《燃气的燃烧计算》课件

燃气的燃烧计算燃气简介燃气是一种可燃性气体，主要由天然气、液化石油气、人工煤气等组成。燃气具有热值高、燃烧效率高、污染物排放少等优点，是重要的清洁能源。燃气成分分析甲烷(CH4)主要成分，占燃气总量的80%以上。乙烷(C2H6)第二主要成分，燃烧效率较高。丙烷(C3H8)占燃气总量的5%左右。丁烷(C4H10)占燃气总量的1%左右。燃气的理论燃烧过程1混合阶段燃料气体与空气充分混合，形成可燃混合气。2着火阶段可燃混合气达到着火温度，发生化学反应。3燃烧阶段燃烧反应持续进行，释放热量，产生高温烟气。燃气的实际燃烧过程1燃烧速度实际燃烧速度受到多种因素的影响2火焰形状实际火焰形状受燃烧器设计和燃烧条件影响3热量传递实际燃烧过程中热量传递复杂燃烧效率的影响因素燃料因素燃料的成分、热值和燃烧特性都会影响燃烧效率。空气因素空气量、空气温度和空气分布都会影响燃烧效率。炉膛因素炉膛的形状、尺寸和材料都会影响燃烧效率。燃气的基本物性参数1.00密度1.00热值1.00粘度1.00燃烧速度燃气的摩尔体积和密度摩尔体积(L/mol)密度(kg/m³)燃气的低位发热量和高位发热量低位发热量是指燃料在燃烧过程中，其生成的水蒸气不凝结时所释放的热量。高位发热量是指燃料在燃烧过程中，其生成的水蒸气完全凝结时所释放的热量。燃气的空气需量和烟气量1空气需量指完全燃烧1立方米燃气所需的理论空气量。2烟气量指完全燃烧1立方米燃气产生的理论烟气量。空气过量系数的定义和意义1定义空气过量系数是指实际燃烧所需的空气量与理论燃烧所需的空气量之比。2意义它反映了燃烧过程中实际空气供应量与理论空气量之间的差距，直接影响着燃烧效率和排放。燃烧反应的化学方程式完全燃烧燃料与空气中的氧气充分反应，生成二氧化碳、水和少量氮气等产物。不完全燃烧燃料与空气中的氧气反应不充分，生成一氧化碳、碳黑等产物。燃烧反应的热量计算燃烧热单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所放出的热量高位发热量燃料完全燃烧时所放出的热量，包括燃烧产物中的水蒸气冷凝成液态水所释放的潜热低位发热量燃料完全燃烧时所放出的热量，不包括燃烧产物中的水蒸气冷凝成液态水所释放的潜热燃料组成对燃烧热的影响甲烷甲烷的燃烧热最高，约为890千焦/克。乙烷乙烷的燃烧热稍低，约为519千焦/克。丙烷丙烷的燃烧热更低，约为503千焦/克。燃气燃烧热计算实例天然气假设天然气的低位发热量为8400千卡/立方米，燃烧10立方米天然气释放的热量为84000千卡。液化石油气假设液化石油气的低位发热量为11000千卡/公斤，燃烧5公斤液化石油气释放的热量为55000千卡。煤气假设煤气的低位发热量为4000千卡/立方米，燃烧20立方米煤气释放的热量为80000千卡。燃气燃烧热测定方法1量热计法直接测量燃气燃烧释放的热量。2热量平衡法通过测量燃烧前后热量变化来计算燃烧热。3间接计算法根据燃气成分和燃烧产物计算燃烧热。炉膛内的燃烧过程1混合燃料和空气混合2点火达到燃点3燃烧化学反应释放热量4排烟燃烧后的废气排出炉膛内的温度分布炉膛内的温度分布取决于燃烧过程和热量传递方式，从炉膛入口到出口，温度呈现梯度变化。火焰温度和炉膛温度关系火焰温度指燃烧区域内的最高温度，通常比炉膛温度高。炉膛温度指炉膛内整体的平均温度，通常比火焰温度低。关系火焰温度受燃料性质、空气量、燃烧方式等影响，炉膛温度则受火焰温度、热量传递、热损失等影响。炉膛热量平衡分析100%总热量燃料完全燃烧所释放的热量80%有效利用用于加热工件、蒸汽或其他用途20%热损失通过烟气、炉壁等途径散失炉膛热损失计算热损失类型计算公式烟气带走的热量Q烟=m烟*Cp烟*(T烟-T0)辐射热损失Q辐=A*ε*σ*(T炉^4-T0^4)传导热损失Q传=λ*A*(T炉-T0)/d其他热损失Q其=...炉膛效率的概念和计算定义炉膛效率是指炉膛内燃料燃烧所产生的热量与燃料本身所含的热量之比。计算公式炉膛效率=(燃料燃烧释放热量)/(燃料本身热量)燃烧调节对效率的影响燃气流量调节通过调节燃气流量，可以控制燃烧强度，从而影响燃烧效率。过量的燃气会造成浪费，而不足的燃气则可能导致火焰不稳定，影响燃烧效果。空气流量调节空气流量调节可以控制燃烧过程中的氧气供应，影响燃烧效率。过量的空气会降低燃烧温度，而不足的空气则可能导致不完全燃烧，产生烟尘和有害气体。点火和初火的相关知识1点火点火是燃气燃烧的初始步骤，需要提供足够的热量来引发燃烧反应。2初火初火是指点火后产生的第一个火焰，其稳定性和强度对燃烧过程至关重要。3点火装置点火装置包括点火器和点火电极，用于产生稳定的火焰并将其传递到燃烧区域。点火方式和点火时间的影响点火方式点火方式影响着火焰的稳定性和燃烧效率。点火时间适当的点火时间可以确保火焰稳定燃烧，减少热损失。燃烧空气的预热对效率的影响提高燃烧效率预热空气可以提高燃料的燃烧效率。因为预热的空气温度更高，可以更快地将燃料加热到燃烧温度，从而提高燃烧效率。减少排放预热空气可以减少燃料的排放。因为燃料的燃烧效率更高，可以减少二氧化碳和其他有害气体的排放。烟气成分对燃烧效率的影响二氧化碳过高的二氧化碳浓度意味着燃料燃烧不充分，导致热量损失。一氧化碳一氧化碳的存在表明燃料燃烧不完全，浪费燃料并产生有害气体。氮氧化物氮氧化物排放会导致酸雨和雾霾，对环境造成负面影响。燃气燃烧的环保问题1氮氧化物排放燃气燃烧过程中会产生氮氧化物，对环境造成污染，需要采取低氮燃烧技术进行控制。2二氧化碳排放燃气燃烧会释放二氧化碳，加剧全球变暖，需要开发低碳燃烧技术。3烟尘排放燃烧过程产生的烟尘会对大气环境造成污染，需要安装除尘设备进行处理。4硫氧化物排放燃气燃烧过程中产生的硫氧化物会形成酸雨，需要对燃气进行脱硫处理。燃气燃