关于使用混合煤气的计算
燃气燃烧时耗氧量计算
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。
这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。
考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。
所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。
必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。
确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。
一、空气需要量(一)理论空气需要量V0V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。
例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．8 8m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3。
对气态重碳氢化合物C m H n，燃烧反应方程式为C m H n+(m+n/4)O2+3．76(m+n/4)N2=mC02+ (n／2)H20+3．76(m+n／4)N2 (1—1)也清楚地表明，1m3的C m H n完全燃烧，需要(m+n／4)m3的理论氧，同时带入3．76(m+n／4)m3的氮，故理论空气需要量为(m+n／4)／0．21=4．76(m+n／4)m3。
煤气水封原理及压力计算公式
煤气水封原理及压力计算公式一、煤气水封原理。
朋友，今天咱们来唠唠煤气水封这个挺有趣的东西。
你看啊，煤气水封就像是一个小小的守门员，守护着煤气系统的安全呢。
它的原理其实就是利用水的密封作用。
想象一下，有一个容器，里面装着水，然后有煤气管道伸到水里。
煤气想要通过这个水封的时候啊，就像是一个调皮的小娃娃想要穿过一堵水墙。
因为水有一定的高度，这个高度就产生了压力。
只要煤气的压力没有大到足以把水压下去，让煤气从水里冒出来，那煤气就被乖乖地封在这边啦。
比如说，煤气从左边的管道进来，它要想跑到右边去，就得克服水的阻力。
水呢，就像一个柔软却又很坚定的屏障。
如果煤气压力小，那它只能在水下面乖乖待着；要是煤气压力突然增大，就会使劲儿顶着水，水就会被顶起来一些，但是只要这个压力没有超过水能够承受的极限，煤气还是跑不出去的。
这就好比一个小力气的人想要推开一扇很重的门，力气不够就只能在门外面干着急啦。
而且啊，水封还能起到一个隔离的作用。
它可以防止外面的空气进入煤气管道，避免煤气和空气混合发生危险的爆炸之类的情况。
就像两个小朋友，煤气和空气，水封这个大姐姐把它们隔开，不让它们在一起打闹，因为它们要是凑一块儿玩得太疯，那可就出大事咯。
二、煤气水封压力计算公式。
好啦，咱们再来说说这个压力计算公式。
这公式看起来有点吓人，但是别怕，咱们一起把它搞明白。
压力计算公式呢，和水的高度有很大关系。
简单来说，水封产生的压力P等于水的密度ρ乘以重力加速度g再乘以水的高度h，也就是P = ρgh。
先说说这个水的密度ρ吧，水的密度大概是1000千克每立方米，这就像是水的一个小秘密身份标识一样。
重力加速度g呢，大概是9.8米每二次方秒，这是地球妈妈给所有物体的一个小魔法，让物体有重量。
然后就是水的高度h啦，这个h可重要了。
比如说，如果水的高度是1米，那咱们来算一算这个压力。
P = 1000千克/立方米×9.8米/二次方秒×1米 = 9800帕斯卡。
含有惰性气体组成混合物的爆炸极限计算
含有惰性气体组成混合物的爆炸极限计算【大纲考试内容要求】：1.掌握含有惰性气体组成混合物爆炸极限的计算。
2.了解粉尘爆炸的机理与特点；3.掌握粉尘爆炸的影响因素；4.熟悉粉尘爆炸的特性；5.掌握控制产生粉尘爆炸的技术措施。
【教材内容】：3．含有惰性气体组成混合物的爆炸极限计算如果爆炸性混合气体中含有惰性气体如氮、二氧化碳等，计算爆炸极限时，可先求出混合物中由可燃气体和惰性气体分别组成的混合比，再从图2—7和图2—8中找出它们的爆炸极限，并分别代入式(2—13)中求得。
[例]求某回收煤气的爆炸极限，其组分为：CO 58％，C02 19.4％，N2 20.7％，02 0.4％，H2 1.5％。
[解]将煤气中的可燃气体和惰性气体组合为两组：(1)C0和C02，即58(C0)+19．4(C02) = 77．4％(C0+ C02)其中，惰性气体／可燃气体 = C02／C0 = 19．4／58 = O．33 由图2—7中查得， L上 =70％， L下= 17％。
(2)N2和H2，即1.5(H2)+ 20.7(N2)= 22．2％(N2+H2)其中，惰性气体／可燃气体 = N2／H2 =20.7／1.5 = 13.8从图2 —7查得 L上 = 76％，L下 = 64％将上述数据代入式(2—13)即可求得煤气的爆炸极限：1L下 = ———————————— = 20.3 %0.774/17 + 0.222/641L上 = ———————————— = 71.5 %0.774/70 + 0.222/76该煤气的爆炸极限为20.3％～71.5％。
粉尘爆炸的特点三、粉尘爆炸的特点(一)粉尘爆炸的机理和特点当可燃性固体呈粉体状态，粒度足够细，飞扬悬浮于空气中，并达到一定浓度，在相对密闭的空间内，遇到足够的点火能量，就能发生粉尘爆炸。
具有粉尘爆炸危险性的物质较多，常见的有金属粉尘(如镁粉、铝粉等)、煤粉、粮食粉尘、饲料粉尘、棉麻粉尘、烟草粉尘、纸粉、木粉、火炸药粉尘及大多数含有C，H元素、与空气中氧反应能放热的有机合成材料粉尘等。
GB 50028-2006城镇燃气设计规范
城镇燃气设计规范GB50028-2006建设部关于发布国家标准《城镇燃气设计规范》的公告中华人民共和国建设部公告第451号现批准《城镇燃气设计规范》为国家标准，编号为GB 50028-2006，自2006年11月1日起实施。
其中，第3．2．1(1)、3．2．2、3．2．3、4．2．11(3)、4．2．12、4．2．13、4．3．2、4．3．15、4．3．23、4．3．26、4．3．27(8、10、11、12)、4．4．13、4．4．17、4．4．18(4)、4．5．13、5．1．4、5．3．4、5．3．6(7)、5．4．2(1、3)、5．11．8、5．12．5、5．12．17、5．14．1、5．14．2、5．14．3、5．14．4、6．1．6、6．3．1、6．3．2、6．3．3、6．3．8、6．3．11(2、4)、6．3．13、6．3．15(1、3)、6．4．4(2)、6．4．11、6．4．12、6．4．13、6．5．3、6．5．4、6．5．5(2、3、4)、6．5．7(5)、6．5．12(2、3、6)、6．5．13、6．5．19(1、2)、6．5．20、6．5．22、6．6．2(6)、6．6．3、6．6．10(2、5、7)、6．7．1、7．1．2、7．2．2、7．2．4、7．2．5、7．2．9、7．2．16、7．2．21、7．4．1(1)、7．4．3、7．5．1、7．5．3、7．5．4、7．6．1、7．6．4、7．6．8、8．2．2、8．2．9、8．2．11、8．3．7、8．3．8、8．3．9、8．3．10、8．3．12、8．3．14、8．3．15、8．3．19(1、2、4、6)、8．3．26、8．4．3、8．4．4、8．4．6、8．4．10、8．4．12、8．4．15、8．4．20、8．5．2、8．5．3、8．5．4、8．6．4、8．7．4、8．8．1、8．8．3、8．8．4、8．8．5、8．8．11(1、2、3)、8．8．12、8．9．1、8．10．2、8．10．4、8．10．8、8．11．1、8．11．3、9．2．4、9．2．5、9．2．10、9．3．2、9．4．2、9．4．13、9．4．16、9．5．5、9．6．3、10．2．1、10.2．7(3)、10．2．14(1)、10．2．21(2、3、4)、10．2．23、10．2．24、1O．2．26、10．3．2(2)、10．4．2、10．4．4(4)、10．5．3(1、3、5)、10．5．7、10．6．2、10．6．6、10．6．7、10．7．1、1O．7．3、10．7．6(1)条(款)为强制性条文，必须严格执行。
反应工程物料衡算
料浆
F1=2000kg/h 75%液 25%固
过滤机
滤液 F2 kg/h 1%固 99%液
滤饼
F3 kg/h 90%固 10%液
料浆
过滤机
滤饼
F1=2000kg/h 75%液
25%固
滤液Βιβλιοθήκη F2 kg/h 1%固 99%液
F3 kg/h 90%固 10%液
解：画出过程示意图，标上已知及要求的量。 以
小时（时间）为计算基准
由空气过量系数可算出输入系统的氧量为
1×0.5×1.5=0.75mol
折合空气量为0.75/0.21=3.57mol
其中N2=3.57×0.79=2.82mol 出反应器的氧量为 0.75-0.375=0.375mol
反应后气体混合物组成：
组分
CH3OH HCHO H2O O2 N2 共计
mol 0.25 0.75 0.75 0.375 2.82 4.945
+2.6
萃
取
-2.6
萃取废酸 162.7 组分 重量 %
氯苯 208.1
组分 重量 %
CB
208. 1
100
单 位：kg/h
目录
1 概述 2 计算中用的基本量 3 物理过程的物料衡算 4 化学反应的物料衡算
1. 摩尔分数、质量分数、平均分子量
摩尔分数
xi
ni nt
yi
ni nt
对于流动物系
质量分数
干湿基准
不论是固态，液态或气态物质往往都含有一定的水分，因 此就出现干基，湿基的问题。 若进行衡算时，把水分去掉则称干基，把水分一起算入 称为湿基，二者可互算。 *选作基准的物料，必须是已知条件最多，并与其它物料 关系明确之物。
工程燃烧学计算题集锦知识讲解
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 % 76.324.083.641.613.807.553.00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 81.4290.21310018176.328 4.08 3.80 3.641.4290.213100Nm kg y y y y C H S O ⎡⎤=++-⋅ ⎢⎥⨯⎣⎦⎡⎤⨯+⨯+-⋅ ⎢⎥⨯⎣⎦=7.88 =空气/燃料各燃烧产物生成量：2322.41210076.3222.4121001.425m kg y CO C V =⋅=⋅= N / 2322.4321003.8022.4321000.027m kgy SO S V =⋅=⋅= N /2322.42181004.08 3.0022.42181000.495m kgy y H OH W V ⎛⎫=+⋅⎪⎝⎭⎛⎫=+⋅⎪⎝⎭= N / 02322.479281001001.6122.4797.88281001006.238m kgy N N V V =⋅+=⋅+⋅= N / 则理论燃烧产物生成量为：222231.4250.0270.495 6.2388.19m kgy CO SO H O N V V V V V =+++=+++= N /燃烧产物成分为[]22100CO yV CO V =⨯[]22100H O yV H O V =⨯[]22100N yV N V =⨯ []22100SO yV 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 %1.14.40.20.591.80.21.8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。
燃气设计说明书(1)
设计说明书一. 设计题目：某开发区燃气输配管网设计 二. 设计目的燃气输配课程设计是建筑环境与设备工程专业学生在学习完《燃气输配》后的一次综合训练，其目的是让学生掌握城市燃气管网的设计方法，了解设计流程，熟悉设计手册、图集、设计规范、设备样本的使用方法。
通过该课程设计进一步掌握燃气输配工程的专业知识，深入了解燃气所需流量计算，燃气分配管网计算流量计算，水力计算，环网平差计算的具体方法，学会绘制设计图纸，编制设计说明就算书，从而达到具有结合工程实际进行燃气输配系统设计的能力。
三．设计任务根据某开发区基础资料设计该城市燃气输配管网工程，内容包括燃气中压管道的布线、平差及水力计算。
四．设计原始资料1.某开发区规划总平面图2.设计原始资料某开发区地处云南省西南部，位于东经103，05，北纬26，25，距昆明市330公里。
2.1城市居民人口数及建筑物情况该城镇规模5万人，人口密度400人/公顷，人民生活消费水平中等。
该城镇海拔高度1700-1850 2.3气象资料2.4城市燃气有关参数 2.5燃气用户资料五．燃气性能参数（表）1、 天然气的平均分子量:燃气是多组分的混合物，不能用一个分子是来表示。
通常将燃气的总质量与燃气的摩尔数之比称为燃气的平均分子量。
混合气体的平均分子量可按下式计算： 混合气体的平均分子量等于各组分的分子量之和，即)..........(10012211n n M y M y M y M +++⨯=式中——M ：混合气体平均分子量；y 1、y 2、…y n ：各单一气体容积成分（％）； M 1、M 2、…M n ：各单一气体分子量故 )..........(10012211n n M y M y M y M +++⨯==1001⨯(96⨯16.0430+30.0700⨯0.016+44.0970⨯0.0035+58.1240⨯0.003+28.0104⨯0.0015 +44.0098⨯0.0095+28.0134⨯0.004+2.016⨯0.0025)=16.7883(kmol m 3)2、 天然气的摩尔容积:混合气体的摩尔容积等于各组分的摩尔容积之和，即)..........(10012211mn n m m m v y v y v y V +++⨯=式中——m V ：混合气体平均摩尔容积，m 3/kmol ；y 1、y 2、…y n ：各单一气体容积成分（％）； Vm 1、Vm 2、…Vm n ：各单一气体摩尔容积m 3/kmol 故 )..........(10012211mn n m m m v y v y v y V +++⨯==1001⨯(96⨯22.3621+22.1872⨯0.016+21.9362⨯0.0035+21.5036⨯0.003+22.3984⨯0.0015 +22.2601⨯0.0095+22.403⨯0.004+22.427⨯0.0025)= 22.3546(kmol m 3)3.天然气的平均密度:单位体积的燃气所具有的质量称为燃气的平均密度。
煤气站试题库
煤气站试题库煤气站煤气操作和煤气安全知识一、填空题（每空1分）：1.1MPa=＿10＿kg/cm2 =＿1000＿KPa。
2.煤气发热量的单位是MJ/Nm3或kcal/Nm3。
3.吹扫和臵换煤气设施内的煤气，应用氮气、蒸汽或烟气为臵换介质。
4.煤气设备及管道检修化验动火标准气体可燃混合物总和小于1%。
5.煤气设备及管道检修化验进人标准CO含量小于24PPm和O2含量大于18%。
6.现场急救常用的人工呼吸法有口对口吹气法、仰卧压胸法和俯卧压背法。
7.防毒面具根据原理和结构分过滤式、隔绝式和隔离式。
8.煤气中毒是煤气中CO使人或动物急性中毒血液窒息失去自主呼吸能力的现象。
9.点火作业是指燃烧装臵按规定程序点燃燃气的作业。
10.回火现象是煤气在燃烧器内部或管道内部燃烧的现象。
11.煤气着火是煤气在燃烧区域或燃烧强度失去控制的燃烧现象。
12.煤气爆炸是在密闭或近似密闭的设备和管道中出现能量的聚集压力冲击波，使设备或管道损坏的现象。
13.安全压力是煤气管道和设备中任何一点的表压力均为正压的最小压力。
S。
14.煤气中的有毒成分为CO和H215.混合煤气中主要的组成部份是转炉煤气和高炉煤气。
16.设备检修动火前作爆发试验，是为了检验管道中是否有混合爆炸性气体。
17.在用户生产使用煤气时，煤气的低压可能会造成煤气管道的回火。
18.气体的标准状态指气体处于温度为0℃、压力1个标准大气压的状态。
19.煤气比重指煤气重度与标态下空气重度之比。
20.燃气的热值是指（一标准立方米）燃气（完全燃烧）时放出的热量。
21.燃气热值的国际单位为（KJ/m3），工厂还常用Kcal/ m3。
22.1Kcal=（4.1868 ）KJ。
23.《工业企业煤气安全规程》中规定应对煤气工作人员进行（安全技术）培训，经（考试合格）的人员才准上岗工作，以后每（两）进行一次复审。
24.带煤气作业应使用不发火星的工具，如（铜制工具）或涂有很厚一层润滑油脂的铁制工具。
燃烧学第三章课件
Q
net ,ar
=
xQ
1
+
(1 −
x )Q
2
KJ m
3
按各成分气体发热量之和计算
查表获得各成分气体的发热量 燃料发热量的测试 实验测定：容克式量热计
第三节 高炉煤气
组成成分 炼铁炉的副产品，在冶炼过程中主要生成CO，其 体积百分含量约为20%~30%。气体中含有大量 N2和CO2，其体积百分含量占63-70%左右，含尘 也很高60-80g/m3，使用前要除尘。 是一种无色无味、无臭的气体，主要可燃成分是 CO，所以毒性极大。注意：使用中特别要防止 煤气中毒。
H 2 O 湿 = 100 ×
பைடு நூலகம்
干 0.00124 g H 2 O 干 1 + 0.00124 g H 2 O
H O
2
湿
= 0 . 124 g
干
H O
2
100 100 + 0 . 124 g
g H O
2
很多数据表只有各温度下水蒸汽的饱和蒸 汽压，而没有直接的水蒸汽含量数据，此 时如何确定水蒸汽的含量
气体的过程。 发生炉煤气的热值一般为3780-11340KJ/m3。工业炉 中最常用的是混合发生炉煤气。发生炉煤气的成分主 要是CO、H2、CH4、N2等。
第六节 天然气
种类 干天然气：气田 伴生天然气或油性天然气：油田，含石油蒸汽 组成 CH4等碳氢化合物占90％以上、少量H2S、N2 、CO2 、 CO等。 发热量： 很高，33440-41800kg/m3 用途 工业燃料、化工原料、生活煤气、动力煤气、液化天然气
63680
10750
12630
加热炉内热力过程的数值模拟
加热炉内热力过程的数值模拟李克文【摘要】建立步进式加热炉内流动、燃烧和传热的数学模型.炉内流场的模拟采用κ-ε双方程模型,辐射换热计算采用P-1辐射模型,气相燃烧采用Species Transport模型,流场计算采用Simpler算法.采用上述模型与算法得到了炉内详细合理的温度、速度和浓度分布,并对其中影响板坯加热的温度场进行了试验验证.【期刊名称】《广西电力》【年(卷),期】2010(033)005【总页数】3页(P65-67)【关键词】步进式加热炉;CFD;数值模拟;流场;传热【作者】李克文【作者单位】广西电网公司电力科学研究院,广西,南宁,530023【正文语种】中文【中图分类】TG3070 引言加热炉是钢铁生产过程中不可或缺的重要设备，研究这一工业设备的节能是非常有意义的。
加热炉的工作空间较大，合理的烧嘴结构和布置是实现燃料燃烧、确保加热效果的关键。
对这些问题的研究离不开对加热炉炉膛内流动与传热过程的分析与研究。
加热炉是轧钢生产线上的主要耗能设备，自1967年步进梁式加热炉投入生产以来，迄今已有40多年历史。
步进式加热炉与推钢式加热炉相比较，具有推钢式加热炉无法比拟的优点：不拱钢、不粘钢、氧化烧损小、脱碳少；加热质量好，钢温较均匀；加热时间短、加热操作灵活，易于与轧制节奏匹配；能够比较精确计算和控制坯料在炉内的加热速度和加热时间，有利于实现整个加热过程自动化等，因而步进式加热炉成为新建轧钢厂的首选炉型[1]。
本文采用数值模拟的方法，以四段式进式加热炉为例，建立了炉内流动与传热的数学模型，然后利用CFD商业软件FLUENT求解，得到了炉内详细合理的速度、温度和浓度分布，为步进式加热炉的优化设计、优化操作与控制提供了详实的依据。
1 研究对象研究的对象为国内某热轧厂3号四段式平顶步进式连续加热炉。
该步进式加热炉物理模型（前后对称）如图1所示。
图1 加热炉模型（单位：mm）炉体有效尺寸为34000 mm×10700 mm。
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关于使用混合煤气的计算
一、假设以纯焦炉煤气计算：吨焦耗纯焦炉煤气为210m3，则其吨
焦需热量（总热量）为：
Q1=210×16685=3503808 KJ
其中：16685 KJ/m3---纯焦炉煤气热值
燃烧纯焦炉煤气产生的废气量为：210×5.76=1209.6 m3
其中：5.76m3---为燃烧1m3纯焦炉煤气产生的废气量，空气过剩系数取1.25
废气带走热量：Q2=1209.6×1.42×320=549642.2 KJ
其中：1.42 KJ/℃.m3---320℃时废气的比热容；320℃---为废气平均温度；
假设其他热量损失不变，则吨焦需热量：
Q有效1=Q1-Q2=3503808--549642.2=2954166+C KJ
其中：C—为常数，代表其他热耗（产品潜热、炉体散热等）
二、假设以混合煤气计算：吨焦耗混合煤气假设为：Xm3,则其总热量为：
Q3=X×17000=17000X KJ
其中：17000 KJ/m3---混合煤气热值
燃烧混合煤气产生的废气量为： 6.09×X=6.09X m3
其中：6.09m3---为燃烧1m3混合煤气产生的废气量,空气过剩系数取1.30
废气带走热量：Q4=6.09X×1.42×330=2854X KJ
其中：1.42 KJ/℃.m3---320℃时废气的比热容；330℃---为废气平均温
度；
假设其他热量损失不变，则吨焦需热量：
Q有效2=Q3-Q4=17000X-2854X=14146X+C KJ
由于Q有效1=Q有效2
故：14146X=Q有效1=2954166 KJ
计算得：X=208.834m3
即：
结论1：使用混合煤气炼1吨焦炭，则需混合煤气：209m3，而使用纯焦炉煤气，则需纯焦炉煤气：210m3
以2012年元月份为例：使用混合煤气量为：1440.6×397.9=1838.5万m3
其中：1440.6万m3-----为纯焦炉煤气用量；397.9万m3为解析气用量；若按上述比例计算：则需纯焦炉煤气为：1838.5*210/209=1847.3万m3而现实际使用量（解析气参比热值，其为纯焦炉煤气的1.22倍）；则混合气用量：1440.6+397.9*1.22=1926.0万m3
对比使用纯焦炉煤气（则多使用）：
1926.0-1847.3=78.7万m3
以月产焦炭9.0万吨计算：则每吨多使用混合气：78.7/9=8.7m3
结论2：混合煤气中部分高热值煤气折算低热值煤气，其使用量不能简单等同于热值之比，应考虑其体积、压力变化；针对掺有解析气的混合煤气，应根据实际使用量、并参考理论数据，确定解析气流量的折算值。