工程燃烧学计算题集
锦
工程燃烧学计算题集锦
一、计算
1. 已知某烟煤的应用成分为： 成分 C H O N S A W % 76.32
4.08
3.64
1.61
3.80
7.55
3.00
计算：
（1）理论空气需要量； （2）理论燃烧产物生成量； （3）烟气成分。
（计算时忽略空气中的水分，结果保留2位小数）。
解：该烟煤燃烧的理论空气需要量为
03181V 81.4290.213100181
76.328 4.08 3.80 3.641.4290.213100
Nm kg y y y y C H S O ⎡⎤=++-⋅ ⎢⎥⨯⎣⎦⎡⎤⨯+⨯+-⋅ ⎢⎥⨯⎣⎦=7.88 =
空气/燃料
各燃烧产物生成量：
2
322.4
1210076.3222.4121001.425m kg y CO C V =⋅=⋅= N / 2
322.4321003.8022.4
32100
0.027m kg
y SO S V =⋅=⋅
= N /
2322.42
181004.08 3.0022.4
2181000.495m kg
y y H O
H W V ⎛⎫=+⋅
⎪⎝⎭⎛⎫=+⋅
⎪⎝⎭= N / 0
2
322.479281001001.6122.4797.88281001006.238m kg
y N N V V =⋅+=⋅+⋅= N / 则理论燃烧产物生成量为：
2222
31.4250.0270.495 6.2388.19m kg
y CO SO H O N V V V V V =+++=+++= N /
燃烧产物成分为
[]22100
CO y
V CO V =
⨯
[]22100
H O y
V H O V =
⨯
[]22100N y
V N V =
⨯ []22100SO y
V SO V =
⨯
代入数据得：
[]217.41CO =、[]2 6.05H O =、[]276.21N =、[]20.33SO =
2.某加热炉用天然气作燃料，其干成分为： 成分 CO 2 C 2H 4 O 2 H 2 CH 4 CO N 2 %
1.1
4.4
0.2
0.5
91.8
0.2
1.8
每立方米天然气中的水分为21克, 该加热炉天然气消耗量为1200立方米/小时，空气消耗系数为1.1。
求：
（1）天然气的湿成分。
（结果保留两位小数）
（2）该加热炉风机每小时的供风量（不计空气中的水分，结果保留整数） （3）燃烧产物生成量。
（结果保留整数）
（4）燃烧产物的成分。
（结果保留两位小数）（每小题5分，共20分）
解：把干成分换算成湿成分
20.0012421
10.0012421
s H O ⨯=
⨯100=2.54 +⨯
22
2
100100 2.54
1.1 1.07100100
s s
g H O CO CO --=⨯=⨯=
同样计算出其他湿成分；
24 4.29s C H =，20.19O =s ，20.49H =s
，489.47s CH =，0.19s CO =，
2 1.76s N =
该天然气燃烧的理论空气需要量为
024*********V 32O 0.212210010.490.191
3 4.29289.470.190.2122100
Nm Nm s s s s s C H H CH C O ⎡⎤=+++-⋅ ⎢⎥
⎣⎦⎡⎤⨯++⨯+-⋅ ⎢⎥⎣⎦=9.14 =
空气/燃料
α=1.1时的实际空气消耗量为033Nm Nm V V α== 1.1⨯9.14=10.05 空气/燃料
则每小时供给炉子的空气量为3m h V =10.05⨯1200=12060 总/ α=1.1时，1 m 3天然气燃烧，各燃烧产物生成量为
()2233
1
()100
1
0.1989.472 4.29 1.071000.993m m s s s
CO n m V CO nC H CO =++⋅
=++⨯+⋅= N N ∑/
()22233
12100
1
0.49289.472 4.29 2.541001.906m m s s
s H O n m m V H C H H O ⎛⎫=++⋅
⎪⎝⎭=+⨯+⨯+⋅= N N ∑/
2233
179
1001001.767910.05100100
7.957m m s
N n
V N V =⋅
+=+⨯= N N / ()
()
233
21
10021
10.059.141000.191m m
O V V V =
-=-= N N /
则燃烧产物生成量为：
2222
33
0.993 1.9067.9570.19111.047m m y CO H O N O V V V V V =+++=+++= N N /
则实际烟气生成量为3m h y V =11.047⨯1200=13256 N 总/ 燃烧产物成分为
[]22100
CO y
V CO V =
⨯
[]22100
H O y
V H O V =
⨯
[]22100N y
V N V =
⨯ []22100O y
V O V =
⨯
代入数据得：
[]28.99CO =、[]217.25H O =、[]272.03N =、[]2 1.73O =
3.某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度为 28 ℃，由化验室分析的煤气成分为
求两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按 3:7 混合时，混合煤气的成分和发热量。
解:
查附表5的1米3干煤气吸收的水分重量 h=31.1
把干煤气换算成湿成分：
CO 湿
2 =
1.
31
124
.0
100
100
31
⨯
+
⨯
% =
99
.
103
310
%=2.98%
同理，其余如下表：
(2) 计算发热量和成分
焦炉煤气：
Q低=30.2⨯8.66+25.8⨯55.75+85.5⨯24.45+141⨯2.79=4184 (kcal/m3)
高炉煤气：
Q低=30.2⨯25.22+25.8⨯2.89+85.5⨯0.59=886 (kcal/m3)
按焦比为3:7混合时，混合煤气量为，
CO2湿=(0.3⨯2.99+0.7⨯13.38)%=10.26%
C2H4湿=0.3⨯2.79=0.84%
O2湿=(0.3⨯0.39+0.7⨯0.29)%=0.32%
H2湿=(0.3⨯55.75+0.7⨯2.89)%=18.75
CH4湿=(0.3⨯24.45+0.7⨯0.587)%=7.74%
CO湿=(0.3⨯8.66+0.7⨯25.22)%=20.25
N2湿=(0.3⨯3.66+0.7⨯540)%=38.12%
H2O=3.72%
混合煤气的发热量为:
Q低=0.3⨯4148+0.7⨯886=1875 (kcal/m3)
4.某厂采用焦炉煤气和高炉煤气的混合煤气，煤气成分同(3题)该炉子的热负荷为60⨯106 kcal/h。
试计算
(1) 每小时供应给炉子多少立方米煤气？
(2) 为保证完全燃烧，若要求空气消耗系数n=1.05，每小时应供应多少立方米空气？
(3) 废气量为多少？
解：由前述3题，已知该煤气的成分和发热量，则： (1) 每小时应供给炉子的煤气量为
B=
1875
10606
⨯=3200 (m3/h)
(2) 该煤气燃烧的理论空气需要量，按式(4-8)为：
Lo=(25.20+275
.18+2⨯7.74+3⨯0.84-0.30)10076.4=1.77 (m3/m3)
n=1.05时的实际空气消耗量 Lo=nLo=1.05⨯1.77=1.86 (m3/m3) 则每小时供给炉子的空气量为 L=1.86⨯3200=5952 (m3/h)
(3) 该煤气的理论废气生成量，按（4-18）为
Lo=(20.25+18.75+3⨯7.74+4⨯0.84+10.26+38.12+3.72) ⨯1.77⨯1001+10079
=2.57 (m3/m3)
n=1.05时Vn=2.66(m3/m3)则实际废气生成量为 V=2.66⨯3200=8512 (m3/h)。