理论燃烧温度简捷计算法
(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。
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：
燃料燃烧计算
第三章 燃料及燃烧过程3-2 燃料燃烧计算一、燃料燃烧计算的内容及目的（一）计算内容：①空气需要量 ②烟气生成量 ③烟气成分 ④燃烧温度 （二）目的：通过对以上内容的计算，以便正确地进行窑炉的设计和对运行中的窑炉进行正确的调节。
二、燃烧计算的基本概念 （一）完全燃烧与不完全燃烧。
1、完全燃烧：燃料中可燃成分与完全化合，生成不可再燃烧的产物。
2、不完全燃烧：化学不完全燃烧：产物存在气态可燃物。
物理不完全燃烧：产物中存在固态可燃物。
（二）过剩空气系数 1、过剩空气系数的概念а=V a /V 0a2、影响过剩空气系数的因素：1）燃料种类：气、液、固体燃料，а值不同； 2）燃料加工状态：煤的细度、燃油的雾化粘度。
3）燃烧设备的构造及操作方法。
3、火焰的气氛：①氧化焰：а>1，燃烧产物中有过剩氧气。
②中性焰：а=1③还原焰：а<1，燃烧产物中含还原性气体（CO 、H 2）三、空气需要量、烟气生成量及烟气成分、密度的计算（一）固体、液体燃料：基准：计算时，一般以1kg 或100kg 燃料为基准，求其燃烧时空气需要量、烟气生成量。
方法：按燃烧反映方程式，算得氧气需要量及燃烧产量，然后相加，即可得空气需要量与烟气生成量。
1、理论空气量计算： 1）理论需氧量： V 0O2=12ar C +4ar H +32ar S －32ar O(Nm 3/kgr)2）理论空气量：V 0a =1004.22（12ar C +4ar H +32ar S －32ar O ）21100=0.089C ar +0.267H ar +0.033(S ar -O ar ) (Nm 3/kgr)2、实际空气量计算： V a =а×V o a3、理论烟气生成量的计算：V 0L =V CO2+V H2O +V SO2+V N2=1004.22 (12ar C +2ar H +18ar M +32ar S +28arN )×V o a +0.79V o a =0.01865C ar +0.112H ar +0.01243M ar +0.0068S ar +0.008N ar +0.79V o a4、实际烟气生成量的计算： 1）а>1时，V L = V 0L +(а-1)×V o a2）а<1时，在工程上进上近似认为其燃烧产物中只含有CO 一种可燃气体。
燃烧理论分析及相应计算
燃烧机理分析林树军浙江温岭燃烧过程高速摄影1燃料和空气混合气缸混合气残余废气过程湍流火焰燃气混合物燃料空气点火TDC@1430r/min&部分负荷Lamberda=1.30喷油角度为30CRA BTC出现火焰达到离火花塞最远的气缸壁理论温度最高点燃烧阶段划分火焰高速传播期火焰传播火焰扩散期早期火焰传播火焰终止火花点燃2燃烧机理解释内燃机的燃烧过程是湍流燃烧，而湍流燃烧是一种极其复杂的带化学反应的流动现象，湍流与燃烧的相互作用涉及许多因素，流动参数与化学动力学参数之间的耦合的机理极其复杂，用数值模拟方法分析和预测湍流燃烧现象的关键问题是正确模拟平均化学反应率，即燃料的湍流燃烧速率。
3燃烧湍流模型Eddy Break up(涡团破碎模型）Spalding的涡团破碎模型，其基本思想是：对预燃火焰、湍流燃烧区中的已燃气体和未燃气体都是以大小不等并作随机运动的涡团形式存在。
化学反应在这两种涡团的交界面上发生。
化学反应的速率取决于未燃气体涡团在湍动能作用下破碎成更小的涡团的速率，而此破碎速率正比于湍流脉动动能k的耗散率，其基本表达方式如下：该模型是AVL公司fire软件里面计算燃烧的基础计算模型。
4缸内传热模型5内燃机的传热既是与燃烧现象密切耦合的一个子过程，又是整个燃烧循环模拟的一个重要环节。
然而，内燃机的传热问题又被认为热问题中最复杂的一个，这是因为由于内燃机工作过程强烈非定温度变化的高度瞬变性，以致在毫秒量级的时间内，燃烧室表面的热流量从零变化到10MW/m2，同时温度和热流的空变化也非常剧烈。
在1cm 的位置上，热流峰值相差可达5MW/m2。
一般而言，发动机的传热计算包括3个方面：（1）工质与燃烧室热量的交换（包括对流和辐射两种方式）；（2）燃烧室壁内部的热传导；（3）燃烧室外壁与冷却对流和沸腾传热。
对于内燃机燃烧过程来说，主要考虑的第一项，因而对于内燃机传热模型方面主要考虑两个方面：1、工质与壁面之间的对流换热模型，2、是辐射换热模型。
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）
6
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
17
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。
燃烧值的计算公式
燃烧值的计算公式燃烧值，也叫热值，这可是个在物理和化学中相当重要的概念。
它指的是燃料完全燃烧时所放出的热量。
那燃烧值的计算公式是啥呢？咱先来说说燃烧值的基本定义哈。
燃烧值通常用字母 q 表示，单位是焦耳每千克（J/kg）或者焦耳每立方米（J/m³）。
如果是固体或者液体燃料，咱们一般用焦耳每千克；要是气体燃料呢，就常用焦耳每立方米。
燃烧值的计算公式其实挺简单的，就是 Q = m × q 或者 Q = V × q 。
这里的 Q 表示燃料燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量，V 表示燃料的体积。
比如说，咱来举个例子。
有一堆煤，质量是 10 千克，它的燃烧值是 3×10^7 焦耳每千克。
那这堆煤完全燃烧能放出多少热量呢？咱们就用 Q = m × q 这个公式来算，也就是 Q = 10 × 3×10^7 = 3×10^8 焦耳。
我还记得有一次，在课堂上讲这个知识点的时候，有个学生特别可爱。
我刚在黑板上写下燃烧值的计算公式，他就举起手来问我：“老师，这燃烧值有啥用啊？咱平时也用不上啊。
”我笑着跟他说：“孩子，你可别小瞧这燃烧值，它用处大着呢！就比如说，咱们家里用的天然气，知道它的燃烧值，就能算出烧一顿饭要用多少气，花多少钱。
还有啊，工厂里计算能源消耗，也得靠它呢！”这孩子听了，似懂非懂地点点头，那模样别提多有趣了。
再说说气体燃料的情况。
假如有一种天然气，它的燃烧值是 8×10^7 焦耳每立方米，体积是 5 立方米，那放出的热量就是 Q = V × q = 5 ×8×10^7 = 4×10^8 焦耳。
在实际生活中，了解燃烧值的计算公式能帮助我们更好地理解能源的利用效率。
比如说，不同的燃料燃烧值不同，有的高有的低。
在选择能源的时候，咱们就得考虑到燃烧值这个因素。
燃烧值高的燃料，相同质量或者体积下能放出更多的热量，可能就更经济实惠，但也得考虑其他因素，像获取的难易程度、对环境的影响等等。
燃烧理论RSYL3燃烧过程的热工计算
燃烧产物成分百分比
CO2 (VCO2 / V p ) 100 SO2 (VSO2 / V p ) 100 H 2O (VH 2O / V p ) 100 N 2 (VN 2 / V p ) 100 O2 (VO2 / V p ) 100
kg air / kg fuel
完全燃烧每千克燃料需要的空气体积应为：
V0 1 1.866C y % 5.55H y % 0.7 S y % 0.7O y % 0.21
Nm3 air / kg fuel
注意：以上理论空气量计算式中都为不含 水蒸气的干空气量。实际计算时应加入水 蒸气的量。空气中水蒸气的多少会因季节 天气不同而改变。
液体燃料或固体燃料理论空气量的计算：
每千克燃料中的该可燃元素完全燃烧 时需要的氧质量或体积为：
C % 32 kg 12
y
燃料中可燃元素的 燃烧反应：
C O2 CO2 12 32 44
Cy% 22.4 Nm3 12
2 H 2 O2 2 H 2O 4 32 36
H % 32 kg 4
1 H 2 O2 H 2O 2 2 16 18
H % 18 kg 2
y
H y% 22.4 Nm3 2
S O2 SO2 32 32 64
S y% 64 kg 32
S y% 22.4 Nm3 32
固体与液体燃料的产物生成量
=1时燃烧产物量：
0 0 V p0 VRO2 VN 2 VH 2O
2
2
2
2
2
2
CH4、C、CmHn