第四章 空气需要量和燃烧产物生成量

第四章空气需要量和燃烧产物生成量第一页，共十二页，编辑于2023年，星期五燃料燃烧所需要的空气（或氧气）数量、燃烧产物生成量以及与此有关的燃烧产物成分和密度，都是根据燃烧反应的物料平衡计算的，这些参数有广泛的实际用途为正确设计炉子的燃烧装置和鼓风装置，必须知道保证一定热负荷（燃料消耗量）所应供给的空气量燃烧产物的生成量、成分和密度，是设计排烟系统所必需已知的参数这些参数与炉内的热交换过程、压力水平也有关系所以，在进行炉子热工计算或热工试验、热工分析中，要求先进行空气需要量和燃烧产物生成量、成分、密度的计算第二页，共十二页，编辑于2023年，星期五空气需要量的计算固体、液体和气体燃料的成分习惯上有不同的表示方法，因此它们的燃烧计算表达式有所不同固体燃料和液体燃料的理论空气需要量气体燃料的理论空气需要量实际空气需要量第三页，共十二页，编辑于2023年，星期五固体燃料和液体燃料的理论空气需要量固体和液体燃料成分（质量百分含量）为

C％＋H％＋O％＋N％＋S％＋A％＋W％＝100％各成分完全燃烧方程式C＋O2＝CO2H2＋1／2O2＝H2OS＋O2＝SO2每公斤燃料完全燃烧时所需要的氧气量(质量）为按标准状况下氧的密度为32／22.4＝1.429（kg/m3)，故换算成体积需要量上述空气需要量是按着化学反应计量关系计算的，忽略了其他因素的影响，故称为“理论氧气需要量”如果是在空气中燃烧，则每公斤燃料完全燃烧所需要的空气量，称为“理论空气需要量”第四页，共十二页，编辑于2023年，星期五气体燃料的理论空气需要量气体燃料成分（体积百分数）为可燃成分燃烧反应方程式为第五页，共十二页，编辑于2023年，星期五每公斤气体体积均为22.4m3,所以1m3CO燃烧需要氧气为1/2m3，依此类推根据前面的推导，1m3气体燃料完全燃烧所需的理论氧气量为1m3气体燃料完全燃烧所需的理论空气量为第六页，共十二页，编辑于2023年，星期五实际空气需要量在实际条件下，要保证炉内燃料完全燃烧，需供给比理论值多的空气；而为了获得炉内的还原性气氛，又需供给少一些的空气。因此，研究不同燃烧过程中实际空气的需要量具有重要的意义。实际空气消耗量用Ln表示Ln=nL0式中n为“空气消耗系数”当n>1时，被称为“空气过剩系数”

L0值取决于燃料的成分，燃料中可燃物含量越高，则L0值也就越大。而Ln值和n值有关，n值则与燃烧条件有关，根据燃烧设备和操作选取的n值越大，Ln值也就越大。

第七页，共十二页，编辑于2023年，星期五燃烧产物的生成量、成分和密度燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平衡进行计算的。完全燃烧时，单位质量（或体积）燃料燃烧后生成的燃烧产物包括CO2、SO2、H2O、N2、O2等，其中O2是当空气消耗系数n大于1时才会有的。燃烧产物的生成量当n＝1时称为理论燃烧产物生成量（V0）当n≠1时称为实际燃烧产物生成量（Vn）第八页，共十二页，编辑于2023年，星期五实际燃烧产物生成量Vn（m3／kg或m3／m3）V0和Vn的差别在于n＝1时比n>1时的燃烧产物生成量少一部分过剩空气量，故可写出对于固体和液体燃料第九页，共十二页，编辑于2023年，星期五对于气体燃料燃烧产物的成分表示为各组成所占的体积百分数，为与燃料成分相区别，燃烧产物的成分分子式上加“′”即第十页，共十二页，编辑于2023年，星期五燃烧产物的密度ρ，有两种计算方法用参加反应的物质的总质量除以燃烧产物的体积。参加反应物为固、液体时参加反应物为气体燃料时用燃烧产物的质量除以燃烧产物的体积第十一页，共十二页，编辑于2023年，星期五不完全燃烧的燃烧产物不完全燃烧时燃烧产物生成量的变化