1.說明煤的化學(xué)組成、揮發(fā)份及灰分、水分、碳分等對煤質(zhì)特性的影響？

煤的化學(xué)組成主要由碳(C)、氫(H)、氧(0)、氮(N)、硫⑸等元素組成：

碳是煤中主要的可燃元素，在燃燒過程中放出大量的熱；煤的炭化程度越高，含碳量

就越大；含碳量高的煤難以著火與燃燼，但是發(fā)熱量很高。

氫也是煤中主要的可燃元素，有效氫的發(fā)熱量很高，是碳發(fā)熱量的3~4倍，煤中氫

含量先隨著炭化程度的增加而增加，當(dāng)煤中含碳量為85%時達(dá)到最大值，然后隨著炭化程

度的增加而下降。

氧是煤中有害的不可燃元素，煤中含氧量隨著炭化程度的增加而下降，煤中氧含量的

存在會使煤發(fā)熱量降低。

氮是煤中的有害不可燃元素其存在不但降低煤的發(fā)熱量而且會生成NOx等污染物;

硫是煤中的有害元素，在煤燃燒過程中會生成SOx等有害污染物。

揮發(fā)分是煤在隔絕空氣條件下加熱到850。(：時析出的氣體。揮發(fā)分含量多的煤，著火

容易，著火溫度低，燃燼容易；揮發(fā)分含量少的煤，著火溫度高，著火困難，燃燼非常困

難。

灰分是指煤中所含的礦物質(zhì)在燃燒過程中經(jīng)過高溫分解和氧化作用后生成的一些固體

殘留物?；曳趾扛叩拿翰粌H使煤的發(fā)熱量減小，而且影響煤的著火與燃燒。由于燃燒煙

氣中飛灰濃度大，使受熱面易受污染影響傳熱、降低效率，并使受熱面易磨損而減少壽命。

同時，對排煙中的含塵量必須采用高效除塵措施，使排煙中含塵降低到合格的排放指標(biāo)。

在煤的使用過程中，一定要重視煤的灰熔點，舌則容易造成結(jié)渣，不利于燃燒過程中空氣

的流通和氣流均勻分布，破壞燃燒過程的穩(wěn)定運行。

水分是煤中的不可燃成分，其存在不僅降低了燃料的可燃質(zhì)含量，含水量大的燃料發(fā)

熱量低，不易著火、燃燒，而且在燃燒時還要消耗熱量使其蒸發(fā)和將蒸發(fā)的水蒸q加熱，

降低燃燒室溫度，使鍋爐效率降低，并使排煙損失加大，還易在低溫處腐蝕設(shè)備。含水量

大的煤使得制粉設(shè)備制粉困難，需要高溫空氣或煙氣干燥。同時，水分大的煤也不利于運

輸，并使成本增加。但是，在高溫火焰中水蒸氣對燃燒具有催化、媒介作用，可以加速煤

粉焦碳的燃燒，可以提高火焰黑度，增加火焰及煙氣的輻射放熱強(qiáng)度,加強(qiáng)燃燒室爐壁的

輻射換熱。另外，水蒸氣分解時產(chǎn)生的氫分子和氫氧根可以提高火焰的熱傳導(dǎo)率。這樣，

水分使飛灰中碳粒減少，從而使機(jī)械不完全損失減少，TSP減少，同時水分的蒸發(fā)有利于

疏松煤層，增加孔隙率，改善燃燒。因此綜合考慮，應(yīng)以合適水分為好。

煤中碳分包括固定碳和游離碳。固定碳是指在隔絕空氣的情況下煤中揮發(fā)分析出后剩

下的固體物質(zhì)中的含碳量；游離碳是指揮發(fā)分中的含碳量。一般來說，煤的煤化程度越高，

揮發(fā)分含量越少，固定碳含量越高。煤中固定碳含量高，不利于煤的著火和燃燒，煤難以

燃燼。

2.什么是有效氫，什么是化合氫？

有效氫：與碳、硫結(jié)合在一起的氫，也叫可燃?xì)洌蛇M(jìn)行燃燒反應(yīng)，并放出熱量；

化合氫：與氧結(jié)合在一起的氫，不能參與燃燒反應(yīng)。

在計算煤的發(fā)熱量和理論空氣需要量時，氫的含量應(yīng)該以有效氫為準(zhǔn).

3.何謂燃料的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量？為什么在工程和設(shè)計計算中使用低位發(fā)熱

量？

煤的高位發(fā)熱量是指單位質(zhì)量或單位體積的燃料完全燃燒后燃燒產(chǎn)物冷卻到使其中的

水蒸汽凝結(jié)成0℃的水時所放出的熱量；

煤的低位發(fā)熱量是指單位質(zhì)量或單位體積的燃料完全燃燒后燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽冷卻

到2(rc時放出的熱量，不包括水蒸汽潛熱的燃料發(fā)熱量；

因為熱力設(shè)備的排煙溫度一般大于ioo℃,煙氣中的水蒸氣尚未冷凝而直接排出，使

燃料燃燒后煙氣中的水蒸汽潛熱無法回收利用。

4.什么是標(biāo)準(zhǔn)煤？

能源的種類很多，所含的熱量也各不相同，為了便于相互對比和在總量上進(jìn)行研究，

我國規(guī)定應(yīng)用基低位發(fā)熱量Qnet,ar=29271kJ/kg(即7000kcal/kg)的燃料為標(biāo)準(zhǔn)煤，也稱

煤當(dāng)量。標(biāo)準(zhǔn)煤實際是不存在的，只是人為的規(guī)定。提出標(biāo)準(zhǔn)煤的主要目的是把不同燃料

劃歸統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，便于分析、比較熱力設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。不同的煤具有不同的發(fā)熱量，有時

差別很大。因此，在相同容量、相同參數(shù)的鍋爐，在相同運行條件下，不能僅僅依據(jù)消耗

燃料量的多少，來衡量鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性。如果把不同的燃煤都折算為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)煤，那

就容易判斷：哪一臺爐的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量低，哪一臺鍋爐的運行經(jīng)濟(jì)性就好。

5.煤質(zhì)分析主要包括哪些內(nèi)容？

工業(yè)分析(工分)：灰分、水分、揮發(fā)份、固定碳、低位發(fā)熱最、焦渣特性；

元素分析（元分）：碳、氫、氧、氮、硫。

6.煤的成分分析有幾種基準(zhǔn)？各有什么意義？各用于什么場合？

應(yīng)用基（收到基，asreceivedbasis—ar）:以收到狀態(tài)下包括全部組分在內(nèi)（包括全部

水分和灰分）的燃料成分總量作為計算基準(zhǔn)，用于煤的燃燒產(chǎn)物計算。

Q,+%++N“+%+兒,+=100

空氣干燥基（分析基，airdrybasis-ad）:以除去外在水分后的燃料成分總量為計算基

準(zhǔn),燃料被60＜的空氣干燥至風(fēng)干狀態(tài)，外在水分已經(jīng)逸出，燃料中僅剩下內(nèi)在水分，

常用于實驗室煤質(zhì)分析。

Qd+"加+0ad+N,1d+Sw+4+=100

干燥基（drybasis-d；:以除去全部水分后的燃料成分總量為計算基準(zhǔn)。燃料在烘箱

（102-105。。中烘干失去全部水分，表示煤中的穩(wěn)定成分，用于不同煤種的質(zhì)量匕戚。

G+”"+O,/+N“+Sd+A/=100

干燥無灰基（可燃基，dryashfreebasis-daf）:以除去水分和灰分后的燃料成分總量

為計算基準(zhǔn)。常用于確切地說明煤的化學(xué)組成特點。

CM+H^+O呵+N軻+s呵=1情

*2-3各種It準(zhǔn)成分之間的撿一:蔡敦

需要換算到的基準(zhǔn)成分

已知荔鹿成分

收到基（ar）空氣干燥基（ftd）干燥基（d）干燥無灰基<daf）

100100

收到某

<ar>1100-M?r100—AR—

1Q0-M”100100

空氣干事基（1

ad>100-M?i100100-ALM.

]00—也_100

干燥基（）1

d100100吁Ad

100-A嗎一Mu100—AM-Ma100-Aj

干鼻無灰基（1

daf>100100100

7.煤中水分有幾種存在方式（內(nèi)水分，外水分）？請用應(yīng)用基（收到基）表示出分析

基內(nèi)水分？

煤中水分有外水分和內(nèi)水分之分。外水分為環(huán)境條件下機(jī)械地附在燃料表面的水分，

與環(huán)境空氣濕度、溫度等外界條件有關(guān)；內(nèi)水分為實驗室條件下的燃料達(dá)到風(fēng)干狀態(tài)而失

去外在水分后的剩余水分，主要為化學(xué)吸附水及礦物質(zhì)結(jié)晶水。全水分為外水分和內(nèi)水分

之和；外水分的基準(zhǔn)為應(yīng)用基（收到基）；內(nèi)水分的基準(zhǔn)為分析基（空氣干燥基）。

M外=1\1外21M內(nèi)=1\1內(nèi)2￡|;Mar=M內(nèi)2「+M外arM內(nèi)ar=M內(nèi)ad（100?M外

ar）/100

水分是煤中的不可燃成分，其存在降低了燃料的可燃質(zhì)含量，含水量大的燃料發(fā)熱量

低，不易著火、燃燒，而且在燃燒時還要消耗熱量使其蒸發(fā)和將蒸發(fā)的水蒸氣加熱，降低

燃燒室溫度，影響燃料的著火與燃盡，使鍋爐效率降低，并使排煙損失加大，易在低溫處

腐蝕設(shè)備，還會造成堵灰等問題。含水量大的煤是的制粉設(shè)備制粉困難，需要高溫空氣或

煙氣干燥。同時，水分大的煤也不利于運輸，并使成本增加。但是水分使飛灰中碳粒減少，

從而使機(jī)械不完全損失減少，TSP減少，同時水分的蒸發(fā)有利于疏松煤層，增加孔隙率，

改善燃燒。因此綜合考慮，應(yīng)以合適水分為好。

8.煤中硫分有幾種存在方式？

硫在煤中的存在形式主要有三種：有機(jī)硫、黃鐵礦硫和硫酸鹽硫。有機(jī)硫是含于燃料

有機(jī)體中的硫，其均勻分布在煤中，與其它元素（C、H、0）結(jié)合形成復(fù)雜的有機(jī)化合物；

黃鐵礦硫為含于金屬硫化物中的無極硫，以金屬硫化物（FeS2、CuS、ZnS等）的形式存在,

主要形式為FeS2；硫酸鹽疏主要以CaSd、MgSCU、FeSd等無機(jī)鹽形式存在。有機(jī)硫

與黃鐵礦硫均可以燃燒放出熱量，二者合稱可燃硫或揮發(fā)硫。硫酸鹽硫已經(jīng)充分氧化，不

能參與燃燒反應(yīng)，是燃料燃燒后所形成灰渣的一部分。

9,油的閃點和燃點及著火點？

閃點：當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時，其中分子量較小，沸點低的成分將先由油的表面

氣化逸出，形成油蒸氣。油溫升高，油蒸氣越多，油表面附近的油蒸汽濃度越大。此時，

有外來火源的情況下，在油面上會出現(xiàn)閃火現(xiàn)象（時間不超過5s），但是未構(gòu)成持續(xù)燃燒；

燃點：當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時，其中分子最較小，沸點低的成分將先由油的表面

氣化逸出,形成油蒸氣。油溫升高，油蒸氣越多，油表面附近的油蒸汽濃度越大。當(dāng)油的

蒸發(fā)速度很快時，在有外來火源情況下，在油面上閃火后持續(xù)燃燒（＞5s）;

著火點：當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時，其中分子量較小，沸點低的成分將先由油的表

面氣化逸出，形成油蒸氣。油溫升高，油蒸氣越多，汩表面附近的油蒸汽濃度越大。在無

外來火源的情況下，在油面上形成的持續(xù)燃燒。

10.什么叫粘度？重油粘度有幾種表示方法？運動粘度的單位及其換算？

粘度是表示流體質(zhì)點之間摩擦力大小的物理指標(biāo)，可以用來衡量燃油的流動性，是影

響燃料油輸送、霧化質(zhì)量的主要因素。重油的粘度隨溫度的升高而降低，壓力增加，液體

粘度增加，但是影響不大。

其表示方法有動力粘度、運動粘度、恩氏粘度。運動粘度的單位及其換算：

1斯托克斯(St)=km2/s=lX

1/lOOSt稱為"理斯"用符號cSt表示，lcSt=lmm?/s?

運動粘度與恩氏粘度之間的換算關(guān)系：

u=(0.O73￡-)XILmi/s

11.說明燃?xì)飧蓾癯煞值谋硎痉椒皳Q算方法？

濕成分：包括燃料中水蒸氣組分的表示基準(zhǔn)。

0)3%+HJ%+CHj%+???p+CO??%+NF%+O產(chǎn)%+HQ*%=100%

干成分：不包括燃料中水蒸氣組分的表示基準(zhǔn)。

CO干%+HJ%+CH4f%+…，”+COJ%+N/%+0J%=100%

干、濕成分換算關(guān)系：

**%=k％10:—'乩°?

100

進(jìn)行燃燒計算時要用氣體燃料的濕成分來算。

12.何謂理論空氣量？

單位質(zhì)量或單位體積的燃料完全燃燒（無剩余可燃組分和CO）時所需要的最小空氣量

（燃燒產(chǎn)物中氧氣為零），即從燃燒化學(xué)反應(yīng)式出發(fā)計算出的1kg（或lm3）燃料所含可燃元素

完全燃燒所需的空氣量稱為理論空氣量。一般來說，燃料的理論空氣量與其發(fā)熱量大致成

正比關(guān)系。lOOOkcal熱量的燃料燃燒時約需lNm3空氣量。

13.何謂理論煙氣量？何謂實際煙氣量？其煙氣成分中有何差別？為什么？

理論煙氣量：1kg或lm3燃料在=1的情況下完全燃燒,所生成的煙氣量為理論煙

氣量。

實際煙氣量：1kg或lm3燃料在＞1的情況下完全燃燒，所生成的煙氣量為實際煙

氣量。

與理論煙氣量相比，實際煙氣組分上多了一項02；在煙氣總量上，多了過量空氣

（）V。以及隨過量空氣帶入煙氣中的水蒸氣，這部分過量空氣包括0.21（）V。的

氧氣和0.79（）V。的氮氣。理論煙氣量只與燃料的成分有關(guān)，而實際煙氣量不但與燃

料成分有關(guān)，還與空氣消耗系數(shù)有關(guān)。在理論燃燒狀態(tài)下,空氣中的氧被全部消耗，因

此煙氣中沒有氧；而實際燃燒過程中，當(dāng)空氣過量時（＞1）,煙氣中多了一部分過?？諝?/p>

量（）V。。

14.何謂過量空氣系數(shù)（空氣消耗系數(shù)）?過量空氣系數(shù)的大小對燃燒及設(shè)備效率有

何影響？

-A=a

過量空氣系數(shù)為實際空氣量Vk與理論空氣量V。之比(V0)其大小直接影響燃燒

效率和設(shè)備效率。實際煤正常的燃燒過程中空氣消耗系數(shù)通常大于1,而實際煤氣化過程

中空氣消耗系數(shù)通常小于lo

在燃燒設(shè)備中，燃燒過程一般在爐膛出口處結(jié)束，因此對燃燒有重大影響的是爐膛出

口處的過量空氣系數(shù)”太大會造成過大的排煙熱損失，使得設(shè)備效率降低，并使?fàn)t

溫偏低，不利于爐內(nèi)燃燒；”太小會造成固體及氣體燃料不完全燃燒損失過大，使得燃燒

效率降低，污染物排放濃度高；對于不同燃料和不同的燃燒方式，”大不相同，存在一個

最佳值，應(yīng)在設(shè)計和運行中接近此值。

15.不同的過量空氣系數(shù)情況下的燃燒產(chǎn)物有何區(qū)別？

21：完全燃燒時，然燒產(chǎn)物中除了C02、H2。、S02、NOX之外，還有剩余的氧;

不完全燃燒時，燃燒產(chǎn)物中除了C02、也0、S02、Nox、02之外，還有不完全燃

燒產(chǎn)物CO和也以及CK等。

此時，不完全燃燒程度越嚴(yán)重，燃燒產(chǎn)物體積增加的也就越多。

<1：燃料與空氣混合均勻,燃燒產(chǎn)物中可能有CO、出、CH4，但是沒有。2；

燃料與空氣混合不充分，燃燒產(chǎn)物中有CO、H2、CH4，但是有。2；

此時，將會使燃燒產(chǎn)物生成量有所減少。

16.何謂燃燒溫度？理論燃燒溫度？理論發(fā)熱溫度？各有什么意義？

燃燒溫度：燃料在爐內(nèi)實際燃燒后煙氣所達(dá)到的溫度（有散熱），它是在邊燃燒邊傳熱

的情況下煙氣達(dá)到的溫度，在高度方向和爐膛截面的不同處，其燃燒溫度是不相同的；此

外還與燃燒完全程度及燃料是否熱解有關(guān)。

理論燃燒溫度（絕熱燃燒溫度）：假定爐膛邊界不傳熱（絕熱系統(tǒng)）時，燃料完全燃燒（不

完全燃燒熱損失為零）時爐內(nèi)煙氣所能達(dá)到的最高溫度（不等于1,燃料和空氣均可預(yù)熱）。

理論燃燒溫度是燃料燃燒的一個重要指標(biāo)，為某種燃料在某一燃燒條件下所能達(dá)到的最高

溫度，其對于爐內(nèi)過程分析和熱工計算都是一個極其重要的依據(jù)，對于燃料與燃燒條件的

選擇，溫度水平的估計和爐內(nèi)換熱計算，都有實際意義。

理論發(fā)熱溫度：假定爐膛邊界不傳熱（絕熱系統(tǒng)）時，燃料完全燃燒（不完全燃燒熱損失

為零），燃料和空氣均不預(yù)熱時,空氣消耗系數(shù)為1時，爐內(nèi)煙氣能達(dá)到的溫度稱為理論發(fā)

熱溫度。理論發(fā)熱溫度只和燃料性質(zhì)有關(guān)，是從燃燒溫度的角度評價燃料性質(zhì)的一個指標(biāo)。

17.理論燃燒溫度與哪些因素有關(guān)？提高理論燃燒溫度的措施？

理論燃燒溫度（絕熱燃燒溫度）：假定爐膛邊界不傳熱（絕熱系統(tǒng)）時，燃料完全燃燒（不

完全燃燒熱損失為零）時爐內(nèi)煙氣所能達(dá)到的最高溫度（不等于1,燃料和空氣均可預(yù)熱）。

理論燃燒溫度是燃料燃燒的一個重要指標(biāo)，為某種燃料在某一燃燒條件下所能達(dá)到的最高

溫度，其對于爐內(nèi)過程分析和熱工計算都是一個極其重要的依據(jù)，對于燃料與燃燒條件的

選擇，溫度水平的估計和爐內(nèi)換熱計算，都有實際意義.

其影響因素如下：燃料的種類和發(fā)熱量，理論燃燒溫度的增加正比于Qnet/Vy；空氣消

耗系數(shù)；空氣或燃料的預(yù)熱溫度；空氣的富氧程度，氧氣濃度在30%以下增加氧氣濃度效

果明顯；燃燒速度及減少散熱。

提高理論燃燒溫度的措施：提高空氣和燃料的預(yù)熱溫度；選擇合適的空氣消耗系數(shù)，

在較小的煙氣排放量下保證燃料的快速燃燒與燃盡；提高氧氣濃度等。

18.富氧程度對不同發(fā)熱量燃料的燃燒影響如何？為什么？

/理二Q低+2-+Q慣一。分

燃料在氧氣或富氧空氣中燃燒時，理論燃燒溫度’咚.%比在空氣中燃燒

時要高。這是因為當(dāng)燃料在氧氣或富氧空氣中燃燒時，燃燒產(chǎn)物生成量有了變化，燃燒產(chǎn)

物的生成量隨著空氣的富氧程度增加而減小，從而使得燃料的理論發(fā)熱溫度增加。燃料的

理論燃燒溫度不但和燃料的發(fā)熱量有關(guān)，還與燃料在富氧情況下的燃燒產(chǎn)物生成量有關(guān)，

發(fā)熱量比較高的燃料的理論燃燒產(chǎn)物生成量較大,因此受空氣的富氧程度的影響較大，而

發(fā)熱量較小的燃料則影響較小。富氧空氣中的氧濃度在30%以下時，效果明顯，如氧濃度

繼續(xù)增加，效果減弱。

19.試寫出煤的燃料特性系數(shù)的表達(dá)式？并說出其意義？

"=2.35(H;I-0.125O是一個無因次數(shù)，僅取決于燃料的元素成分，對于固體與

液體燃料來說，其為燃料中自由氫與碳之比。

20.試寫出燃燒效率的表達(dá)式并說出式中各項的含義？其與鍋爐效率有什么不同？

0000

燃燒效率/=。-%-%*，式中q3為化學(xué)不完全燃燒損失，q4為機(jī)械不完全燃

燒損失。

鍋爐效率%=(師%)/】3，式中q三為化學(xué)不完全燃燒損失，*為機(jī)械

不完全燃燒損失，q2為排煙熱損失,q5為鍋爐散熱熱損失，q6為灰渣物理熱損失。

,21

21.公式""。"一版中，k°鼠八的含義是什么？寫出完全燃燒和不完全燃燒的方程

式？

1+夕中，RO；a:當(dāng)煙氣中無過剩的氧量,即過量空氣系數(shù)為1,且能完全燃

燒時煙氣中的三原子氣體的濃度，其只取決于燃料特性系數(shù)，為燃料特性之一，只與燃

料的元素成分有關(guān)。

，。尸V

■“耳，該式表明燃料完全燃燒時，其煙氣組分一定符合該方程式，但是，煙氣

組成符合該方程式的燃燒未必是完全燃燒。所以，該式是燃料完全燃燒的必要條件，而非

充分條件。

(]+陽。2+(0.605+09+。2-。.185凡-(0.58-0嘰=21,該式表明燃料不完全芯燒時,

其煙氣組分一定符合該方程式。

22.何為阿累尼烏斯定律？何為活化能E?活化能與何因素有關(guān)？

阿累尼烏斯定律：阿累尼烏斯通過對反應(yīng)過程中濃度隨時間的變化關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，

E

k=Aexp(-------)

溫度對反應(yīng)速率的影響，集中反映在反應(yīng)速率常數(shù)攵上，即大丁。阿累尼烏斯定

律說明了燃料本身的活性與反應(yīng)溫度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響。阿累尼烏斯定律是實驗得出

的結(jié)果，并不是所有的化學(xué)反應(yīng)都符合阿累尼烏斯定律。

活化能(E)：根據(jù)活化分子碰撞理論，活化分子所具有的平均能量(Ee)與反應(yīng)物分子的

平均能量(Em)之差稱為活化能(ActivationEnergy,用Ea表示)，表明反應(yīng)物分子由普通

1

分子轉(zhuǎn)化為活化分子所需要吸收的平均能量，單位kJ-mol-0在一定溫度下，某一燃料的

活化能越小，其反應(yīng)能力越強(qiáng)，反應(yīng)速度受溫度的影響也就越小，在較低的溫度下也容易

著火與燃盡；活化能越大的燃料，其反應(yīng)能力越差，反應(yīng)速度受溫度的影響越大，不但著

火困難，而且需要在較高的溫度下經(jīng)過長時間才能燃盡?；罨艿乃绞菦Q定燃燒反應(yīng)速

度的內(nèi)因條件。

活化能的影響因素：反應(yīng)物性質(zhì)及濃度、溫度、壓力、反應(yīng)混合物中惰性物質(zhì)、催化

劑等。

23.何為質(zhì)量作用定律？化學(xué)反應(yīng)速度與哪些因素有關(guān)？

質(zhì)最作用定律反映了參加反應(yīng)物質(zhì)的濃度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響，其意義為：對于均

相反應(yīng)，在一定溫度下，簡單反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)的基元反應(yīng)，其反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度以

其化學(xué)計量系數(shù)為指數(shù)幕的乘積成正比，即叩二女仁心。

影響因素：溫度、活化能、反應(yīng)物濃度、壓力、混合氣組成、反應(yīng)混合氣中不可燃?xì)?/p>

體組成。

24.鏈鎖反應(yīng)過程由幾個步驟組成？

鏈的激發(fā)過程、鏈的傳遞過程、鏈的終止過程。

25.什么是均相燃燒、異相燃燒？什么是動力燃燒、擴(kuò)散燃燒及中間態(tài)（過渡態(tài)）燃燒？

（舉幾個動力燃燒的例子？）為什么工程上常用擴(kuò)散燃燒方式？

均相燃燒：燃料和氧化劑的物態(tài)相同，如氣體燃料在空氣中的燃燒，燃料和氧化劑都

是氣體,屬于同相燃燒。

異相燃燒：燃料和氧化的物態(tài)不同，如固體燃料在空氣中的燃燒屬于異相燃燒。

動力燃燒：燃料與氧化劑混合時間遠(yuǎn)小于燃料與氧化劑的混合物為達(dá)到開始燃燒反應(yīng)

的溫度時所需的加熱時間和完成化學(xué)反應(yīng)所需時間之和，擴(kuò)散性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化學(xué)反應(yīng)性能，

燃燒速度取決于化學(xué)反應(yīng)性能，而與擴(kuò)散性能無關(guān)。此時，擴(kuò)散性能很強(qiáng)，燃料表面有足

夠的氧氣，阻礙燃燒的是不能迅速進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。如預(yù)先混合好的可燃?xì)怏w與空氣混合物

的燃燒過程、層燃爐尾部燃燼區(qū)的燃燒過程、細(xì)小顆粒煤粉的燃燒過程和煤粉爐尾部的燃

燒等，即動力燃燒不只在氣體燃料燃燒時才存在。

其主要影響因素是可燃物與氧的化學(xué)反應(yīng)速度，化學(xué)反應(yīng)速度與反應(yīng)空間的壓力、溫

度、反應(yīng)物質(zhì)濃度有關(guān).對于鍋爐的實際燃燒，影響化學(xué)反應(yīng)速度的主要因素是爐內(nèi)溫度，

爐溫高，化學(xué)反應(yīng)速度快。

擴(kuò)散燃燒：燃料與氧化劑混合時間遠(yuǎn)大于燃料與氧化劑的混合物為達(dá)到開始燃燒反應(yīng)

的溫度時所需的加熱時間和完成化學(xué)反應(yīng)所需時間之和，化學(xué)反應(yīng)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過擴(kuò)散性能

時，燃燒速度取決于擴(kuò)散性能，而與化學(xué)反應(yīng)能力無關(guān)，化學(xué)反應(yīng)能力很強(qiáng),只要氧氣擴(kuò)

散到燃料表面，就能立即燃燒掉，阻礙燃燒的是氧氣供給不足.如氣體燃料與空氣分別由

兩個噴口進(jìn)入燃燒室的燃燒過程和人顆粒煤的燃燒過程。對于擴(kuò)散燃燒，對其燃燒進(jìn)行強(qiáng)

化的主要方法是加強(qiáng)燃料與空氣的混合，其次是提高二者的溫度等。

其主要影響因素是氧和可燃物的物理混合速度，而物理混合速度取決于空氣與燃料的

相對速度、氣流擾動情況、擴(kuò)散速度等。

中間（過渡）態(tài)燃燒：當(dāng)燃燒過程處于擴(kuò)散燃燒與動力燃燒兩種極限情況之間時，擴(kuò)散

能力和化學(xué)反應(yīng)能力相差不大，燃料的燃燒速度與擴(kuò)散能力和化學(xué)反應(yīng)能力都有關(guān)系。

為什么工程上常用擴(kuò)散燃燒方式：擴(kuò)散燃燒較穩(wěn)定，安全性高，不會回火；火焰長度

可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，燃燒熱功率大，可以適應(yīng)工程的各種需要，操作方便，故在工程上獲

得廣泛應(yīng)用。

26.工程應(yīng)用中主要有哪幾種射流？各有什么特點？對燃燒過程有什么作用？

自由射流、同向平行流中的射流、交叉射流、環(huán)形射流、同軸射流、旋轉(zhuǎn)射流。

自由射流：射流是一種完全的分離流，射流自噴管流出后，在與噴入空間中的介質(zhì)相

互作用下發(fā)展，不再受原來的固定邊界的影響。因為與外界流體之間存在速度差，且有粘

性，射流與周圍流體之間產(chǎn)生湍流旋渦。由于微團(tuán)的脈動和流體之間的摩擦，射流與周圍

介質(zhì)之間不斷地以湍流擴(kuò)散的形式進(jìn)行熱量、質(zhì)量和動量的交換，射流帶動周圍流體一起

沿著射流前進(jìn)方向移動，結(jié)果使射流質(zhì)量不斷增加，射流的橫向尺寸（徑向）越來越大，而

速度不斷衰減。煤氣噴射到大氣中的燃燒，即為自由射流。

交叉射流：射流以某一角度與主流相交的射流或兩股射流以某一角度交叉噴出的射流

現(xiàn)象。交叉射流的混合強(qiáng)度，也就是射流與主氣流的幼量、質(zhì)量和熱量交換，與射流射入

主氣流的深度和射程有很大關(guān)系。而這些參數(shù)，即表征射流運動的特性參數(shù)，與主氣流和

射流的速度、主氣流和射流軸線的交角、主氣流和射流的溫差、密度差、噴嘴的型式等因

素有關(guān)；交叉射流可以促進(jìn)射流與主流的混合，因此在工程上應(yīng)用非常廣泛，如在向火焰

中噴射二次助燃空氣（分級燃燒）或稀釋空氣（高速等溫?zé)欤r，常采用交叉射流；

環(huán)狀射流與同軸射流：在環(huán)狀射流與同軸射流的充分發(fā)展區(qū)，流動狀況與軸對稱的圓

射流類似。但是在靠近噴口附近，在環(huán)狀射流中心有T氐壓回流區(qū)；在同心射流的交接面

上，由于中央噴管有一定厚度，也會在靠近噴口附近形成環(huán)狀回流區(qū)。由于回流區(qū)的存在

能改善火焰的穩(wěn)定性，因此，環(huán)狀射流與同心射流在燃燒技術(shù)中特別重要,如有鈍體的直

流燃燒器和軸向直流燃燒器。

旋轉(zhuǎn)射流：射流離開噴口前強(qiáng)迫流體做旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)流體離開噴口后，除了具有一般

射流的徑向與軸向速度分量外，還具有一定分布的圓周向（切向）速度分量。由于射流旋轉(zhuǎn)

運動的結(jié)果，在旋流流場的徑向和軸向上都產(chǎn)生壓力梯度。當(dāng)射流旋轉(zhuǎn)比較激烈時，由于

軸向壓力梯度增大，流體將在軸向上發(fā)生倒流，從而在噴口附近出現(xiàn)回流區(qū)。因此，旋轉(zhuǎn)

射流具有旋轉(zhuǎn)湍流運動、自由射流及尾流的特點：a.旋轉(zhuǎn)射流具有內(nèi)回流區(qū)和外回流區(qū)，

相對直流射流而言，旋轉(zhuǎn)射流從內(nèi)外兩側(cè)卷吸高溫?zé)煔?，卷吸周圍介質(zhì)的能力強(qiáng)，擴(kuò)展角

比較大，可以依靠自身的回流區(qū)保持穩(wěn)定著火；b,旋轉(zhuǎn)射流出口處速度高，由軸向、徑向

和切向速度組成，氣流的早期混合強(qiáng)烈；c.切向速度衰減很迅速，氣流旋轉(zhuǎn)效應(yīng)消失較快，

因此后期混合較弱；d.旋轉(zhuǎn)射流的軸向速度衰減也較快，因此射流射程較短。

27.簡述自由射流的自模性？

射流在基本段中各截面的速度、溫度與濃度分布是相似的,如圓形噴口的自由射流基

本段任一斷面的無因次速度、溫度與濃度和無因次距離之間具有這樣的相似性，

2L=[]_(￡)力2/Y=]一(2)，2C~Cw=1一(且嚴(yán)2

小口、4一用、G-以為，表明各斷面速度、溫度、濃度分布

雖不相同，但各斷面的無因次速度、溫度、濃度分布規(guī)律是相同的。

28.為什么旋轉(zhuǎn)射流能夠強(qiáng)化燃燒？

旋轉(zhuǎn)射流具有內(nèi)回流區(qū)和外回流區(qū)，相對直流射流而言，旋轉(zhuǎn)射流從內(nèi)外兩側(cè)卷吸高

溫?zé)煔?，卷吸周圍介質(zhì)的能力強(qiáng)，擴(kuò)展角比較大，可以依靠自身的回流區(qū)保持穩(wěn)定著火；

旋轉(zhuǎn)射流出口處速度高，由軸向、徑向和切向速度組成，氣流的早期混合強(qiáng)烈。鑒于此，

旋轉(zhuǎn)射流可以保證燃料及時、順利地著火和穩(wěn)定燃燒。

29.什么是著火溫度和著火？什么是點火溫度和點火？著火與點火的相同點與不同

點是什么？

預(yù)混可燃?xì)怏w由于自身溫度的升高而導(dǎo)致可燃混合物系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)自行加速、不需要

外界作用而引起的著火燃燒稱為"自燃著火"或"著火"；可燃混合物熱自燃需要有一定的

能量儲存過程?？扇蓟旌衔锵到y(tǒng)化學(xué)反應(yīng)可以自動加速、不需要外界作用而達(dá)到自燃著火

的最低溫度稱為"著火溫度:對某一可燃混合物來說,著火溫度隨著具體的熱力條件變化

而變化，并不是一個物性參數(shù)。

用小火焰或高溫氣體、熾熱物體、電火花等外界能量強(qiáng)迫可燃混合物的化學(xué)反應(yīng)速度

急劇加快所引起的著火過程，即用一個不大的點熱源，使某一局部可燃混合物著火燃燒，

依靠火焰?zhèn)鞑ナ拐麄€可燃混合物達(dá)到著火燃燒稱"被迫著火"或"強(qiáng)制點火"，簡稱"點火"。

能使可燃混合物點燃的最低溫度稱為"點火溫度"。影響預(yù)混可燃?xì)怏w點燃的主要因素有:

可燃混合物的性質(zhì)(發(fā)熱量、導(dǎo)熱系數(shù)、活化能、濃度、流速、溫度、化學(xué)反應(yīng)常數(shù)等)；

點火熱源的性質(zhì)（點火能量、固體表面的比表面積、形狀大小與催化性質(zhì)等）;可燃混合物

的流速及速度場分布等。

自燃和點燃的相同之處在于燃燒反應(yīng)都有低速度突然加速為極高速度的過程；不同之

處：a.點燃促使混合氣體局部（點火源附近）化學(xué)反應(yīng)加速，而自燃則在整個預(yù)混可燃?xì)怏w

內(nèi)進(jìn)行；b.點燃溫度一般高于自燃溫度；c.預(yù)混可燃?xì)怏w能否點燃不僅取決于點火源附近

局部預(yù)混氣體能否著火，而且取決于火焰能否在混合氣中順利傳播。

30.著火溫度和著火濃度界限的影響因素有哪些？

影響著火溫度和著火濃度界限的因素有：可燃混合物的壓力、成分、溫度、惰性氣體

含量、流速、可燃預(yù)混混合物的初始溫度等。

31.試解釋為何著火和點火存在著火濃度界限？

在一定溫度或者壓力下，反應(yīng)放出的熱是反應(yīng)速率的函數(shù),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)質(zhì)量作用定

律w=AC或，而反應(yīng)速率取決于化學(xué)組成。所以當(dāng)氧化劑濃度或者燃料濃度很低時，化學(xué)

反應(yīng)速度低，放出的熱量很少，不足以使混合氣內(nèi)熱量積累，著火過程困難，著火溫度升

高.當(dāng)混氣濃度超出濃度界限時，由于化學(xué)反應(yīng)速率太低，混和氣反應(yīng)放出的熱量小于散

E

k=4exp（----）

熱時，這時不可能發(fā)生著火。根據(jù)阿累尼烏斯定律RT，當(dāng)壓力或者溫度下降時，

化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)下降，化學(xué)反應(yīng)速度降低，著火濃度范圍縮??；當(dāng)壓力或溫度下降超過

某一點時，任何濃度成分的混合氣都不能著火。

點火濃度界限也是如此，而且，著火濃度界限和點火濃度界限是相近的。

32.何謂火焰?zhèn)鞑ニ俣龋炕鹧鎮(zhèn)鞑サ奶卣魇鞘裁?？按照氣體的流動狀況預(yù)混可燃?xì)?/p>

體中的火焰?zhèn)鞑タ煞譃槟膸追N？

火焰?zhèn)鞑ニ俣龋寒?dāng)一個熾熱物體或電火花將可燃混合氣的某一局部點燃著火時，將形

成一個薄層火焰面?；鹧婷鎸⑽慈?xì)怏w與已燃的煙氣分隔開來，燃燒反應(yīng)只在火焰面內(nèi)進(jìn)

行?；鹧婷娈a(chǎn)生的熱量將加熱臨近層的未燃混合氣，使其溫度升高直至著火燃燒。這樣一

層層地著火燃燒，把燃燒逐漸擴(kuò)展到整個混合氣，這種現(xiàn)象稱為火焰?zhèn)鞑ァ；鹧媲把孛嬖?/p>

其表面的法線方向上相對于新鮮混合氣的移動速度稱為火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/p>

火焰?zhèn)鞑サ奶卣鳎喝紵磻?yīng)不是在整個混合氣體內(nèi)同時發(fā)生，而是集中在火焰面內(nèi)進(jìn)

行并逐層傳播、逐層進(jìn)行，傳播速度的大小取決于預(yù)混氣體的物理化學(xué)性質(zhì)與氣體的流動

狀況。

按照流動狀況，預(yù)混可燃?xì)怏w中的火焰?zhèn)鞑タ煞譃閷恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ィ▽恿魅紵┖屯牧骰?/p>

焰?zhèn)鞑ィㄍ牧魅紵?。其中層流氣流的火焰?zhèn)鞑ニ俣仁穷A(yù)混可燃?xì)怏w的物性參數(shù),即其大小

取決于預(yù)混氣體的物理化學(xué)性質(zhì)。

33.層流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋ㄕ；鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋┑闹饕绊懸蛩厥鞘裁矗?/p>

主要影響因素：可燃?xì)怏w的種類不同，則其密度、發(fā)熱量、反應(yīng)速度、熱容等性質(zhì)均

不相同，其層流火焰?zhèn)鞑ニ俣炔煌豢扇細(xì)鉂舛龋ɑ蚩諝庀南禂?shù)）影響大，存在最大值

及不可傳播區(qū)域；可燃?xì)怏w的正常火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c導(dǎo)熱系數(shù)成正比,導(dǎo)熱系數(shù)大的可燃?xì)?/p>

體，火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L也大；燃料分子結(jié)構(gòu)；含惰性氣體W等，可使火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L變?。?/p>

U=UL（1-0.01N2-0.012C02）；氧化劑中含氧量，富氧服燒，火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L變大；提高

可燃?xì)獬跏紲囟?，火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L變大；在冷卻系統(tǒng)中,火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L變小，甚至熄

滅。

34.何謂熄滅直徑？有何實際應(yīng)用？

熄滅直徑：在強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)中，燃燒傳播的速度將減小。管子直徑越小，相對冷卻表

面積越大,而且火焰?zhèn)鞑r活性中間產(chǎn)物碰壁銷毀的機(jī)率增大，燃燒傳播速度將越小，發(fā)

生回火的可能性越小。管子直徑小于某一值時，燃燒將不能傳播，這一直徑為燃燒傳播臨

界直徑或者熄滅直徑。

實際應(yīng)用：煙氣取樣管的直徑應(yīng)小于熄滅直徑，以免煙氣中的可燃成分在取樣管中繼

續(xù)燃燒而不能反映取樣點的真實成分。

35.湍流火焰前沿傳播理論主要有哪些？基本內(nèi)容和現(xiàn)點是什么？

湍流火焰前沿傳播理論主要有皺折表面燃燒理論和容積燃燒理論。

皺折表面燃燒理論：在湍流火焰中，有許多大小不同的微團(tuán)在不規(guī)則的運動，根據(jù)這

些微團(tuán)的平均尺寸大小L和可燃預(yù)混氣體的層流燃燒前沿厚度L之間的關(guān)系，分為小尺度

湍流火焰、大尺度弱湍流火焰和大尺度強(qiáng)湍流火焰。小尺度湍流火焰的火焰前沿較規(guī)則，

燃燒區(qū)厚度略大于層流火焰前沿面厚度，Re為2300~6000,微團(tuán)平均尺寸L<L;大尺

度弱湍流火焰微團(tuán)脈動速度小于層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?，微團(tuán)不能沖破火焰前沿面，但是微團(tuán)

尺寸大于層流火焰前沿面厚度，使前沿面扭曲，Re>6000,微團(tuán)平均尺寸L>6L,微團(tuán)脈

動速度u'〈層流火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L；大尺度強(qiáng)湍流火焰微團(tuán)尺寸大，脈動速度大于層流火焰

傳播速度，使連續(xù)的火焰前沿面破碎，Re>6000，微團(tuán)平均尺寸L>8L,脈動速度u'>層流

火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L.

容積燃燒理論：在大尺度強(qiáng)湍流條件下，燃燒的可燃預(yù)混氣體微團(tuán)中，并不存在著能

夠?qū)⑽慈細(xì)怏w和已燃?xì)怏w截然分開的正?；鹧媲把孛?，燃燒反應(yīng)不僅僅局限在火焰前沿面

厚度內(nèi)；每個湍動的氣團(tuán)內(nèi)，溫度和濃度是均勻的，但是不同氣團(tuán)的溫度和濃度是不同的；

在每個湍動的微團(tuán)中，不同成分和溫度的物質(zhì)激烈混合，并進(jìn)行著不同快慢程度的化學(xué)反

應(yīng)，達(dá)到著火條件的微團(tuán)整體燃燒，沒有著火的微團(tuán)，則在其脈動和其它已燃微團(tuán)作用下，

達(dá)到著火條件而燃燒，或與其它微團(tuán)結(jié)合，形成新微團(tuán)；每個微團(tuán)以及同一個微團(tuán)內(nèi)的各

個部分的脈動速度不同，各部分的位移不同，火焰不能保持連續(xù)的、很薄的火焰前沿面。

36.提高可燃預(yù)混氣體燃燒速度的措施是什么？

使用火焰?zhèn)鞑ニ俣却蟮目扇碱A(yù)混氣體；提高湍流強(qiáng)度；提高混合氣體的壓力與溫度。

37.何為火焰稔定性？何謂回火？何謂脫火？工程上如何防止回火和脫火？

火焰穩(wěn)定性：火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c新鮮可燃混合氣的流動速度兩者大小相等，方向相反。

回火：預(yù)混可燃?xì)怏w的火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L大于新鮮可燃混合氣的流動速率W,火焰前

沿位置將向新鮮可燃物的上游方向移動，則火焰向預(yù)混氣體內(nèi)部燒去稱為回火。回火不僅

僅發(fā)生于預(yù)混可燃?xì)怏w的燃燒過程中，在固體燃料如燃粉燃燒過程中，也會發(fā)生回火。在

工程上采用小孔或縮口等方法減小噴口直徑、均勻噴口流速及冷卻噴口等措施防止回火。

具體措施如下:可燃混合氣體從燒嘴流出的速度必須大于某一臨界速度，后者與煤氣成分、

預(yù)熱溫度、燒嘴口徑及氣流性質(zhì)等有關(guān)；當(dāng)空氣或煤氣預(yù)熱時，其出口速度還應(yīng)該提高；

注意保證出口斷面上速度的均勻分布，避免使氣流受到外界的擾動；對于燃燒能力大的燒

嘴,需用氣冷或水冷將燒嘴頭進(jìn)行冷卻。

脫火：預(yù)混可燃?xì)怏w的火焰?zhèn)鞑ニ俣萓L遠(yuǎn)小于新鮮可燃混合氣的流動速率W,火焰

前沿位置將向燃燒產(chǎn)物的下游方向移動，則火焰被吹息或吹脫稱為脫火。工程上采用各種

形式的氣流穩(wěn)焰器或組織大小適中的高溫回流區(qū)、合理控制預(yù)混氣體流速W、各種形式的

鈍體等綜合措施來防止脫火。具體措施如下：使氣體的噴出速度與火焰?zhèn)鞑ニ俣认噙m應(yīng)；

采取措施構(gòu)成強(qiáng)有力的點火源，如：燃燒通道突擴(kuò)保證部分高溫?zé)煔饣亓鞯交鹧娓?；?/p>

用帶渦流穩(wěn)定器或帶點火環(huán)的燒；在燃燒器上安裝輔密點火燒嘴或者在燒嘴前方設(shè)置起點

火作用的高溫砌體。

38.層流預(yù)混火焰穩(wěn)定的條件？

層流預(yù)混火焰穩(wěn)定的條件：法向穩(wěn)定條件符合余弦定律勺=wcosp；切向穩(wěn)定條件，存

在著點火圈。

39.影響層流預(yù)混火焰長度的因素有哪些，是如何影響的？

體積流量增加，火焰長度增加：速度不變時，管徑增加，火焰長度增加；管徑不變，

氣流速度增加，火焰長度增加。

噴嘴流量不變時，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾?，火焰長度減小。

40.影響湍流預(yù)混火焰長度的主要因素有哪些？如何保證其穩(wěn)定性？

主要因素：湍流預(yù)混火焰的長度與氣流速度、燃燒傳播速度以及噴嘴尺寸有關(guān)。氣流

速度增加，火焰長度增加；燃燒傳播速度增加，火焰長度縮短；當(dāng)燒嘴尺寸變大時，如果

氣流速度不變，則流量增加，火焰長度增加。

湍流預(yù)混火焰的穩(wěn)定性問題主要是脫火問題，因為此時氣流速度已經(jīng)增大到回火臨界

速度之上，不會再發(fā)生回火。湍流預(yù)混氣體燃燒時，由于質(zhì)點向不同方向的脈動，正在燃

燒的微團(tuán)或高溫燃燒產(chǎn)物，可能返回新鮮的可燃混合物中，因此，這些高溫質(zhì)點便起到連

續(xù)點火的熱源的作用。但是，在高強(qiáng)度燃燒時，即氣流速度更大的情況下，單靠火焰內(nèi)部

自然形成的回流微團(tuán)的點火將不足以維持火焰的穩(wěn)定。此時，通常采用一些附加手段，如

采用穩(wěn)定火焰的裝置"穩(wěn)焰器"，使燃燒產(chǎn)物更多低循環(huán)回流到火焰根部，或采用附加的點

火小燒嘴，以強(qiáng)化點火。

41.影響湍流擴(kuò)散火焰長度的主要因素有哪些？如何保證其穩(wěn)定性？

主要因素：湍流擴(kuò)散火焰的長度主要取決于煤氣的種類和燃燒器的結(jié)構(gòu)尺寸。熱值高

的燃料，燃燒時所需的理論空氣需要量越大，火焰越長；當(dāng)噴口尺寸增加時，火焰長度增

加，囚為如果流量一定，則流速減小，燃?xì)馀c氧化劑的擴(kuò)散混合減弱，火焰變長，流速一

定，煤氣流量增加，必然需要更長的路程才能與所需要的空氣量混合，火焰長度增加；旋

流火焰長度比不旋流的短，其減少的數(shù)值與旋流數(shù)成正比。

湍流擴(kuò)散火焰的穩(wěn)定性問題主要是脫火問題。煤氣或空氣的流出速度過大，噴口直徑

過小，都會產(chǎn)生脫火。因此必須采取穩(wěn)定火焰的措施,如高溫燃燒產(chǎn)物回流、旋轉(zhuǎn)氣流、

采用穩(wěn)焰器等。在提高擴(kuò)散火焰的燃燒強(qiáng)度的時候，必須保證火焰的穩(wěn)定性。

42.什么叫無焰燃燒？無焰燃燒的特征與特點是什么？

燃?xì)馀c空氣預(yù)先混合均勻后，再送入燃燒室燃燒，稱為預(yù)混可燃?xì)怏w的燃燒。此時，

預(yù)混氣體的燃燒速度主要取決于著火和燃燒反應(yīng)速度，此時的火焰沒有明顯的輪廓，又稱

為無焰燃燒。

特征:無焰燃燒屬于動力燃燒，其燃燒速度主要取決于預(yù)混可燃?xì)怏w的化學(xué)反應(yīng)速度。

特點：沒有明顯的火焰輪廓，火焰很短，幾乎看不見，火焰溫度高，火焰黑度低；空

氣消耗系數(shù)小(1.02~1.05),預(yù)混均勻，屬于動力燃燒；燃燒速度快，燃燒室熱強(qiáng)度比有焰

燃燒大100~1000倍；容易回火，燃燒穩(wěn)定性差；空氣與煤氣溫度不能預(yù)熱過高以防止回

火；為了防止回火和爆炸，燒嘴的燃燒能力不能太大；常用于小容量燃燒室?一燃機(jī)燃?xì)?/p>

燃燒，高爐燃?xì)馊紵?/p>

43.什么叫有焰燃燒？有焰燃燒的特征與特點是什么？

燃?xì)夂脱趸瘎╊A(yù)先不混合，而是通過各自的單獨管道分別進(jìn)入燃燒室，此時燃?xì)鈨?nèi)部

無一次空氣，燃?xì)馀c空氣在燃燒室內(nèi)邊混合邊燃燒，燃燒速度受氣體擴(kuò)散混合速度的限制，

為氣相擴(kuò)散燃燒。擴(kuò)散燃燒的火焰比預(yù)混火焰長，亮度大，有明顯的輪廓，又稱為有焰燃

燒。

特征：擴(kuò)散燃燒大都屬于有焰燃燒，其燃燒速度主要取決于煤氣與空氣的混合擴(kuò)散速

度。

特點：煤氣與空氣的混合速度控制，與可燃?xì)怏w的物理化學(xué)性質(zhì)無關(guān)；有明顯的火焰

輪廓，火焰較長；由于燃料中的碳?xì)浠衔锏臒峤?，火焰中碳黑粒子多，火焰黑度大，?/p>

射強(qiáng)；不會產(chǎn)生回火，火焰穩(wěn)定性好，安全、易控制；單機(jī)功率大，應(yīng)用廣泛；煤氣與空

氣可分別預(yù)熱以提高溫度，燒嘴能力范圍大。

44.為什么有焰燃燒時的火焰比無焰燃燒時穩(wěn)定，不容易發(fā)生脫火？

在擴(kuò)散燃燒時，燒嘴出口附近的煤氣和空氣在混合過程中能形成各種濃度的可燃混合

氣體，其中包括火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲蟮臍怏w，因而有利于構(gòu)成穩(wěn)定的點火熱源；而無焰燃燒

時，從燒嘴流出的是已經(jīng)按照化學(xué)當(dāng)量比例混合好的可燃?xì)怏w，甚至是稍貧的氣體（空氣過

剩系數(shù)大于1）,這種氣體由于受到燃燒后氣體的沖淡，火焰?zhèn)鞑ニ俣蕊@著下降，容易造成

火焰的脫離和熄滅。

45.試分析油滴燃燒主要過程及特點，強(qiáng)化油滴燃燒有哪些途徑？

油滴燃燒的主要過程：油經(jīng)油噴嘴霧化為油霧滴群噴入爐內(nèi)（霧化）；油滴群在爐內(nèi)吸

熱蒸發(fā)，表面形成油蒸汽（蒸發(fā)）；油滴繼續(xù)被加熱蒸發(fā)，空氣向油氣表面擴(kuò)散（擴(kuò)散混合）；

達(dá)到著火溫度后猛烈著火和燃燒（著火燃燒）；油滴殘?zhí)康漠愊鄶U(kuò)散燃燒，并燃燼（燃燼）。

特點：油燃燒使油霧化炬（油滴群）的蒸發(fā)燃燒；油滴的燃燼時間與油滴的直徑的平方

成正比；大油滴或重油油滴的燃燒大部分為油氣的蒸發(fā)燃燒，也還有相當(dāng)部分為固態(tài)油焦

的異相擴(kuò)散燃燒；如局部空氣不足，會熱解為炭墨的異相擴(kuò)散燃燒。

強(qiáng)化油滴燃燒的途徑:提高霧化質(zhì)量，使油滴群粒度小；強(qiáng)化空氣與油滴群間的混合；

采用旋流方式加大油氣間相對速度，控制合理的回流區(qū)，保證燃燒區(qū)內(nèi)高溫和足夠的空氣，

特別是根部風(fēng)，以防止油氣高溫分解。

46.強(qiáng)化和穩(wěn)定重油燃燒的基本途徑有哪些？

燃料油在燃燒時有可能發(fā)生回火或脫火，因此，需要采取如下措施保證其燃燒穩(wěn)定：

a.改善霧化質(zhì)量，保證良好的霧化。b.供給適量的空氣，強(qiáng)化空氣與油霧的混合，如火

焰根部必須供給足夠的一次風(fēng)，防止燃料油高溫?zé)崃呀?，同時防止發(fā)生回火；一次風(fēng)與二

次風(fēng)與燃料油霧要混合均勻；采用旋轉(zhuǎn)氣流；加強(qiáng)風(fēng)、油后期混合。C.保證點火區(qū)和燃燒

室的高溫，形成穩(wěn)定的點火源，防止脫火；d.著火區(qū)和噴口之間需要保持適當(dāng)?shù)木嚯x，不

能太近，以免燒壞燒嘴，發(fā)生回火，也不能太遠(yuǎn)，以免影響著火。

47.油滴燃盡的時間及其與哪些因素有關(guān)？

L

：二，廣2一成

2（小G）°或下。

油粒霧化程度，霧化好，油滴尺寸降低，燃燒速度快，燃盡所需時間降低；周圍介質(zhì)

溫度高，傳熱速度快，油滴溫度上升的快,燃盡所需時間降低；油的蒸發(fā)潛熱下降，容易

氣化,燃盡所需時間降低；油的密度降低，燃盡所需時間降低；油的導(dǎo)熱系數(shù)增加，燃盡

所需時間降低。在油粒燃燒后期所剩余5%的油粒，由于其反應(yīng)活性等原因，需要用掉總

反應(yīng)時間的50%才能反應(yīng)掉。此時，可以通過提高周圍介質(zhì)溫度和增強(qiáng)擾動來強(qiáng)化其燃燒。

48.強(qiáng)化燃料油燃燒的途徑有哪些？

加強(qiáng)霧化，減小油滴直徑，選用合適的霧化器；增加空氣與油滴的相對速度。相對速

度越大，越有利于燃料和空氣之間的擴(kuò)散、混合，加強(qiáng)髏燒；及時、適量供風(fēng)，及時供風(fēng)，

避免高溫、缺氧造成燃料熱分解，適量供風(fēng)，提高燃燒效率；供風(fēng)原則：a.少量一次風(fēng)送

入火焰根部，在著火前與燃料混合，防止油在高溫下熱分解；b.燃燒中保證油霧與空氣強(qiáng)

烈混合，氣流霧化角與油霧擴(kuò)散角相適應(yīng)；c.保證后期混合，提高風(fēng)速，使射流衰減變慢；

d.在著火區(qū)制造適當(dāng)?shù)幕亓鲄^(qū)，保證著火。

49.霧化原理與霧化方法有哪些？

霧化原理：是液體自身內(nèi)力與其所受到的外力相互作用的結(jié)果，當(dāng)外力大于內(nèi)力時，

油膜失去穩(wěn)定性而發(fā)生破碎。

霧化方法：介質(zhì)霧化方法；壓力霧化方法或機(jī)械霧化法；組合式霧化法（轉(zhuǎn)杯式霧化噴

嘴、超聲波霧化噴嘴；蒸汽-機(jī)械霧化噴嘴）。

50.油霧化特性的主要指標(biāo)有哪些？影響油霧化特性的因素有哪些？

油霧化性能指標(biāo)：霧化細(xì)度（最大油粒直徑、索太爾平均直徑（S.M.D.）、質(zhì)量中間直徑

（M.M.D.））及均勻性指數(shù)；流量特性曲線；霧化角（條件霧化角及出口霧化角），霧化角越大，

油霧異相火焰越短，燃燒強(qiáng)度越大；流量密度分布；汩霧射程；調(diào)節(jié)比；對于介質(zhì)霧化還

有氣耗率等。

影響因素：a.油溫：吳高油溫可降低粘度，改善霧化質(zhì)量；b.霧化劑壓力與流量：

提高壓力，噴出速度增加，顆粒平均直徑減小。低壓燒嘴，霧化劑流速不大，需要霧化劑

多；當(dāng)霧化劑量少時，影響霧化質(zhì)量；高壓時，對霧化影響不大，需霧化劑單位耗量稍小

些。c.油壓力：對于氣體介質(zhì)霧化式，油壓不宜過高，速度太高不利霧化；但油壓應(yīng)高于

霧化劑反壓力，否則油噴不出。d.燒嘴結(jié)構(gòu)：霧化劑/油的出口面積、夾角、旋轉(zhuǎn)度、

孔數(shù)、孔形狀（霧化角出口斷面，油出口斷面，霧化劑與油流股交角，油旋轉(zhuǎn)角度，霧化劑

旋轉(zhuǎn)角度,霧化劑與油相遇位置，霧化劑或油出口孔數(shù)，各孔的形狀，各孔之間的相對位

置，燒嘴調(diào)節(jié)方法）等等，要實際試驗，還要考慮制造、油嘴堵塞等問題。

51.改善油霧化特性有哪些措施？

改善霧化性能的措施：減小油的粘度；增加霧化其力如霧化氣量或霧化壓力（機(jī)械式霧

化時，油壓高好）;改進(jìn)噴嘴結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增加霧化劑與油的交角，造成流股的旋轉(zhuǎn)、分級霧

化、多孔流出、內(nèi)部混合等；提高加工質(zhì)量等。

52.試分析大碳粒異相燃燒主要過程、機(jī)理及特點？強(qiáng)化煤炭燃燒有哪些途徑？

大碳粒燃燒的主要過程：氣相反應(yīng)介質(zhì)向碳顆粒外表面反應(yīng)表面?zhèn)鬟f；氣相反應(yīng)介質(zhì)

由碳顆粒外表面向顆粒內(nèi)反應(yīng)表面?zhèn)鬟f；氣相反應(yīng)介質(zhì)吸附到反應(yīng)表面；表面化學(xué)反應(yīng)；

反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)表面脫附；反應(yīng)產(chǎn)物由反應(yīng)表面向顆粒外表面?zhèn)鬟f；反應(yīng)產(chǎn)物由顆粒外表

面向氣相中的傳遞。

機(jī)理：低溫區(qū)一沿氧化反應(yīng)的動力曲線進(jìn)行；1000~1100℃左右一按擴(kuò)散曲線進(jìn)行；

繼續(xù)提高溫度一按還原反應(yīng)動力曲線進(jìn)行，燃燒速度隨溫度的升高而急劇增加；再提高溫

度當(dāng)溫度足夠高時一將按擴(kuò)散曲線進(jìn)行。

特點：異相反應(yīng)：反應(yīng)不僅發(fā)生在外表面,而且在碳粒內(nèi)孔隙表面進(jìn)行；對于碳的燃

燒,溫度始終有顯著影響；不同溫度段，碳的燃燒反應(yīng)機(jī)理不同。

強(qiáng)化途徑：碳粒的粒徑R。下降，燃燒表面積大大增加，燃盡所需時間T下降（成平方關(guān)

系）--粉狀燃燒；氧氣濃度Co增加，則燃盡所需時間r下降，可強(qiáng)化燃燒—富氧燃燒；加

大風(fēng)速，使擴(kuò)散系數(shù)增加?則燃盡所需時間下降，可強(qiáng)化燃燒一強(qiáng)制通風(fēng)；減少顆粒中灰

的含量則燃盡所需時間下降一低灰優(yōu)質(zhì)燃燒一選煤技術(shù)；提高燃燒溫度，可使反應(yīng)速

Aar,

率常數(shù)增加，則燃盡所需時間下降一爐拱技術(shù)。

53.碳粒的燃盡時間及其與哪些因素有關(guān)？

r.J0°—八夕."

碳粒的燃盡時間：了=陽a)[*1002崎。住，式中2()為空氣過量系數(shù)

的函數(shù)，空氣過量系數(shù)越大；A為煤中的灰分含量，A%;r為碳的密度(g/cm3)；「°

為顆粒的初始直徑；m為燃燒的碳量與消耗的碳量之比；Co為鼓風(fēng)中的氧濃度；D為擴(kuò)散

系數(shù)；k為反應(yīng)速度常數(shù)。

影響因素：提高空氣過量系數(shù)，碳粒燃盡時間降低；減少碳粒直徑，燃盡時間降低，

但是對煤層燃燃燒時，煤的粒徑不能太小，否則會影響氧化劑與煤的混合，降低氧的擴(kuò)散

速率；氧氣濃度Co增加，則燃盡所需時間T下降；加大風(fēng)速，使擴(kuò)散系數(shù)增加，則燃盡所

需時間下降；提高燃燒溫度，可使反應(yīng)速率常數(shù)增加，則燃盡所需時間下降；減少顆粒中

灰的含量Aar,則燃盡所需時間下降。

54.煤層燃燒的主要過程是什么？如何提高其燃燒效率？

過程：煤的預(yù)熱；水分析出；揮發(fā)份析出；揮發(fā)份著火及燃燒；焦炭的著火和燃燒；

焦炭的燃燼。

提高燃燒