第一章燃烧计算

第一章燃烧计算第1页，共31页，2023年，2月20日，星期三课堂练习某20kW燃气热水器使用四川干气，为了设计鼓风机和烟道，需求空气需要量及烟气生成量。给出四川干气的热值。本热水器的燃烧装置采用的过剩空气系数为1.8。第2页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一章燃气的燃烧计算燃气燃烧计算的内容：(1)确定燃气的热值；(2)计算燃烧所需的空气量及产生的烟气量；(3)确定燃烧温度和绘制焓温图。第3页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一章燃气的燃烧计算燃烧的定义：燃料的可燃成分（H2、CO、CmHn和H2S等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化反应，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。第4页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一章燃气的燃烧计算气体燃料燃烧必须具备的条件：1、燃气和空气需按一定比例呈分子状态混合；2、反应气体具有一定的温度和压力；3、具有完成反应所必需的时间，或者说有足够的燃烧空间。第5页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一章燃气的燃烧计算燃烧反应计量方程式：例如：第6页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一节燃气的热值热值——1m3燃气完全燃烧所放出的热量称为燃气的热值，单位为kJ/m3。对于液化石油气，热值单位也可用kJ／kg。第7页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一节燃气的热值高热值：是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。低热值：是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。高、低热值之差为烟气中水蒸气的气化潜热。第8页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一节燃气的热值混合可燃气体的热值：

H=H1r1+H2r2+…+Hnrn

H——混合可燃气体的高热值或低热值（kJ／m3）H1、H2、…、Hn——燃气中各可燃组分的高热值或低热值（kJ／m3）；r1、r2、…、rn——燃气中各可燃组分的容积成分。

第9页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一节燃气的热值干燃气的低热值与高热值的换算：、、18.57——水蒸气在15℃、0.101325MPa下的气化潜热，×102kJ／m3。第10页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一节燃气的热值干燃气低热值与湿燃气低热值的换算：第11页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一节燃气的热值湿燃气的低热值与高热值的换算：、、第12页，共31页，2023年，2月20日，星期三第一节热值的计算干燃气的高热值与湿燃气的高热值的换算：第13页，共31页，2023年，2月20日，星期三第二节燃烧所需空气量一、理论空气需要量定义：1m3燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧时所需的空气量为理论空气需要量。第14页，共31页，2023年，2月20日，星期三1、根据燃气成分进行计算例如氢气的燃烧：1m30.5m31.88m31m31.88m3

2.38m3

2.88m3第15页，共31页，2023年，2月20日，星期三例如碳氢化合物的燃烧：第16页，共31页，2023年，2月20日，星期三理论空气需要量的理论计算公式：第17页，共31页，2023年，2月20日，星期三2、根据燃气热值近似计算当燃气的低热值小于9953kJ/m3时：当燃气的低热值大于9953kJ/m3时：对于烷烃类燃气：第18页，共31页，2023年，2月20日，星期三二、实际空气需要量实际供给的空气量V与理论空气量V。之比称为过剩空气系数α，即第19页，共31页，2023年，2月20日，星期三二、实际空气需要量α值的大小决定于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。在工业设备中，α值一般控制在1.05~1.20；在民用燃具中一般控制在1.3~1.8。第20页，共31页，2023年，2月20日，星期三第三节燃烧产物的计算一、理论烟气量的计算

二、实际烟气量的计算第21页，共31页，2023年，2月20日，星期三一、理论烟气量的计算

1．按燃气组分计算三原子气体体积：水蒸气体：氮气体积：理论烟气总体积：第22页，共31页，2023年，2月20日，星期三2、根据燃气热值近似计算焦炉煤气：低热值小于11944kJ/m3的燃气：对于烷烃类燃气：其中，天然气，

α=2；石油伴生气，

α=2.2；液化石油气,α

=4.5。第23页，共31页，2023年，2月20日，星期三二、实际烟气量的计算如果忽略过剩空气带入的H2O，则实际烟气量还可根据下式计算第24页，共31页，2023年，2月20日，星期三第四节燃烧温度

一、热量计温度

二、理论燃烧温度

三、实际燃烧温度

第25页，共31页，2023年，2月20日，星期三一、热量计温度定义：燃气燃烧无化学热损失和散热损失时烟气所能达到的温度。第26页，共31页，2023年，2月20日，星期三二、理论燃烧温度定义：燃气燃烧有化学热损失但没有散热损失时烟气所能达到的温度。第27页，共31页，2023年，2月20日，星期三三、实际燃烧温度定义：燃气燃烧有化学热损失以及散热损失时烟气所能达到的温度。第28页，共31页，2023年，2月20日，星期三第五节烟气的焓在进行燃烧设备热力计算时，需要知道烟气在不同温度下的焓。烟气的焓，是指1m3干燃气燃烧所生成的烟气在等压条件下从0℃加热到烟气温度

℃时所需要的热量，单位为kJ/m3干燃气。第29页，共31页，2023年，2月20