燃料與焚燒計算題燃料與焚燒計算題/燃料與焚燒計算題燃料與焚燒計算題例1某廠使用高爐煤氣和焦爐煤氣的混淆煤氣，煤氣溫度為28℃，由化驗室分析的煤氣成分為COCHO2H2CHCON22244焦爐煤氣高爐煤氣求兩種煤氣的發(fā)熱量和當焦爐煤氣與高爐煤氣按3:7混淆時，混淆煤氣的成分和發(fā)熱量。解:查附表5的1米3干煤氣吸取的水分重量g=把干煤氣換算成濕成分：濕CO2

31100%=310=%=%1000.12431.1103.99同理，其他以下表：焦爐煤氣高爐煤氣CO2濕=310%=%1390%=%103.9103.9C2H4濕=290%2.79%103.9O2濕=40%0.39%30%0.29%103.9103.9H2濕=5790%55.75%300%2.89%103.9103.9CH4濕=2540%24.45%60%0.58%103.9103.9CO濕=900%8.66%2620%25.22%103.9103.9N2濕=130%1.25%5600%53.92%103.9103.9W=38.6%3.72%386%3.72%103.9103.9∑=100%∑=100%計算發(fā)熱量和成分焦爐煤氣：Q低=(kcal/m3)高爐煤氣：Q低=(kcal/m3)按焦比為3:7混淆時，混淆煤襟懷為，CO2濕=濕=濕=濕=濕=濕=濕=混淆煤氣的發(fā)熱量為:Q低=+=1875(kcal/m3)例2某廠采用焦爐煤氣和高爐煤氣的混淆煤氣，煤氣成分同(例1)。該爐子的熱負荷為60106kcal/試計算每小時供給給爐子多少立方米煤氣為保證完好焚燒，若要求空氣耗資系數(shù)n=，每小時應供給多少立方米空氣廢襟懷為多少解：由前述例題，已知該煤氣的成分和發(fā)熱量，則：每小時應供給爐子的煤襟懷為60106B==3200(m3/h)1875(2)該煤氣焚燒的理論空氣需要量，按式(4-8)為：o20.518.754.76L=(++2+322100n=時的實質空氣耗資量L=nL=33=(m/m)oo

(m3/m3)則每小時供給爐子的空襟懷為L=3200=5952(m3/h)(3)該煤氣的理論廢氣生成量，按（4-18）為79Lo=++3+4++++=(m3/m3)100n=時Vn=(m3/m3)則實質廢氣生成量為V=3200=8512(m3/h)例3已知某煙煤成分為C燃=%；H燃=%；O燃=%；N燃=%；S燃=%；A干=%；W用=%；求：燃料發(fā)熱量；理論空氣需要量；焚燒產物生成量；成分；重度和燃料發(fā)熱溫度(空氣中水分可忽略不計)解：第一將題給的燃料成分換算成供用成分：A用7.7810037.780.977.75%100C用85.3210037.5585.320.894576.32%100H用4.560.89454.08%用4.070.89453.64%ON用1.080.89451.61%S用4.250.89453.80%W用3.0%∑=%爾后分別計算個指標以下：(1)燃料發(fā)熱量按門捷列夫公式計算Q高=+(kcal/kg)Q低=7410-6(3+=7172(kcal/kg)理論空氣需要量按式(4-5a)L=(kcal/kg)理論燃料產物生成量1kg燃料的焚燒產物中各成分的量為VCO276.3222.4121.431003.822.40.03VSO232100VH2O4.0822.43.022.42100180.5100VN21.6122.479281007.886.25100干焚燒產物生成量干VCO2VSO2VN21.430.036.257.71(m3/kg)V0濕（總）燃料產物生成量V0V干0VH2O7.710.58.21(m3/kg)理論焚燒產物的成分與重度'VCO21.43100%17.42%成份:CO2V08.21'0.03100%0.37%2SO8.21H2O'0.5100%6.09%8.21'6.25100%76.12%N28.21∑=100%重度可按(4-21)式計算4417.46640.37186.092876.2γ==(kg/m3)22.4100燃料發(fā)熱溫度可用以下幾種方法計算內插值近似法3每m干焚燒產物的初始熱含量Q低7172932(kcal/m3)PV干7.710P值與表6-1資料符合。3每m濕產物的初始熱含量Q低7172875(kcal/miR3)V08.21據(jù)資料估計煙煤的發(fā)熱溫度在2100℃，故先假定t‘=2100℃此時焚燒產物熱含量為(按附表7iCO2=.=iSO2=.=iH2O=.=iN2=.=I″=（千卡/米3）因i’<i0，故在架設t″=2200℃，此時ii

CO2SO2

=.==.=iH2O=.=iN2=.=″=″>i0按內插值法式(5-7)得t熱=875846.510021002164℃890.9846.5按近似方程計算依照表5-1，可得∑ViA3i=可忽略不計。代入式5-6，即t3熱t(yī)2熱t(yī)熱-7172=0解該方程，可得t熱=2187℃按比熱近似法計算如表5-2，估計煙煤的燃料發(fā)熱溫度為2100℃左右，則其焚燒產物的比熱為，故7172t熱==2184℃8.210.40例4某連續(xù)加熱爐采用重油作燃料，已知重油的成分為：C=%;H=%;O=%;N=%;S=%;A=%;W=%;為了降低重油的粘度，焚燒前將重油加熱至90℃。燒嘴用空氣作霧化劑，空氣耗資系數(shù)n=，空氣不預熱，空氣中水蒸汽飽和溫度為20℃，求該條件下的重油理論焚燒，溫度，并估計實質可能達到的爐溫(設爐溫系數(shù)為。若是將空氣預熱至400℃，理論焚燒溫度將達到多高解：先計算重油焚燒時的空氣耗資量，焚燒產物生成和相關焚燒產物的成分。不估計空氣中的水分時，理論空襟懷為：L0=1885.0811.30.20.9?1=(m3/kg)1.4290.213100當空氣溫度為20℃時，飽和蒸汽量為g=19g/m3，則估計到空氣的水分，且n=時的實質空氣需要量為：Ln=+19=(m3/kg)焚燒產物生成量V0=850.211.32.00.522.47910.5=(m3/kg)123221828100100Vn=V0+(Ln-L0)=+(m3/kg)焚燒產物中CO2及H2O的成分：VCO285.022.4121.58(m3/kg)100VH2O=11.32.022.4190.0012412.91.59(m3/kg)2181001.58100%11.6%CO2′=13.581.59100%11.7%H2O′=13.58重油的發(fā)熱量。Q低=[81+246(kJ/kg)重油預熱帶入的物理熱。重油的比熱在90℃下為：CR=+90=(kJ/kg℃)則重油預熱帶入的物理熱為：Q燃=90=177(kJ/kg)可見，這項熱量很小，所以簡化計算時，可忽略不計?？諝忸A熱帶入的物理熱?？諝獠活A熱時其物理熱可忽略不計。若將空氣預熱至400℃，則帶入的物理熱為：Q空=[+19]400=6889(kJ/kg)空氣不預熱時的理論焚燒溫度和爐溫。估計理論焚燒溫度在1800℃左右，取C產=，C空=，按式計算，并在此忽略熱分解的熱量，則40340177t理=11.181.67(12.910.5)1.511817(℃)計算溫度與假定符合，即取C產和C空及假定Q分=0當。在這種情況下，如爐溫系數(shù)為，則實質爐溫可達到t爐=1817=1345(℃)這一爐溫關于一般的鋼坯加熱爐是足夠的。即采用重油時空氣不預熱爐溫也可達到要求?？諝忸A熱到400℃時的理論焚燒溫度。估計此時理論焚燒溫度將達到2000℃以上，為了計算熱分解的影響，先計算不估計熱分解時的t’理，取C產=，C空=，得：t’理=11.184034068891772126(℃)1.67(12.910.5)1.51在不估計熱分解的條件下，溫度為2118℃，則估計熱分解時的溫度約為2000℃所以，可在2000℃下求熱分解的熱量。已知焚燒產物中CO2和H2O的分壓分別為和，其分解度為：fCO2=%和fHO=%，則分解2熱分別為：Q分CO2=10-4=2342(kJ/kg)Q分HO=1080010-4=686(kJ/kg)2Q分=2342+686=3028(kJ/kg)4034068891773028t理=1.67(12.910.5)1991(℃)11.181.51可見，空氣預熱后，使理論焚燒溫度提高174℃，若是其他條件不變，爐溫也將隨之提高。若是爐溫不需要提高，即可減少每小時供入爐內的燃料量。這樣預熱空氣便達到了節(jié)儉燃料的目的。例5某敞焰無氧化加熱爐，采用焦爐煤氣加熱，空氣耗資系數(shù)為，已爐氣實質溫度控制在1300℃。焦爐煤氣成分(%)為:CO2=；H2=；CO=；CH4＝；C2H4=；O2=；N2=；H2O=。試求爐內的氣體成分和煙襟懷(爐氣成分CH4和煙粒含量可忽略不計)。解當=時，為不完好焚燒。依照題意，爐內煙氣的組成包括CO，HO，CO，H和N。n2222該焦爐煤氣完好焚燒的理論氧氣需要量，按式(4-7)為L0,O18.77156.5224.832.830.3910.9(m3/m222100當n=時實質供給的氧量為nL0,O20.50.90.45(m3/m3）煙氣中的氮含量可直接由式(4-32b)求出VN21.263.760.451.7(m3/m3）100其他四個未知量VCO2；VCO；VH2O；VH2可依照式(4-29b)、(4-30b)、(4-31b)和式(4-33)列出四個方程式聯(lián)立求解。水煤氣反響的平衡常數(shù)由附表

6當溫度為

1300

℃時為

K3=。列出一組方程式為1VCO+++2VCO21001VH2O+2+2+VH2100111112O+×+×++=VCO2VCOVH2210022=VCO2VH2/VCOVH2O即VCO2VCO=VH2VH2O=VCO1VCO1VHO=2222VCOVH/VCOVHO=222聯(lián)立求解(1)~(4)得VCO2=(m3/m3)；V=(m3/m3)；COVH2O=(m3/m3)；VH2=(m3/m3)煙氣煙量為Vn=++++=(m3/m3)煙氣成分為CO2'0.10H2O'0.563.26×100%=%；3.26×100%=%；CO'0.58H2'0.583.26×100%=%；3.26×100%=%；1.7N23.26×100%=%例6已知天然氣成分(%)：CH4=；C2H4=；CO=；H2=；CO2=；N2=(水分忽略不計)。在不同樣焚燒條件下測得兩組煙氣(%)：(1)CO2'8.00；O'7.00；H'0.55；CH'0；N'84.35；2242CO0.10(2)CO2'8.05；O2'0.70；H2'4.40；CH4'0.60；N2'81.75；CO'4.50;試計算：1)該燃料的特點系數(shù)K,,RO2',大，P；考證兩組煙氣分析值的精準性；計算兩種條件下的空氣耗資系數(shù)和化學不完好焚燒熱損失。解：燃料的特點系數(shù)。依照燃料成分可計算出：L0,O0.50.100.50.47296.3530.4111.94(m3/m3)2100L04.761.949.23(m3/m3)VRO0.2196.3520.410.110.972100VHO0.47296.3520.4111.942100

(m3/m3)(m3/m3)V0干0.97799.232.468.32(m3/m3)100100Q低126.40.101080.4735896.355910.41=34799(kg/m3)可得各特點系數(shù)為：K1.942.00.97RO'大0.97100%11.7%2,8.322111.70.7911.734799P4183(kg/m3)8.32(1)考證分析誤差。將各煙氣成分及值帶入氣體分析方程，第一組煙氣成分為：10.798.000.6050.790.107.000.1850.5521.321.321分析誤差為：21.3100%1.41%第二組煙氣成分為：10.798.050.6050.794.500.700.1854.400.580.790.60分析誤差為：20.721100%1.45%20.7由考證能夠看出，兩組氣體分析的煙氣成分的誤差不大，能夠認為是在工程計算贊同誤差范圍內，故能夠作為進一步計算的原始數(shù)據(jù)。(2)求空氣耗資系數(shù)n。已知燃料的K值，可求出兩組煙氣成分所代表的n值為：7.000.50.10.50.552.08.000.10n12.08.000.101.410.700.54.500.54.4020.62.08.054.500.6n22.08.054.050.60.8求化學不完好焚燒熱損失。已知RO2',大值、P值和煙氣成分，可直接按式(6-35)分別求出兩種情況的不完好焚燒熱損失為：q化，11.71260.101080.55100%2.5%141838.000.10q化，11.71264.501084.403580.60100%26.7%241838.054.500.60由以上計算能夠看出，第一種情況下，n值誠然很大，但仍有不完好焚燒，這說明混淆仍不充分?？墒窃摲N情況下的不完好焚燒損失不大，q化僅%。在第二種情況下，n0.81，既少供給了19%的空氣，但卻造成了嚴重的不完好焚燒，使熱量損失近1/3。例7重