天然气燃烧烟气相变传热计算
3200KG/H（湿烟气）入口温度65度，出口温度30度，过剩系数1.1 总压力100000Pa
假设天然气全部为CH4
C质量分数：75%；H质量分数25%
完全燃烧理论烟气量（Nm3）：
CO2：1.866*0.75=1.3995；H2O：11.1*0.25=2.775；V0：13.27143；N2：10.48443 实际烟气量（过剩系数1.1）：
V：15.98607；水分压：17359Pa；饱和温度：57.09度；湿烟气H20质量分数：11.27%
干烟气质量百分比：
O2：2.27%；CO2：15.65%；N2：82.08%
干烟气比热（Cp）:
1.01KJ/KG℃
烟气初始状态含湿量（d2）:d2=0.622*17359/(100000-17359)=0.13；
焓值：h2=1.01*65+d2*(2501+1.86*65)=408.20 KJ/KG干烟气
冷却至30度(饱和)时和含湿量：d1=0.0276
焓值：h1=1.01*30+d1*(2501+1.86*30)=100.83KJ/KG干烟气
冷凝水量：mw=290.7KG/h(干烟气的质量流量*含湿量差){2839.39*（0.13-0.00276）
冷凝水：hw=42536.7KJ/h=（291.7*4.18*35）
干烟气质量流量：m=3200*（1-0.1127）=2839.36KG/h
烟气传热量：Q=m*h2-(m*h1+hw)=819114.7kj/h
燃气锅炉的热效率及其计算方法
燃气锅炉的热效率及其计算方法随着社会的发展和节能环保意识的提高，燃气锅炉逐渐成为家庭、工厂、学校等场所的主要热源设备。而燃气锅炉的热效率，直接关系到其能否高效节能地运行。本文将介绍燃气锅炉热效率的概念、影响因素以及计算方法。 1. 燃气锅炉热效率的概念 燃气锅炉热效率，通俗来说，就是燃气燃烧转化为热能后，锅炉输出到供热系统的热量与燃烧所得热量之比。其数学表达式如下： 热效率 = 输出热量 ÷输入热量 × 100% 其中，输出热量指的是锅炉输出到供热系统中的热量，一般以千瓦时（kWh）或兆焦（MJ）表示；输入热量指的是燃料中含有的能量，一般以标准煤的热值表示。
热效率是衡量燃气锅炉能效的重要指标之一。不同类型、不同 规格的燃气锅炉热效率有所不同，而通常要求其热效率在80%以上，越高越好。 2. 燃气锅炉热效率影响因素 燃气锅炉的热效率受到多种因素的影响，主要包括以下几点： （1）锅炉本身的结构设计。不同规格、不同类型的锅炉结构 各异，其热效率也会有所不同。一般来说，锅炉的换热面积越大、燃烧室设计更合理、烟气流通更加顺畅，热效率会越高。 （2）燃料的质量和燃烧效果。不同的燃料质量各异，在燃烧 过程中产生的热效率也会受到影响。同时，燃气锅炉的燃烧效果 也会受到多种因素的影响，如空气过多或过少、燃烧温度过低等，都会使燃料燃烧不完全，热效率下降。 （3）水质和除垢处理。燃气锅炉在长期使用过程中，因为水 质问题或操作不当，会在内管、水室内壁等处形成水垢，影响锅 炉的传热效果，从而导致热效率下降。
（4）锅炉排放的烟气温度。燃烧后产生的烟气温度越高，说 明热量利用效果越差，热效率越低。 3. 燃气锅炉热效率计算方法 为了方便计算燃气锅炉的热效率，通常可以利用热平衡法或热 损失法。 （1）热平衡法 热平衡法是指在给定的装置内部，对于进出口热量的平衡原理，将各部分的热量平衡起来，计算锅炉的热效率。具体方法如下： ①在燃烧前后取样，测出燃料的热值。 ②测量输出热量，即锅炉向外输出的热量。 ③测量各温度、压力，计算出燃烧前后烟气温度和水的进出口 温度等。
燃气的燃烧计算
【例】 已知天然气的容积成分如下：CH 4 92.1%；C 2H 6 3%；C 3H 8 1.5%；i-C 4H 10 0.05%；n-C 4H 10 0.05%；CO 2 2%；N 2 1%；O 2 0.3%。天然气与空气的温度20==a g t t ℃；空气的含湿量10=a d g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。 试求： （一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量； （三）完全燃烧时的烟气量（1=α和2.1=α时）； 【解】查表得各组分参数如下： （一）求高热值和低热值 根据混合法则，按式（1-2）求得 n n h h h h r H r H r H H +++= 2211 0005013388500050113048015010127003070351921039842.....?+?+?+?+?=40448=（kJ/m 3） n n l l l l r H r H r H H +++= 2211 000501236490005012285701509324403064397921035906.....?+?+?+?+?=36523=（kJ/m 3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3）求得 ]5.1)4 (5.05.0[2112220O S H H C n m CO H V n m -++++= ∑ ]3.01.0)410 4(5.1)483(3)462(1.92)441[(211-?++?++?++?+?= 65.9=（m 3/m 3）
（三）求完全燃烧时的烟气量 1．理论烟气量（1=α时） 三原子气体体积按式（1-5）求得 )(01.022222S H H mC CO CO V V V n m SO CO RO +++=+=∑ )1.045.13321.9212(01.0?+?+?+?+?= 05.1=（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-6）求得 )](1202[01.00220 2a g n m O H d V d H C n S H H V ++++=∑ )]01.065.90(1201.0210 5.1283261.9224[01.0?+?+?+?+?+??= 11.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 20001.079.02N V V N += 101.065.979.0?+?= 63.7=（m 3/m 3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8）求得 0002 22N H RO V V V V ++= 63.711.205.1++= 79.10=（m 3/m 3干燃气） 2．实际烟气量（2.1=α时）， ① 由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 03.1V 2RO =（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9）求得 )](1202 [01.00222a g n m O H d V d H C n S H H V α++++=∑ )]01.065.92.10(1201.0210 5.1283261.9224[01.0??+?+?+?+?+??= 14.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-10）求得 2001.079.02N V V N +=α 101.065.92.179.0?+??= 16.9=（m 3/m 3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 0)1(21.02V V O -=α
理论烟气量的计算方法及常规数据
理论烟气量的计算方法及常规数据 2007-09-12 13:44 发个环评中实用的一个帖子，也许对专业人员有用！ 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.2413Q/1000+ 0.5 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 三、实际产生的烟气量计算 V0=V+ (a –1)L V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。 按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。 液体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.203Q/1000+2.0 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 三、燃烧一吨重油产生的烟气量 按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。 天然气燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算
L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2] L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3; 二、三原子气体容积计算 V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn 三、烟气氮容积计算 V2=0.79L+N/100 四、水蒸气容积计算 V3=0.01(H2+H2S+∑n/2CmHn-O2+0.124d)+0.0161L 五、烟气量计算 V=V1+V2+V3+(a-1)L 按上述公式计算，一立方米天然气完全燃烧产生11标立方米干烟气量。
燃气燃烧与应用知识点
第一章燃气的燃烧计算 燃烧：气体燃料中的可燃成分〔H2、 C m H n、CO 、 H2S 等〕在一定条件下与氧发生剧烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反响过程称为燃烧。 燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反响时间 热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。对于液化石油气也可用kJ/kg。 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汽状态时所放出的热量。 一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3 天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3 液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3 按1KCAL=4.1868KJ 计算： 焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3 天然气的低热值是8600—11000KCal/m3 液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3 热值的计算 热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的热值根据混合法那么按下式进展计算： 理论空气需要量 每立方米(或公斤)燃气按燃烧反响计量方程式完全燃烧所需的空气量，单位为m3/m3或m3/kg。它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。 过剩空气系数:实际供应的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。 α值确实定 α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。 工业设备α——1.05-1.20 民用燃具α——1.30-1.80 α值对热效率的影响 α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低； α过小，燃料的化学热不可以充分发挥， 热效率降低。 应该保证完全燃烧的条件下α接近于1. 烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物 运行时过剩空气系数确实定 计算目的： 在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。 在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空气系数，从而折算成过剩空气系数为1的有害物含量。根据烟气中O2含量计算过剩空气系数 O2′---烟气样中的氧的容积成分 〔2〕根据烟气中CO2含量计算过剩空气系数 2 ' 2 m CO a CO = CO2m——当＝1时，干燃烧产物中CO2含量，%； CO2′——实际干燃烧产物中CO2含量，%。 1.4个燃烧温度定义及计算公式 热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧，它们带入的热量包括两部分：其一是由燃气、空气带入的物理热量(燃气和空气的热焓)；其二是燃气的化学热量(热值)。假设燃烧过程在绝热条件下进展，这两部分热量全部用于加热烟气本身，那么烟气所能到达的温度称为热量计温度。 燃烧热量温度：假设不计参加燃烧反响的燃气和空气的物理热，即t a＝t g＝o，并假设a＝1．那么所得的烟气温度称为燃烧热量温度。 理论燃烧温度：将由CO2HO2在高温下分解的热损失和发生不完全燃烧损失的热量考虑在内，那么所求得的烟气温度称为理论燃烧温度t th 实际燃烧温度： 2.影响燃烧温度的因素 热值：一般说来，理论燃烧温度随燃气低热值 H l的增大而增大. 过剩空气系数：燃烧区的过剩空气系数太小时，由于燃烧不完全，不完全燃烧热损失增大，使理论燃 烧温度降低。假设过剩空气系数太大，那么增加了燃烧产物的数量，使燃烧温度也降低 燃气和空气的初始温度：预热空气或燃气可加大空气和燃气的焓值，从而使理论燃烧温度进步。 3.烟气的焓与空气的焓 烟气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所生成的烟气在等压下从0℃加热到t℃所需的热量，单位为千焦每标准立方米。 空气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所需的理论空气在等压下从0℃加热到t(℃)所需的热量，单位为千焦每标准立方米。 第一章考虑题 第一章课后例题必须会做。 燃气的热值、理论空气量、烟气量与燃气组分的关系，三类常用气体热值、理论空气量、烟气量的取值范围。 在工业与民用燃烧器设计时如何使用上下热值进展计算 在燃烧器设计与燃烧设备运行管理中如何选择过剩空气系数 运行中烟气中CO含量和过剩空气系数对设计与运行管理的指导作用 燃烧温度的影响因素及其进步措施。 第二章燃气燃烧反响动力学 ' 2 20.9 20.9 a O = -
固体燃料燃烧产生的烟气量计算
固体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.2413Q/1000+ 0.5 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 三、实际产生的烟气量计算 V0=V+ (a –1)L V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。 按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。 液体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.203Q/1000+2.0 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 三、燃烧一吨重油产生的烟气量 按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。 天然气燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2] L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3; 二、三原子气体容积计算 V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn 三、烟气氮容积计算
烟气热量计算公式CVt
烟气热量计算公式CVt 燃料空气需要量及燃烧产物量的计算，所有理论计算均按燃料中可燃物质化学当量反应式，在标准状态下进行lkmol反应物质或生成物质的体积按22.4m计，空气中氧和氮的容积比为21:79，空气密度为1293kg/m3。理论计算中空气量按干空气计算。燃料按单位燃料量计算，即固体、液体燃料以 1kg计算，气体燃料以标准状态下的1m3计算。单位燃料燃烧需要理论干空气量表示为Lo9，实际燃烧过程中供应干空量表示为Ln9;单位燃料燃烧理论烟气量表示为Vo，实际燃烧过程中产生烟气量表示为Vn;单位燃料燃烧理论干烟气量表示为V9，实际燃烧过程中产生干烟气量表示为Vn9;一、通过已知燃料成分计算 1.单位质量固体燃料和液体燃料的理论空气需要量 (m/kg)Lo=(8.89C+2667H+333S-3.330)X102式中的CH0S--燃料中收到基碳、氢氧、硫的质量分数% 2.标态下单位体积气体燃料的理论空气需要量( m/m3) L=4.76-co-H2m-CmHn-H?SO2X10式中COHb、HbO2242HSCmHn02--燃料中气体相应成分体积分数(%). 3.空气过剩系数及单位燃料实际空气供应量-单位燃料实际空气需要量L单位燃料理论空气需要量L空气消耗系数a=在理想情况下，a =1即能达到元全燃烧，头际情况下，a必须大于1才能完全燃烧°av 1显然属不完全燃烧。a 值确定后，则单位实际空气需要量La可由下式求得: Lo= a gLo以上计算未考虑空气中所含水分
4.燃烧产物量 a.单位质量固体和液体燃料理论燃烧产物量(m3/kg)当a=1时， Vo=0.7L+001(1867C+112H+07S+1244M+08N)式中M---燃料中水分(%)。b单位燃料实际燃烧产物量(m/kg)当a>1时，按下式计算: 干空气时，Va=V)+(a-1)Lo气体燃料 (2)单位燃料生成湿气量v=1+aL.[0.5H2+0.5CO-(-1)CnHn](标米3/公斤)4(2-14) (3)单位干燃料生成气量V=1+aLo-[1.5H2+0.5CO-(--1)CH+CH)(标3/公斤)42(2-15)d标态下单位体积气体燃料燃烧产物生成量( H7m3) 当a=1时，各气体成分量标态下单位体积气体燃烧理论燃烧产物生成量( mi/m3)(a=1) 实际情况下，需要计入单位燃料含的水分、助燃空气中的水分，而且>1,这时燃烧产物中与上式相较发生变化的项目为Vo20.21(a1)Lo式中GrG-标态下单位体积干气体燃烧及空气中的含水量(g/m3)此时的燃烧产物生成量为上式中等式右边各项对于V的相对百分含量即为该种气体成分在燃烧产物中的百分含量(体积分数)。 一通过燃料热值估算 5计算L及V的经验公式(1)Lo计算经验公式1) 干燥无灰基挥发分Vdaf>15%的煤Lo(m3/kg) Lo=0.251 1000 0.278 3)质煤(Qarnet<12540kJ/kgL o(m /kg) Lo=0.239 a0.45 4)液体燃料Lo(m3/kg)Lo=0.203 2.0
（完整版）烟气量计算公式
（完整版）烟气量计算公式 燃料空气需要量及燃烧产物量的计算 所有理论计算均按燃料中可燃物质化学当量反应式，在标准状态下进行，1kmol 反 应物质或生成物质的体积按22.4m 3计，空气中氧和氮的容积比为21:79，空气密度为 1.293kg/m 3。 理论计算中空气量按干空气计算。燃料按单位燃料量计算，即固体、液体燃料以1kg 计算，气体燃料以标准状态下的1m 3计算。 单位燃料燃烧需要理论干空气量表示为L 0 g ，实际燃烧过程中供应干空气量表示为 Ln g ； 单位燃料燃烧理论烟气量表示为V 0，实际燃烧过程中产生烟气量表示为Vn; 单位燃料燃烧理论干烟气量表示为V 0g ，实际燃烧过程中产生干烟气量表示为Vn g ; 一、通过已知燃料成分计算 1. 单位质量固体燃料和液体燃料的理论空气需要量（m 3/kg ） L 0=（8.89C ＋26.67H ＋3.33S －3.33O ）×10﹣2式中的C 、H 、O 、S ——燃料中收到基 碳、氢、氧、硫的质量分数%。 2. 标态下单位体积气体燃料的理论空气需要量（m 3/m 3） L 0=4.76?? -+??? ??+++∑2222342121 O S H?CmHn n m H CO ×10﹣2式中CO 、H 2、H 2O 、H 2S 、CmHn 、O 2——燃料中气体相应成分体积分数(%). 3. 空气过剩系数及单位燃料实际空气供应量 空气消耗系数а=0
L 量单位燃料理论空气需要量单位燃料实际空气需要?L 在理想情况下，а=1即能达到完全燃烧，实际情况下，а必须大于1才能完全燃烧。а＜1显然属不完全燃烧。 а值确定后，则单位实际空气需要量L а可由下式求得： L 0g =аgL 0 以上计算未考虑空气中所含水分 4. 燃烧产物量 a.单位质量固体和液体燃料理论燃烧产物量(m 3/kg) 当а=1时， V 0=0.7L 0+0.01(1.867C+11.2H+0.7S+1.244M+0.8N)式中 M ——燃料中水分（%）。 b.单位燃料实际燃烧产物量（m 3/kg ）当a ＞1时，按下式计算： 干空气时，V a =V 0+(a-1)L 0 气体燃料 (2)单位燃料生成湿气量 V =1+α0L －[0.5H 2+0.5C O －(4 n －1) C m H n ] (标米3/公斤) （2-14） （3）单位干燃料生成气量 g V ?=1+α0L －[1.5H 2+0.5C O －( 4n －1) C m H n +2 n C m H n ） (标米3/公斤) （2-15） d.标态下单位体积气体燃料燃烧产物生成量（m 3/m 3 ） 当a=1时，各气体成分量)(01.022n m m CO H c CO CO V ∑++?= S H V SO 201.02= ++=∑S H H C n H V n m O H 22201.02 2001.079.02N L V N += 标态下单位体积气体燃烧理论燃烧产物生成量（m 3/m 3
天然气燃烧功率计算
天然气燃烧功率计算 天然气是一种广泛应用于工业、商业和家庭的清洁燃料。在使用天然气时，了解其燃烧功率对于正确使用和计量天然气的消耗非常重要。本文将介绍天然气燃烧功率的计算方法。 燃烧功率是指单位时间内燃料燃烧所释放的热量。在天然气的燃烧过程中，热量的释放取决于天然气的燃烧效率和所使用的燃烧设备。天然气的燃烧效率可以通过燃烧器的设计和调整来提高，而燃烧设备的选择也会对燃烧功率产生影响。 要计算天然气的燃烧功率，首先需要知道天然气的热值。天然气的热值是指单位质量的天然气所含有的热量。通常使用的天然气热值单位是焦耳/立方米或千焦耳/立方米。天然气的热值可以通过天然气供应商提供的数据或实验室测试来获取。 计算天然气的燃烧功率的公式如下： 燃烧功率 = 天然气的热值× 天然气的消耗量 其中，天然气的消耗量是指单位时间内消耗的天然气量。天然气的消耗量可以通过天然气表或流量计来测量。 例如，假设天然气的热值为40千焦耳/立方米，消耗天然气的流量为10立方米/小时，那么燃烧功率可以计算为：
燃烧功率 = 40千焦耳/立方米× 10立方米/小时 = 400千焦耳/小时 除了通过计算来确定天然气的燃烧功率，也可以通过燃烧设备的额定功率来获取。燃烧设备的额定功率是指设备在设计时所规定的最大输出功率。通过查看设备的技术参数或询问制造商可以获得设备的额定功率。 在实际应用中，为了确保安全和高效使用天然气，需要根据具体情况进行燃气设备的选择和调整。不同的设备和应用场景可能需要不同的燃气功率。例如，工业燃烧设备通常需要更高的燃气功率，而家庭热水器可能需要较低的燃气功率。 天然气的燃烧功率是根据天然气的热值和消耗量来计算的。通过了解和计算天然气的燃烧功率，可以更好地控制天然气的消耗，提高燃烧效率，实现节能减排的目标。同时，在使用天然气时，也需要根据具体需求选择合适的燃烧设备和调整设备参数，以达到最佳的使用效果。