燃料燃烧计算
燃料燃烧计算
一、气体燃料
●煤气 低位热
①
Qnet,v=CO%×12.697+H2%×10.797+CH4%×35.832+CmHn%×59.846(MJ/Nm3)
② Qnet,v=CO%×12.697+H2%×10.797+CH4%×35.832+C2H4%×59+C2H6%×63.7+C
23.2 (MJ/Nm3) ●理论 V0o2=(0. ●氧理气论 5VCa0O=+00.0.52
-1)× 当α<1时 V=V0-(1-
α)×VaO）
C3H6 C3H8 C4H10 C5H12 H2S
2.0 1.0 0.7
理论烟气量（BM/BM） 烟气：空气
BM/BM 41.719
4.062
天然气 比煤气
O2
0.1 0.3 0.0
CO2
4.0
6.0
0.0
N2
48.0 50.0 0.0
V% 100.00
●空实气际 3V8a=α×
空气 Vα—a0空气
过剩系
气体燃料
1.05 --- 1.15
液体燃料
1.15 --- 1.25
块状固体 燃料
1.3 --- 1.70
煤粉燃料
1.1 --- 1.30
二、固体、液体 燃料
●理论 V0=(CO2 烟气 +CO+H2 V0o2×
●实际 烟气
当α>1时 V=V0+(α
燃料
CO
天然气组成
范围 平均值
0.300
参数名称
QDW热值
单位 数值
kJ/BM kcal/BM 38806 9275
燃料完全燃烧放出热量的计算公式
燃料完全燃烧放出热量的计算公式燃料完全燃烧时会放出热量，这是由于化学反应中的能量转化而产生的。
燃料的完全燃烧是指在充足的氧气存在下，燃料与氧气发生化学反应，生成二氧化碳和水，同时释放出大量的热量。
燃料的完全燃烧是一种放热反应，其热量的计算可以通过以下公式进行：燃料完全燃烧释放的热量 = （燃料质量）×（燃料的燃烧热）其中，燃料质量是指燃烧过程中所使用的燃料的质量，单位通常为克或千克；燃料的燃烧热是指单位质量燃料在完全燃烧时所释放出的热量，单位通常为焦耳/克或焦耳/千克。
燃料的燃烧热是一个物质的性质，不同的燃料具有不同的燃烧热。
常见的燃料如煤、石油、天然气等都具有指定的燃烧热。
例如，煤炭的燃烧热通常为25-35兆焦耳/千克，石油的燃烧热为40-45兆焦耳/千克，天然气的燃烧热为35-45兆焦耳/千克。
在应用这个公式计算燃料完全燃烧释放的热量时，需要确定燃料质量和燃料的燃烧热。
首先，需要准确测量燃料的质量，可以使用天平等工具进行测量。
其次，需要查找相应燃料的燃烧热数值，可以通过参考相关文献、手册或者燃料供应商提供的信息来获取。
以煤炭为例，假设燃料质量为1千克，煤炭的燃烧热为30兆焦耳/千克，那么根据上述公式，燃料完全燃烧释放的热量为（1千克）×（30兆焦耳/千克）= 30兆焦耳。
对于不同的燃料，可以通过相应的燃烧热数值和燃料质量来计算燃料完全燃烧释放的热量。
这个计算结果对于工业生产、能源利用等方面具有重要的意义。
准确计算燃料的燃烧热量有助于合理安排燃料的使用和节约能源。
燃料的完全燃烧是一种高效的能量转化过程，通过将化学能转化为热能，可以应用于各个领域，如发电、供暖、烹饪等。
然而，在实际燃烧过程中，由于各种因素的影响，如不完全燃烧、热损失等，燃料的实际燃烧效率通常低于理论值。
因此，在实际应用中，需要进一步考虑这些因素，并进行相应的修正。
燃料完全燃烧放出热量的计算公式为（燃料质量）×（燃料的燃烧热），这个公式可以用于计算燃料完全燃烧释放的热量。
第二章 燃料及燃料燃烧计算
(二）各类煤质的燃烧特性
烟煤 含碳量较无烟煤低 40％～70％； 挥发分含量较多 20％～40％，易点燃，燃烧快，火焰长； 氢含量较高 发热量较高。 褐煤
碳化程度低，含碳量低 约为40～50%，
水分及灰分很高 发热量低； 挥发分含量高 约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度 低，着火及燃烧均较容易。
热量。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。 存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
燃料的成分及其主要特性 燃料燃烧计算 烟气分析方法 空气和烟气焓的计算
1
§2.1 燃料的成分及其主要特性
燃料:
核燃料 有机燃料 固体燃料（煤、木料、油页岩等）
有机燃料 :
液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含
Q Q 226 H d , n, et p d , gr d
干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算： 干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算： Q Q 226 H daf , net , p daf , gr daf
18
（一）煤的发热量
高位发热量(Qgr) 各基准间的换算采用表2-1换算系数
为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以VAMST及Q法 分类
28
(二）各类煤质的燃烧特性
燃料燃烧及热平衡计算参考
燃料燃烧及热平衡计算参考L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量CO)H 2C CH (CO 0.01V 6242CO 2+++⨯=’(3.4)2O V 0.21(=⨯′0n-1)L(3.5) 22n N V (N 79L )0.01=+⨯′(3.6))L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干O H 2624O H 22+++⨯=(3.7)式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。
则0.475)5222(100.01V 2CO =+⨯++⨯= Nm 3/Nm 34.4131)(1.050.21V 2O ⨯-⨯==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)35.47910(V 2N ⨯⨯+==3.54 Nm 3/Nm 34.35)18.90.124465322(20.01V O H 2⨯⨯++⨯+⨯⨯==1.152 Nm 3/Nm 3（2）燃烧产物总生成量实际燃烧产物量V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3(3.8)则V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量V 0=V n -（n -1）L O(3.9)V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3(3) 燃料燃烧产物成分[2]%100V V CO nCO 22⨯=(3.10) %100V V O nO 22⨯=(3.11)%100V V N nN 22⨯=(3.12)100%V V O H nO H 22⨯=(3.13) 则9%%1005.2080.47CO 2=⨯=0.8%%1005.2080.046O 2=⨯=68%%1005.2083.54N 2=⨯=22.2%100%5.2081.152O H 2=⨯= 3.1.3 天然气燃烧产物密度的计算[3] 已知天然气燃烧产物的成分，则：ρ烟=10022.432O 28N O 18H 44CO 2222⨯+++，kg/Nm 3(3.14)式中：CO 2、H 2O 、N 2、O 2——每100Nm 3燃烧产物中各成分的体积含量ρ烟= 217.110022.40.832682822.218944=⨯⨯+⨯+⨯+⨯ Nm 3/Nm 33.1.4 天然气发热量计算 高发热量Q 高=39842CH 4+70351C 2H 6+12745H 2+12636CO （kJ/Nm 3（3.15）低发热量Q 低= 35902CH 4+64397C 2H 6+10786H 2+12636CO (kJ/ Nm 3)（3.16）式中：CH 4、C 2H 6、 H 2、CO ——分别为天然气中可燃气体的体积分数（%）。
完全燃烧放出热量的计算公式单位
Q=mq或Q=Vq。
燃料质量为m，燃料的燃烧值为q，体积为V。
则燃料完全燃烧释放出的热量：Q=mq、Q=Vq。
燃料中所含有的全部可燃物质（碳、氢、硫等）在与氧化合后，只生成二氧化碳、水蒸气和二氧化硫的燃烧。
由于完全燃烧时可全部释放燃料的发热量，使燃料得到充分的利用，故在燃烧设备中，应尽可能作到完全燃烧。
扩展资料：
保证完全燃烧的燃烧器由于把燃烧头与电机按轴平行布置，并对内部构造进行了精心的设计，同时把电机放在进风口的凹陷处，因而这种燃烧器的尺寸比相同出力的普通燃烧器小近30%，并能更有效地使电机冷却。
燃烧头可以拆卸，因而更换喷嘴时不需要将燃烧器从锅炉上拆下来。
所有导线的连接都是插头型的，并且由于相配合的插头都具有特殊的形状，因而可以避免错接的危险。
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。
锅炉原理燃料燃烧计算
1 α= O2 − 0.5CO 79 1− × 21 100− (RO + O2 + CO) 2
过量空气系数
ROmax 2 α≈ RO2
完全燃烧且不计β 完全燃烧且不计β
21 α≈ 21−O2
推导过程
燃料的燃烧计算
不完全燃烧时的过量空气系数
α =
V V = = 0 V - ∆ Vg V 1 = ∆ Vg V 1 (α − 1)V 1− αV 0
0
10
由式 V O 2 ＝0.21 (α − 1)V ＋ 0.5 V CO ，可得 (α − 1)V ＝
0
V O 2 － 0.5 V CO 0 . 21
固体和液体燃料 N ar 比较小，可忽略不计。
0 N2
则由式
VN2 N ar 0 0 0 0 V ＝0 . 8 ＋ 0 . 79 V ， V N 2 = V N 2 + 0 . 79 (α − 1)V , 得 α V ＝ 100 0 . 79 1 将以上两式代入第一式 ，得 α ＝ 0 . 79 V O 2 − 0.5 V CO 1− 0 . 21V N 2
= V gy + V
1kg C + 1.866 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO2 1kg C + 0.933 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO H 2O
Car VCO2 +VCO = 1.866 100
燃料的燃烧计算
不完全燃烧时烟气中氧的体积
V O 2 = 0 . 21 (α − 1)V + 0 . 5 × 1 . 866
燃烧计算的物理模型 kg燃料为计算基础 以1kg燃料为计算基础 所有气体均视为理想气体（22.4Nm3/kmol） /kmol） 所有气体均视为理想气体（22. 假定完全燃烧 略去空气中的稀有成分，认为空气只由N 略去空气中的稀有成分，认为空气只由N2和O2 组成，且二者容积比为79 79： 组成，且二者容积比为79：21
第6章 燃料的燃烧计算
6.2.1 理论烟气量和实际烟气量
标准状态下，l kg固体及液体燃料在理论空气 量下完全燃烧时所产生的燃烧产物的体积称为固 体及液体燃料的理论烟气量，用下式表示：
V VCO2 VSO2 V V
0 y 0 N2
0 H2O
Vy0 —标准状态下理论烟气量，m3／kg；
VCO2 —标准状态下 CO2 的体积，m3/kg；
2C+ O2 2CO 9270 kJ／kg（碳）
说明：
燃烧计算即燃烧反应计算，是建立在燃烧化学反应 的基础上的。在进行燃烧计算时，将空气和烟气均 看 作 为 理 想 气 体 ， 即 每 kmol 气 体 在 标 准 状 态 ( t =273.15K, P =0.1013MPa)下其体积为 22.4m3，燃 料以 1kg 固体及液体燃料或标准状态下 1m3 干气体 燃料为单位。按照国家质量技术监督局规定，“标准 状态”不标在单位上，而是写在文字中。
VSO2 —标准状态下 SO2 的体积，m3／kg；
0 3 — 标准状态下理论 体积， m ／kg； N VN 2 2
V
3 0 H2O —标准状态下理论水蒸气体积，m ／kg。
13
22.4 1.866 m3 的 标准状态下，1 kg 的碳完全燃烧后产生 12 22 .4 0.7 m3 的 SO2 。 标准状态下， 1 kg 硫完全燃烧后产生 CO2 。 32
第6章 燃料的燃烧计算
6.1 燃烧所需空气量 燃烧是一种化学反应。
C+ O2 CO2 + 32860 kJ／kg（碳）
2H2 + O2 2H2O+120370
S+ O2 SO2 9050
kJ／kg（氢）
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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。
因为：2CO+O 2=2CO 2，因此，每缺少一个分子的O 2，烟气中就减少两个分子的CO 2，而生成两个分子的CO ，顾总烟气体积只少了相应减少的空气中的氮气部分。
V L = V 0L -(1 -а) V o a ×100795、烟气的组成及密度计算： 1）烟气百分组成： CO 2=LCO V V 2×100%, H 2O=L O H V V 2×100%SO 2=L SO V V 2×100%, N 2=LN V V2×100% O 2=L O V V 2×100% 2)烟气密度：ρ=（44CO 2+18H 2O+64SO 2+28N 2+32O 2）/（22.4*100） (kg/Nm 3)或：ρ=La ar V V A 0293.110011α+-(kg/Nm 3)（二）气体燃料 1、理论空气量V 02O =[21CO+21H 2+2CH 4+(m+4n )C m H n +23H 2S-O 2]×1001V a 0= V 02O ×211002、实际空气需要量：V a =а×V a o3、理论烟气生成量： V L o =V CO2+V H2O +V N2+V SO2 (N m 3/N m 3)4、实际烟气生成量及烟气组成计算：当а>1时， V L =V L o +(а-1)V a o (N m 3/N m 3)当а<1时， V L =аV L o +(1-а) (N m 3/N m 3) 5、烟气的密度： ρ=La g V V 0293.1αρ+ ( kg/N m 3)(三) 燃烧的近似计算法：在缺乏元素分析数据时，可由燃料的工业分析数据计算其发热量，由发热量计量理论空气量及理论烟气量，再由空气系数进一步计算出。
1、固体燃料：V a 0=0.241Q net,ar /1000+0.5 (N m 3/kg-r) V a =а×V a 0V L 0=0.213Q net,ar /1000+1.65 (N m 3/kg-r)V L = V L 0+(а-1)×V a 0 2、重油：V a 0=0.203Q net,ar /1000+2.0 (N m 3/kg-r) V L 0=0.265Q net,ar /1000 (N m 3/kg-r)3、发生炉煤气：当Q net ，ar <12560kJ/Nm 3时: 1000209.00neta Q V =aa V V α=()33/)1(11000173.0Nm NmV Q V anet -++=α当Q net ，ar >12560kJ/Nm 3时:()33/25.0100026.0Nm NmQ V neta -=()33/)1(25.01000272.0Nm NmV Q V anet -++=α4、天然气： ()33/02.01000264.0Nm Nm Q V neta +=()33/)1(02.11000264.0Nm NmV Q V anet -++=α四、根据烟气成分计算过剩空气系数1、固体或液体燃料：其燃料中含氮很少，烟气中氮可以为全部从空气引入。
根据烟气中氮与氧的含量，可以计算空气过剩系数。
α=a V Va =量理论空气用量中引入的实际空气用量中引入的22N N=量过剩空气中的量烟气中的量烟气中的222N N N -=2222179O N N - 当燃料不完全燃烧，产生有CO 时，а=CO)2-(O 21222-N N2、气体燃烧中含氮量较多时，燃料中的N 量不能忽略，而干烟气中又含CO 、H 2、C m H m 及O 2时а=2179)CmHn]}4n (m H 21CO 21[-{O -N -N N -N 222222⨯+++）燃料中的（燃料中的3、漏入空气量的计算：1) Q 漏=（а2-а1）×V a o ×B (Nm 3/h) B=燃料用量（Nm 3/h ）2) V x =O 21-O 2/21-O 21*100 (Nm 3/100Nm 3)五、燃烧温度及其计算：（一）燃烧过程的物料平衡与热平衡物料平衡：根据物质不灭定律，进入窑炉物料之和必等于排除物料质量之和，即燃料加空气等于烟气加灰分。
热平衡：根据能量不变定律，进入窑炉热量必等于支出热量。
Q net,ar +Q f +Q a =Q L +Q c +Q m +Q s（二）燃烧温度的概念：燃烧温度是指气态燃烧产物所能迟到的温度。
又分理论燃烧温度与实际燃烧温度。
1、 理论燃烧温度： 假定Q c =0,Q m =0,Q s =0 即 Q net,ar +Q f +Q a =Q L或 Q net,ar +C f t f +2V a 0*C a t a =V L *C L *t L o 所以 ()C Vc t c V t c Q t LL aa a f f ar net ︒++=,0α烟气的比热可由各组分气体的比热，按加和法算出。
2、实际燃烧温度：()()C Vc Q Q Q Q Q Q t Ls m c a f ar net L ︒++-++=,由于影响实际燃烧温度很多，很难用上式计算。
一般可从窑炉的实际操作中，总结出实际燃烧温度与理论燃烧温度t L o 的比值，称为高温系数η。
0LL t t ==理主燃烧温度实际燃烧温度η 故 0L L t t η=(三) 燃烧温度的计算方法：方法：先算出理论燃烧温度，再选取适当的高温系数，即可求得实际燃烧温度。
步骤：1）先估计一个C L 1值，计算出对应的t L 1值。
2）再假设t L1、t L2 ，要求t L1>t L 1>t L2，且t L1-t L2=100o C3）代入上式得Q 1=t L1*C L2*V L Q 2=t L2*C L2*V L4)如果Q 2 >Q> Q 1说明真正燃烧温度必定在t L2与t L1之间。
即t L1>t L >t 2 5)采用内插法即可求得真正t L 。
121121Q Q Q Q t t t t L L L L --=-- 故 ()()121211Q Q t t Q Q t t L L L L ---+=（四）影响实际燃烧温度的因素1、燃料的发热量Q net,ar ：其为主要因素，发热量越高，燃烧温度越高。
但发热量越大，烟气体积也大，所以对燃烧温度影响要看Q net,ad /(V L *C L )的比值而定。
此比值又称燃料的产热度。
产热度愈大，燃烧温度愈高。
2、烟气的体积V L ：从上述产热度可见，烟气体积愈大，燃烧温度愈低，使用正常空气势必带入相当多的氮气，而使用富氧空气或纯氧助燃可大大提高燃烧温度。
3、燃料和空气温度：如果将燃料和空气加以预热，提高反应物的温度，产物的温度自然也越高，在实际应用上通常主要采取空气预热。
4、过剩空气系数：应在保证燃料完全燃烧的条件下，尽量使过剩空气系数接近于1。
5、燃烧速度与减少散热：实际燃烧温度低于理论燃烧温度的主要原因是由于燃烧过程的热损失。
这包括减少燃烧装置的散热损失不完全燃烧损。
减少散热损失的基本措施是加强燃烧室或窑炉的保温。
解决不完全燃烧问题。