1、燃气燃烧与燃烧装置 主讲人刘蓉 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
2、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 第一章燃气的燃烧计算 燃烧反应计量方程式 例如 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 第一节燃气的热值 混合可燃气体的热值 H H1r1 H2r2 HnrnH 混合可燃气体的高热值
3、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 第一节燃气的热值 干燃气低热值与湿燃气低热值的换算 第一节燃气的热值 湿燃气的低热值与高热值的换算 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 1 根据燃气成分进行计算 例如氢气的燃烧 1m3 0 5m3 1 8
4、8m3 1m3 1 88m3 2 38m3 2 88m3 例如碳氢化合物的燃烧 理论空气需要量的理论计算公式 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 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 即 二 实际空气需要量 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 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 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
5、体积 理论烟气总体积 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 2 石油伴生气 2 2 液化石油气 4 5 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 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 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 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 含有1m3干燃气的湿燃气燃烧后所生成的烟气在不同温度下的焓等于理论烟气的焓与过剩空气的焓之和 即 烟气的焓温图 温度 烟气焓 kJ m3干燃气
