体的所占干烟气总体积的体积百分数含量来表示。