燃料的燃烧计算(燃料完全燃烧放热的计算公式) 燃料燃烧计算:& nbsp；& nbsp一、燃料的化学成分:& nbsp& nbsp(1)固体和液体燃料的化学成分:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp固体和液体燃料的物理状态和化学分子结构虽然不同，但都是由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)等五种化学元素组成的。 此外，固体燃料中还有一定量的水(W)和矿物杂质，通常称为灰分(A)。 液体燃料中的含量很少。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp这些部件对燃油的影响如下所述。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp1.碳(C):碳是固体和液体燃料的主要可燃成分。 与其他可燃组分相比，碳元素的着火温度高，所以燃料中碳含量多的煤(如无烟煤)在炉内不容易着火燃烧。 煤的含碳量在50 ~ 90%之间波动，液体燃料的含碳量一般在85%以上。 & nbsp& nbsp& nbsp燃烧过程中，碳被空气体氧化生成CO2，释放出大量热量。 C+CO2 = CO2+34072 kj/Kg-C & nbsp；& nbsp& nbsp在氧气不足的情况下，就是:C+0.5 O2 = CO+10459 kj/kg-C:& nbsp；& nbsp从上面的燃烧反应可以看出，如果助燃气体空不足，燃料燃烧不完全，会造成燃料的极大浪费，炉温也难以提高。 & nbsp& nbsp& nbsp2.氢气(H):氢气是固体和液体燃料中另一种重要的可燃成分，容易着火，热值较高。 因此，含氢量高的燃料(如重油)不仅热值高，而且容易着火。 而含氢量高的燃料，尤其是含重烃的燃料，在燃烧过程中容易析出碳，排放黑烟，造成空气污染。 氢气的燃烧反应为:H2+0.5o2 = H2O(水蒸气)+119910 kj/kg-H2:& nbsp；& nbsp3.氧气(O):对于空气体中的氧气，是燃料燃烧必不可少的助燃物质。 但是燃料中含有的氧气是有害元素。 & nbsp& nbsp& nbsp4.氮(N):像氧一样，氮也是燃料中的内部杂质。 & nbsp& nbsp& nbsp5.硫(S):它是燃料中的有害成分。 硫的燃烧反应为:S+O2 = SO2+9278 kJ/kg-S:& nbsp；& nbsp硫的燃烧反应虽然放出热量，但产生的SO2气体是有毒气体，影响金属质量，腐蚀设备，对人体健康和农作物危害严重。 因此，当用作炼铁炉、炼钢炉或普通熔炉时 在对炉子的热源进行加热和热处理时，硫含量必须控制在1%以下。 但是，燃料中的硫对有色硫化矿的冶炼不再有害。 & nbsp& nbsp& nbsp6.水分(W):燃油中的水分无疑是有害的。 它的存在降低了可燃成分的比例，在燃烧过程中吸收大量热量并蒸发。 & nbsp& nbsp& nbsp7.灰分(A):燃料中不能燃烧的矿物杂质，称为灰分，由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等组成。 液体燃料中的灰分含量很小，而固体燃料中的灰分含量相对较高。 & nbsp& nbsp& nbsp二。固体和液体燃料化学成分的表示方法和换算:& nbsp& nbsp(1)化学成分的表达方法:& nbsp& nbsp1.实用作文:& nbsp& nbsp& nbsp现在用C、H、O、N、S、A、W七个符号来表示实际使用的燃料中各元素的百分含量。这七种成分的百分含量之和应为100%。 即+h+o+n+s+a+w = 100%；& nbsp& nbsp2.干成分:燃油中的水分受外界条件影响较大，所以实际成分往往不能正确反映燃油的性质。为了便于比较和排除水分的影响，有时用干燃料的成分来表示各组分的百分含量，称为燃料的干成分。 & nbsp& nbsp& nbsp现在，干燃料中组分的百分比用符号表示，如C干、H干、O干、N干、S干、A干等。，那么:C干+H干+O干+N干+S干+A干= 100% & nbsp；& nbsp3.可燃成分:燃料中的灰分含量往往受运输和储存条件的影响而波动，所以有时用无水无灰基准表示的质量百分比成分称为燃料的可燃成分。 & nbsp& nbsp& nbsp用C燃、H燃、O燃、N燃、S燃等符号表示可燃组分的百分比，则:C燃+H燃+O燃+N燃+S燃= 100%。& nbsp& nbsp4.有机成分:C、H、O和N4元素通常被称为燃料的有机成分。这种成分表示法主要用于化学工业。 现在用C机、H机、O机、N机分别表示燃料有机物中各元素的百分含量，那么:C机+H机+O机+N机= 100% & nbsp；& nbsp燃料计算必须基于实际成分。如果燃料分析表是其他成分，则在燃料计算之前，应将其他成分的百分含量换算成实际成分。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)各组分的表示方法之间的换算已知待换算组成有机组成可燃组成干组成实用组成有机组成1 (100-s燃烧)/100 [100-(s干+a干)]/100 [100-(s用+a用+w用)]/100可燃组成100/(100-) 100干组成100/[100-(S干+A干)] 100/(100-A干)1 (100-W用)/100实用例如，如果已知燃料的干成分中灰分的百分比为A干，则将其换算成实际成分，A干之间的关系就变成:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp式中换算系数可从表中查到，w用于绝对值代入计算，如w with =1%，用于分子值1计算。 依次类推 & nbsp& nbsp& nbsp三。燃料的化学成分:& nbsp；& nbsp燃料，俗称气体，是一些简单气体成分的混合物。 燃料中的可燃成分包括CO、H2、CH4(甲烷)、C2H4(乙烯)、CmHn(其他碳氢化合物)和H2S等。燃料中的不可燃成分是H2O(蒸汽)、CO2、N2和O2。 它们不能燃烧，是有害因素。 & nbsp& nbsp& nbsp燃料的化学成分是用每种单一气体的体积百分比来表示的。 如水，称为“湿组分”，湿组分是气体燃料在实际应用中的组分。 它被称为不含水分的“干成分”。 即:CO湿+H2湿+CH4湿+……+N2湿+CO2湿+H2O湿=100%CO干+H2干+CH4干+……+N2干+CO2干= 100% & nbsp；& nbsp哪里潮湿，H2潮湿...代表湿气燃料的体积百分比，% & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspH2，干的...代表干气燃料的体积百分比，% & nbsp& nbsp& nbsp燃料中水蒸气含量的H2O湿度可以认为等于在一定温度下可以吸收的饱和水蒸气的量。该值与气体燃料的温度有关。温度越高，饱和水蒸气含量越高，反之亦然。 由于H2O的湿度随温度变化，整个湿成分的百分比也发生变化。因此，湿成分不能反映气体燃料的原始百分比，不具有代表性。但在实际应用中它是一个分量，所以在燃料燃烧计算中经常需要进行干湿分量的换算。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp其中为换算系数，只代入H2O湿度的分子值进行计算，如H2O湿度=2.5%，公式计算代入2.5。 & nbsp& nbsp& nbsp其余等等。 & nbsp& nbsp& nbsp四。燃料的热值:& nbsp& nbsp在工业上，热能主要是通过燃料燃烧获得的，所以燃料的热值是评价燃料质量的一个重要指标。 & nbsp& nbsp& nbsp(1)热值的定义:& nbsp& nbsp燃料的热值称为在完全燃烧的条件下，单位质量或单位体积(对于气体燃料)所能放出的热量的千焦数。 所谓完全燃烧是指燃料中的可燃成分充分燃烧，如C燃烧生成CO2，即不生成CO。 & nbsp& nbsp& nbsp对于固体和液体燃料，热值的单位为KJ/kg-燃料；对于气体燃料，用KJ/Nm3表示，其中Nm3代表气体在标准条件下(0℃，1个大气压)的体积，简称标准表3。 & nbsp& nbsp& nbsp低热值(Qt):当燃烧产物的温度冷却到参与燃烧的反应物的原始温度，燃烧产物中的水蒸气冷却生成20℃的水蒸气时，单位燃料完全燃烧所释放的热量称为燃料的低热值，用Qt表示。 & nbsp& nbsp& nbsp低热值有实际意义，所以我们在选择燃料时只能考虑燃料的低热值。 & nbsp& nbsp& nbsp热值可通过两种方法确定，即实验法和计算法。 前者可以用实验仪器(量热仪)直接测量，后者可以根据参与燃烧的组分的分析数据计算。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)固体& nbsp；液体燃料低热值的计算:& nbsp；& nbsp目前通用的门捷列夫公式:Qt = 339.1 c for ++ 1256h for-108.8(O for-S for)-25.1(9H for+W for)KJ/kg-燃料:& nbsp& nbsp公式中:c用，h用...而不是100Kg燃油中各元素百分含量的绝对值。 例如，C被替换为=80%，即80。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)气体燃料低热值的计算Qt=126.4CO湿++107.8H2湿++358.3CH4湿++597.7C2H4湿+…+231.6H2S湿KJ/NM3:& nbsp；& nbsp其中:CO湿地，H2湿地...都用100m3燃油中各组分的百分含量的值来代替，例如CO wet =27%，即27来代替。 & nbsp& nbsp& nbsp(4)标准燃料:& nbsp& nbsp所谓标准燃料，就是确定一种燃料作为与其他燃料比较的基础，评价各种燃料的加热能力，表示燃料消耗量的单位。 规定热值为29，260 kJ/kg(相当于7，000 KAT/kg)的燃料是标准燃料。 & nbsp& nbsp& nbsp五、燃料完全燃烧时所需空气体体积和燃烧产物体积、成分、密度的计算:& nbsp& nbsp(1)助燃空 容积(Lo)的计算:& nbsp；& nbsp1.对于固体和液体燃料，Lo = 0.0889 c++ 0.2667h+0.0333(s-o)nm3/kg:& nbsp；& nbsp2. 燃料:& nbsp；& nbsp& nbsp3.湿空天然气需求(如果需要考虑空天然气中的水)Lo wet = lo (1+0.00124) ф g干水Nm3/kg或Nm3/Nm3 & nbsp；& nbsp& nbsp类型& nbspф-当地空气体的平均相对湿度；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspg干-空气体的饱和水蒸气含量，g/Nm3，由专业设计手册根据空气体温度查得。 & nbsp& nbsp& nbsp4.实际空用气需求安全(ln) ln = NLO: Nm3/kg或Nm3/Nm3:& nbsp；& nbsp类型& nbsptxi x-空气体的数量，保证完全燃烧的最低n值，应由专业手册检查。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)实际燃烧产物体积(VN)VN = v CO2+VH2O+VSO 2+VO2+VN2:Nm3/kg或Nm3/Nm3:& nbsp；& nbsp固体和液体燃料燃烧产物中各组分的体积:v CO2 = 0.0187 c:& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspNm3/kgVH2O=0.112H带++0.0124W带+0.00124ф g干水ln:& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbspNm3/kgVSO2=0.007S使用:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspnm3/kgvo 2 = 0.21(X-1)Lo & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp用+0.79ln求Nm3/kgvn 2 = 0.008n:& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspnm3/kg & nbsp；& nbsp& nbsp燃料燃烧产物中各组分的体积(NM3/NM3): Vco2 = 0.01 (CO湿+CO2湿+CH4湿+2c2h4湿)VH2O=0.01(2CH4湿+2c2h4湿+H2湿+H2O湿+0.124 ф g干水ln) VSO2 = 0.01 +H2S湿VO2。& nbsp& nbsp燃烧产物的成分(体积%):CO2 % = v CO2/VN×100% H2O % = VH2O/VN×100%ρSO2 % = VSO 2/VN×100% O2 % = VO2/VN×100% N2 % = VNN/VN×100%。& nbsp& nbsp(四)燃烧产物密度(PO):& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp对于固体和液体燃料，燃烧产物的密度也可按以下公式计算:& nbsp& nbsp& nbsp(5)燃烧温度的计算:& nbsp& nbsp燃烧温度的计算是先计算理论燃烧温度，再估算实际燃烧温度。 & nbsp& nbsp& nbsp1.理论燃烧温度(t理论):& nbsp& nbsp在没有热量损失的理想条件下，燃料完全燃烧所能达到的最高温度称为理论燃烧温度。 计算时，先计算每Nm3燃烧产物的理论热含量，再计算燃烧温度。 & nbsp& nbsp& nbsp每1Nm3燃烧产物的理论热含量:& nbsp类型& nbspq——单位燃料带入的物理热量，KJ/Kg或KJ/Nm3；；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspq空——单位燃料燃烧所需的空气体带入的物理热量，KJ/Nm3 & nbsp& nbsp& nbsp正常情况下，如果燃料和空气体处于室温，则Q燃烧和Q空很少可以忽略。 如果使用预热气体或空气体，则需要进行计算。 & nbsp& nbsp& nbsp其他符号和之前一样。 & nbsp& nbsp& nbsp燃烧产物中过量空气体的体积百分比:& nbsp& nbsp& nbsp根据I和Vo值，参考图1，可以确定相应的理论燃烧温度T。 & nbsp& nbsp1 & nbspI-t图:& nbsp& nbsp2.实际燃烧温度(T real)& nbsp；& nbsp& nbsp目前的近似估算 一般按以下公式作出:t real =ηt theory，℃其中:η-高温系数，一般在0.65-0.85之间。 & nbsp& nbsp由燃烧计算出的几个热力参数是后续热力计算的必要计算值。 & nbsp& nbsp& nbsp风机选型和送风管径计算应采用助燃空气量LN；& nbsp& nbsp& nbsp除尘设备的选择应采用燃烧产物量VN，排烟风机的选择应采用烟道截面和烟囱尺寸的计算。& nbsp& nbsp& nbsp排烟管道阻力和烟囱尺寸的计算涉及Vn、ρo等参数；& nbsp& nbsp& nbsp工业窑体尺寸的确定还涉及到ln、Vn、ρo、烟气成分等参数。 & nbsp& nbsp& nbsp燃料的燃烧温度(T real)可用于判断是否能满足工艺要求和最高温度，否则必须重新选择燃料。
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