(Vn )comp (Vn )uncomp 1.88VCO' 1.88VH2 ' 9.52VCH4 '
(Vn
)uncomp
100
1.88CO'1.88H 100
2
'9.52CH
4
'
• CO+0.5O2+1.88N2=CO2+1.88N2
• H2 +0.5O2+1.88N2=H2O+1.88N2
• CH4+2O2+7.52N2=CO2+2H2O+7.52N2
• 燃料理论发热温度(发热温度)只和燃料性质有关
• 在绝热Qtrans＝0，完全燃烧Quncomp＝0的基础上， 进一步忽略热分解Qpyr＝0，规定空气和燃料不预 热Qair＝0，Qfuel＝0，空气消耗系数n＝1，则
teng
Qlow V0 c prod
• 确定V0、cprod的值后就可以求得发热温度teng
8
燃烧温度
• 燃烧温度＝炉内燃烧后的温度＝未排放的烟气温度 • 从能量平衡方程出发，求燃烧温度 • 能量收入 • 燃料发热量Qlow，因为炉内温度>100oC，水分处于蒸汽状态 • 空气带入的物理热Qair=Ln.cair.(tair-0) • 燃料带入的物理热Qfuel=cfuel.(tfuel-0)，因是单位燃料
• 但一般而言烟气和初始燃料的温度压力状态是不 同的，另外如果在冷态条件下，烟气中的饱和水 蒸气量将很少，不能将水都计为气体，只有在 100oC以上才全部是气态
• 更科学的方法应该用mol数或质量
7
上一章回顾
• n<1不完全燃烧且没有氧气剩余，产物中有VCO’、 VCH4’ 、VH2’ 那么相对于完全燃烧，产物生成量 的变化是多少？
2. 右边第二项是所有空气减去反应的氧气（或所有氮 气和剩余的氧气），仍在烟气中
3. 右边第三项是所有空气所带的水蒸气
6
上一章回顾
• 为什么说用体积Vn来表示燃烧产物生成量不够科学？
• 因为体积是随温度变化的，在烟气中温度越高体 积越大。由于Vn表达式中用燃料的成分体积来表 示，这就意味着 Vn代表的烟气必须是跟初始燃料 处在相同温度压力下
9
能量平衡
• 能量支出有 • 燃烧产物物理热Qprod=Vn.cprod.(tprod-0) • 燃烧产物和炉向周围的传热Qtrans • 不完全燃烧热损失Quncomp • 产物在高温下热分解的吸热Qpyr • 能量平衡方程 • Qlow+Qair+Qfuel＝Qprod+Qtrans+Quncomp+Qpyr
• 1m3气体燃料的理论氧气需要量（体积）
为
L0,O2
1 2
CO
1 2
H2
2CH 4
O2
1 100
3
上一章回顾
• 实际湿空气消耗量与理论干空气需要量间的关系？
• 实际湿空气消耗量Ln
Ln nL0,w (1 lH2O ) nL0
• n为空气消耗系数，lH2O为每m3干空气吸 收的水蒸气体积数
12
燃料理论发热温度的计算
• 确定烟气体积V0，等于各成分体积之和 • 如认为只有三种成分CO2、H2O、N2，则 • V0＝VCO2＋VH2O＋VN2 • 而VCO2、VH2O、VN2由燃料成分计算(如何计算？) • 说明：此处忽略掉了S、A灰分 • 确定烟气比热cprod，它是强烈相关于温度tprod的 • (1比热近似法) 查表5－2得到各温度下的cprod值 • (2内插值近似) 查附表7得各温度下各气体成分的c 值 • (3求解方程法) 认为各气体成分c值与温度成2次级 数关系，查表5－1得各系数 c＝A1＋A2t＋A3t2 13
1
上一章回顾
• 已知理论氧气质量需要量G0,O2，如何计算理论氧气 体积需要量L0,O2 ？
• 先计算氧气的密度，按标准状态计算 • 密度 = 32 / 22.4 = 1.429 (kg/m3)，因此 • L0,O2 = G0,O2 /1.429 (m3)
2
上一章回顾
• 已知可燃气体成分为CO%＋H2 % ＋CH4 % ＋CO2 % ＋O2 % ＝100 % ，1m3可燃气体的理论氧气需要量 L0,O2？
上一章回顾
• 固体或液体用C、H、O、N、S、A、W表示时，1kg 燃料燃烧的理论氧气需要量如何表示？
• G0,O2 = (8C/3 + 8H – O + S) /100 （kg）
• C＋O2＝CO2 C：O＝12：32 • 4H ＋O2＝2H2O H：O＝4：32 • S＋O2＝SO2 S：O＝32：32
4
上一章回顾
• 1kg固体燃料燃烧，当n>1时产物中氧气、氮气、水 蒸汽的生成量VO2、VN2、VH2O是多少？
• O要考虑过量空气，N要考 虑燃料中N和空气中N， H2O要考虑燃料中H、W 和空气中水蒸气
21 VO2 100 (Ln L0 )
22.4 N 79 VN2 28 100 100 Ln
比热近似法求解燃料理论发热温度
• 产物整体比热近似值法(表5－2)
• 根据具体的燃料成分计算V0 ＝(VCO2＋VH2O＋od
• 内近似法求温度（比热随温度增大而增大）
• 假定发热温度在表中的一个范围内，查比热cprod， 得V0 cprod值，计算得t
• 若t在该范围内，则t就是发热温度teng
• 若t>该范围，则应往温度值小的范围内
• 重新查比热，重复
• 若t<该范围，则应往温度值大的范围内
10
燃烧产物温度
• 实际温度计算式
t prod
Qlow
Qair
Qfuel Qtrans Vn cprod
Quncomp Qpyr
• 理论燃烧温度
• 假定绝热Qtrans＝0，完全燃烧Quncomp＝0
ttheo
Qlow
Qair Vn
Qfuel cprod
Qpyr
11
燃料理论发热温度
22.4 H 22.4 W
VH2O
2
100
18
100 lH2O Ln
5
上一章回顾
• n>1时气体燃料燃烧产物生成量如下式，如何理
解？
Vn
CO
H2
(n
m 2 )Cn H m
2H2S
CO2
N2
H
2O
1 100
(n
21 100
)L0
lH2O
Ln
(m3 / m3燃料）
1. 等式右边中括号组成的第一项表示燃料中各成分燃 烧后所形成的烟气量，燃料中O2已经和可燃成分反 应不用再考虑