理论燃烧温度g
(完整版)对理论燃烧温度计算的一点认识
摘要对理论燃烧温度的通用计算式提出了修正。
认为理论燃烧温度的通用计算式未考虑风口前凝聚相反应产物对理论燃烧温度的影响，随着高炉喷吹物料种类的多元化和喷吹量的增加，其计算误差将越来越大，更重要的是难以体现喷吹不同物料的区别.为此，提出了理论燃烧温度的修正计算式。
关键词高炉喷煤理论燃烧温度1 理论燃烧温度的通用计算式高炉的理论燃烧温度是指燃料在风口区不完全燃烧，燃料和鼓风所含热量及燃烧反应放出的热量全部传给燃烧产物时所能达到的温度.理论燃烧温度是由风口局部区域的热平衡计算得出,计算的基准温度一般采用常温。
以常温为基准就不需考虑喷吹燃料及输送燃料的压缩空气所带人的显热。
因此,普遍采用的计算式为［1,2］：式中Q碳——风口前碳素燃烧生成CO放出的热量，kJ；Q风—-鼓风带入的物理热，kJ；Q焦——焦炭带人的物理热，kJ；Q水——鼓风中湿分分解耗热，kJ；Q分——喷吹燃料的分解耗热，kJ;C PL——高炉炉缸气体中C O、N2的平均热容，kJ／（m3·℃）；C P2——高炉炉缸气体中H2的平均热容，kJ／（m3·℃）;V CO、V N2、V H2——炉缸煤气中CO、N2、H2的体积，m3。
亦有学者在大喷煤量下，对理论燃烧温度的计算式进行了修正，主要包括：①热收入中增加了煤粉物理热；②将鼓风湿分的分解热改为水煤气反应热；③考虑不完全燃烧条件下煤粉在风口区的反应热［3]。
修正的理论燃烧温度计算式如下：式中Q R焦——焦炭燃烧生成CO放出的热量,kJ；Q R焦——燃料燃烧生成CO放出的热量,kJ；Q煤——煤粉带人的物理热，kJ；C PG——高炉炉缸气体的热容，kJ／（m3·℃）。
2 理论燃烧温度的修正计算式以上两式的计算方法基本类似,修正式只是把热收人和消耗项计算的更精确一些。
但以上两式都未完全符合理论燃烧温度的计算原理,只考虑了燃烧产物中的气体，而未考虑凝聚相产物。
实质上，焦炭和燃料中的灰分也是燃烧产物,其升温也需要消耗热量，尤其在风口喷吹含灰分高的燃料或熔剂时,其对理论燃烧温度的影响更大。
天然气纯氧燃烧温度
天然气纯氧燃烧温度
天然气是一种主要成分为甲烷的燃料气体，而纯氧则是氧气的一种纯净形式。
当天然气与纯氧进行燃烧时，会产生非常高的燃烧温度。
具体的燃烧温度取决于燃烧过程中的多种因素，包括气体混合比、燃烧压力、燃烧速度等。
一般来说，天然气与纯氧的燃烧温度要高于天然气与空气的燃烧温度。
这是因为天然气与纯氧的燃烧过程中不会受到稀释氮气的影响，因此燃烧更加充分，产生的热量更高。
根据燃烧理论，天然气与纯氧的燃烧温度可以达到约1970摄氏度（3580华氏度）。
这个温度是在理想情况下的理论数值，实际燃烧过程中受到多种因素的影响，实际温度可能会有所偏差。
总的来说，天然气与纯氧的燃烧温度非常高，这使得这种燃料组合在一些特殊工业领域的应用中具有重要意义，比如高温熔炼、玻璃制造等需要高温能源的领域。
同时，高温燃烧也意味着需要特殊的安全措施来控制和利用这种高温能源。
理论燃烧温度计算
1718 m3 35.65% 2.89% 61.46% 3E+06 510846 2E+06 332856 3060.5 KJ KJ KJ KJ KJ／m3
t理论＝W气／Cpt 1.497 2044 · C
H2O物 10
三、煤气炉缸煤气组成：
名称 数量 输煤风量 0.025 C燃＝ COF= CO= H2= N2＝ 空压风 鼓风湿分 风温 温度 2 100.0 1200 307.1 kg 5.2 612.31 49.64 1055. N2%= 四、理论燃烧温度： Q碳＝ Q焦＝ Q风＝ Q吸＝ W气= Cpt= t理论=
7、各种物料单耗：
炉尘 富氧 日产量 富氧率 综合焦比 15 880 1.5 494
二、入炉风量计算：
Vb＝W／0.324*Vu*I*Ck*Cφ 其中： Vu＝ 168 I= 2.78 W= 0.983 Cφ =[22.4*(0.21+η +0.29f)/(（0.79-η )*(1-f)*C焦)]*[N2*(C焦+C料-C尘-C铁)] 0.015 43.384 2.022 Cφ ＝ 0.63 Vb= 743.2 m3／min 874.3 VB＝ 1216.1 m3/t
0.03 0.39
2、喷吹煤成份：
C 75.5 Fe 94.95 名称 H2 1.18 Si 0.5 Fe2O3 S 0.15 P 0.049 MnO2 0 N2 55.9 MnO2 O2 3.02 S 0.028 S 0.66 0.222 CH4 0.8 S 0.012 炉渣 340 FeO 灰份 H2O物 CaO MgO 0.15 0.9
1.13 0.55 C 3.9 C 38 O2 0.6 合计 100
3、生铁成份：
第五章燃烧温度
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
21
100
(n 100
)L0
lH2O
• 预热是利用余热在低温下实现，非常利于节能
• 空气的富氧程度
• 氧含量越高，燃烧产物生成量越减少。因为氮气少 • 在氧含量在小于约40％时，氧含量变化影响显著。
大于40％后，变化影响减缓。 • 氧含量对高热值燃料影响大，对低热值燃料影响小
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第六章 空气消耗系数及不完全燃烧 热损失的检测计算
• 空气消耗系数和燃烧完全程度的实用检测方法， 是对燃烧产物（烟气）的成分进行气体分析
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计算Qpyr
• （1）忽略。在温度<1800oC的情况下，热分解 很少发生，或热分解对温度的影响很小时，可忽 略Qpyr＝0
• （2）按CO2分解度fCO2和H2O的分解度fH2O计算
• Qpyr = 12600VCO+10800VH2 • = 12600fCO2.(VCO2)comp+10800fH2O. (VH2O)comp • fCO2、 fH2O与温度有关，可查附表8和附表9，数值
• 1m3气体燃料的理论氧气需要量（体积）为
L0,O2
1 2
CO
1 2
《消防燃烧学》第5章 燃烧温度
t热
Q低
因此 ct3＋bt2＋at－Q低＝0 解方程即得t热
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理论燃烧温度计算
理论燃烧温度表达式如下
t理 Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产
Q低、Q空、Q燃都容易计算 需要计算Vn.c产 更关键的是计算Q分
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高温热分解
温度越高，分解越强；压力越高，分解较弱 工业炉中，只考虑温度，且只有大于1800度 才考虑热分解 并且只考虑CO2和H2O的热分解反应，则分 解热Q分
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比热近似法
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＋VN2 ＋…) ，根据燃料种类确定c产
适用性：燃烧产物的平均比热受温度的影响不 显著，特别是空气作助燃剂
CO2和H2O的比热对温度的变化比较敏感，N2不明 显 C和H燃烧以后，产物的比热虽然增加，但是不大 各种燃料燃烧以后产物的比热介于C和H的产物比 热之间，差别不大
理
t理 '
Q 低 Q空 Q 燃 V n c产
（3）计算不考虑Q分的i总，然后查图5－4得到t理
i总 Q低 Q空 Q燃 Vn
20
影响理论燃烧温度的因素
燃料种类和发热量
主要取决于单位体积燃烧产物的热含量 考虑Q低/V0，比考虑Q低的影响更符合规律
t理
Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产
t热 Q低 V 0 c产
与传热条件、炉子结构等因素有关吗？ 只和燃料性质有关
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理论发热温度的计算
第五章 燃烧温度
2、 理论燃烧温度的计算
t理 QD Q物 Q分 VnC产
Q 分---分解热
CO2 CO+
1 2
O2 -12600
1
H2O H2+ 2 O2 -10800 O2 O+O
H2 H+H
.
.
.
Q 分与温度、压力有关（1）温度愈高，分解度愈大 （2）压力加大，分解度变小
在工业炉温度与压力条件下，主要有 CO2 与 H2O 的分解， 不同的温度段分解大致如下：
QD+Q物Q分 t理= ——————————
VoC产+（n-1）LoC空
如果
| t理’ t理| (指定的误差) 则求得 t理；否则，再令
t理’= t理 重复上述计算，直至
| t理’ t理|
3、影响理论燃烧温度因素 （1）燃料的 QD 对 t 理的影响 当 QD 较小时，QDt 理，但 QD 较大时，QD 再时，t 理几 乎不变。
达到的温度。
• 当不考虑Q传和Q不（即Q传=0，Q不=0） 时，有
•
t理=
QD
Q空 Q燃 Vn • c产
- Q分
• 称为理论燃烧温度（绝热完全燃烧火焰 温度）——表明某燃料在某条件下所达 到的最高温度。
量热计温度
• 理论燃烧温度计算过程中不考虑热分解 影响
• t量= QD Q空 Q燃 Vn • c产
C 产=CCO2CO2’%+CH2OH2O’%+CN2N2’%
上式中 CCO2、CH2O、CN2 都是温度的函数，即
CCO2=fCO2(t 热)，CH2O=fH2O(t 热) ，CN2=fN2(t 热)
(1)联立求解方程 设Ci=A1i+A2it+A3it2 ，i=CO2，H2O，N2 V0C产=ΣViCi
防火防爆理论与技术-燃烧温度的计算分析
式中Vyq 为α=1时完全燃烧的产物体积烟气生 成量有所减少，不完全燃烧程度越严重， 烟气量减少越厉害
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（2）存在自由氧（氧气供应不足，且 燃料与空气混合不好而造成的不完全燃烧）
B V yq V yq 1.88VCO 1.88VH 2 9.52VCH4 4.76VO2
Q p n C p dT
T1 T2
QV n CV dT
T1
33
T2
Cp大于Cv，对于理想气体： Cp－Cv＝R； 对于液体和固体： Cp＝Cv。 热容比：气体的恒压热容和恒容热容之 比，用K表示，空气的热容比为1.4。 恒压热容是温度的函数，它与温度之间 的函数关系通常采用下式表示：
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2.1 燃烧的本质和条件
助燃物 氧化剂：如氧气，氯气，浓硫酸，过氧化钠 特例：炸药（氧平衡）
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2.1 燃烧的本质和条件
点火源 引燃物质燃烧的点燃能源 种类有： 火焰：直接点燃，热辐射 高温物体：如电熨斗、火星 电火花：电气火花，静电火花 机械能：撞击、摩擦、气体压缩 光能 化学能
燃烧必要条件
1 1 4.76 6.8 57 56.1 102 4.188m 3 2 2
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实际空气需要量通常大于与理论空气需要量 V ,air V0,air α——过量空气系数 α＝ 1 时， 燃料与空气量比称为化学当（计） 量比 α<1 时，实际供给的空气量少于理论空气量。 燃烧不完全 α>1 时，实际空气量多于理论空气量，才能 保证完全燃烧
V0,O2 1 3 m 1 4.76 CO H 2 H 2 S (n )C n H m O2 102 0.21 2 2 4 2
理论燃烧温度和炉热指数模型1
理论燃烧温度和炉热指数计算模型一．理论燃烧温度: 理论燃烧温度：2222()CO N CO N H H Q Q Q Q Q t C V V C V ⋅++--=++⋅风分碳燃水理回旋区鼓风深度：65.0*00012.0+=E r………………………………………………………………………………………………………………………….Q 碳：碳素燃烧生成CO 放出的热量（9791/kJ kg ）Q C t V =⨯∆⨯风风风风（鼓风带入的热量）t ∆风：风量的温度V 风=风量/风口数2H O C C C =⨯+⨯风干风干风量含水量总风量总风量2 1.5620.000209H O C t =+(空气(干风)的比热容)1.2640.000092C t =+干风(2H O 气的比热容)Q 燃：燃料带入的物理热（忽略） Q 水：10806m⨯水(kJ，水蒸气水煤气反应所消耗的热量)m 水：风量中的水份量，加湿量和喷煤中的水份量之和Q C m C m =⨯+⨯分重油重油煤粉煤粉（kJ ，喷吹燃料分解热）C 重油：重油的分解热（1880/kJ kg ） C 煤粉：煤粉的分解热（1880/kJ kg ）2222()*CO N CO N H H C V V C V ⋅++在风口，燃烧后的气体成分主要为：CO ，2H ，2N ；933.02⨯=CO V2 1.2640.000092CO N C t ⋅=+2 1.260.000084H C t =+002*21.0*)*29.021.0(]*)21.0()1(*79.0[*933.0V a V V a V N ）（风-++---=ϕϕ分子少V 风02*21.0*29.021.0*)(*933.02.11*21.0**29.021.0**933.0V a V M H V a V V V H ）（）（）（）（风风风-++⨯+-++=ϕϕϕ002*21.0*29.021.0*)(*933.02.11*21.0**29.021.0)0(**933.0V a V M H V a V V V V H ）（）（）（）（风风风-++⨯+-++-=ϕϕϕ(修改分子)0202*21.0*29.021.0*))0(*18/2)((*933.02.11*21.0**29.021.0)0(**933.0V a V M H H V a V V V V H ）（）（）（）（风风风-+++⨯+-++-=ϕϕϕ加上煤中水的含量0V ：富氧量，m3/h)(H ：煤粉中H 元素含氢量%)(2O H ：煤粉中水含量% 通常按照1%计算0M ：-喷煤量，t/hϕ：鼓风湿度，%a ：氧气纯度，%这里的风量V 风采用计算风量 V 风计V 风计=( K*Ck +M*Cm – (生铁渗碳)10×m_fC －Cdfe －Cda )×22.4/ (24 * 鼓风含氧量) _K 焦比 Ck 焦炭含碳量 M 煤比 Cm 煤中含碳量m_fC = 4.3 - 0.27*铁中SI 含量 - 0.32*铁中S 含量 + 0.03* 铁中Mn 含量 – 0.32铁中P 含量;鼓风含氧量 ＝ 0.210.29*0.21*a W ϕ++-（） 0/W V V =风V 风 包括了 V0 都是仪表风量。
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理论燃烧温度计算9
条件：
焦比=419Ck=85.00%
煤比=118Cm=70.00%H2=3.32%H2O=0.50%
富氧率=1.54%鼓风湿度1.00%热风温度℃1100生铁含碳4.47%炉顶煤气成分%
CO CO2CH4H2N2
22.417.20.30.5159.59
计算参数：
鼓风含氧量O2b=0.2283吨铁入炉碳素Cf=438.75
鼓风含氮量N2b=0.7667碳素燃烧率Cn=0.798813
吨铁气化碳量Cg=394.05焦炭风口燃烧率Kf=0.752153
碳素燃烧率系数n=0.889428
吨铁风口碳量Cb=350.4792
煤粉碳占风口碳比例Cmb=0.235677
煤粉中总含氢量H2m=0.033756
鼓风平均热容Cpb=1.421kJ/m3.℃0.340kcal/m3.℃
炉缸煤气平均热容Cpg=1.51kJ/m4.℃0.361kcal/m4.℃
kg焦炭碳素风口物理热qk=2299kJ/kg550kJ/kg
kg碳素之煤粉分解耗热q'm=1254kJ/kg300kJ/kg
计算：
(1)按风口前燃烧每千克碳素计算Tf
风口燃烧千克碳素鼓风量Vb=4.086728m3
燃烧千克碳素生成煤气量Vg=5.167448m3
风口燃烧千克碳素全热量Qc=18027.44kJ/kgC
理论燃烧温度Tf=2203.052℃
(2)按每立方米鼓风计算Tf子项=4204.235
母项=1.901728
Tf=2210.744℃
(3)按每吨生铁计算Tf子项=1473497
母项=666.5163
Tf=2210.744℃。