【文章內(nèi)容簡介】 熱量大多介于 27210~3l400kJ/kg之間，最高可達 334g0kJ/kg左右。 28 第二章 燃料及燃燒計算 c、無煙煤 無煙煤是煤中埋藏年代最久，炭化程度最高的煤，幾乎全部有碳組成。 無煙煤的特點是含固定碳最多達 90%以上，揮發(fā)分極少，僅 3~9%。 無煙煤組織致密、堅硬、不易吸水，便于長期保存。 發(fā)熱量可達 32660kJ/kg左右，是一種很好的民用燃料。 近來高爐噴吹煤粉也多由無煙煤磨制而成。 29 第二章 燃料及燃燒計算 d、焦炭 焦炭是結(jié)焦性煙煤在隔絕空氣的條件下加溫至 900~1000℃ 進行高溫干餾的產(chǎn)品。焦炭是銀灰色或沒有光澤的灰黑色塊狀物，每塊焦炭上有許多孔隙。 焦炭是冶金工業(yè)的重要固體燃料，廣泛用于高爐、鼓風(fēng)爐、化鐵爐及豎爐。焦炭質(zhì)量好壞對爐子熱工作影響很大，故對冶金焦炭提出如下要求： a)、化學(xué)成分 技術(shù)條件： V燃 不大于 %； W用 不大于 12%。 A干在 15%以下； S干 不大于 %。 b)、機械強度 30 c)、 塊度 冶金焦炭的塊度一般規(guī)定為 25~125毫米，小于 25毫米者不超過 2%。 d)、灰分 冶金焦炭中灰分應(yīng)盡量少 e)、反應(yīng)能力 冶金焦炭的反應(yīng)能力是指高溫下焦炭還原 CO2的能力 . 在中性或氧化性的鼓風(fēng)爐中則要求焦炭的反應(yīng)能力小。在還原性的爐中，焦炭不僅是熱能來源，并且起還原劑作用，以保證工藝過程在還原性氣氛中進行。反應(yīng)能力強， 第二章 燃料及燃燒計算 31 第二章 燃料及燃燒計算 e、粉煤 將塊煤或碎煤磨至 ~。 粉煤能在較小的空氣消耗系數(shù)下完全燃燒，能使用預(yù)熱空氣，所以燃燒時能得到較高的溫度。 爐子燃燒空間較小，火焰要求較短時，應(yīng)磨細(xì)一些。揮發(fā)物多，煤粒較易燃燒，可磨粗些。 煤因表面積很大，吸附空氣的能力很強，有流動性，一般使用空氣輸送。 空氣中懸浮一定濃度的煤粉時極易發(fā)生爆炸，故使用粉煤應(yīng)注意安全。為防止爆炸，要求輸送時空氣粉煤混合物的溫度不超過 100~150℃ ，不允許在運輸系統(tǒng)中長期停積煤粉。 32 概述 燃燒計算的目的是為了給爐子設(shè)計和爐子熱工管理提供必要的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是選擇風(fēng)機、確定煙道和煙囪尺寸以及進行傳熱計算時不可缺少的依據(jù)。 幾個基本概念 a、燃燒 燃燒一種快速的氧化反應(yīng)過程 .要使燃燒穩(wěn)定進行，其條件是：連續(xù)不斷地供給足夠的空氣，其中的氧與燃料接觸良好；燃料必須加熱到一定溫度，氧化反應(yīng)才能自動加速進行。 燃料開始燃燒的最低溫度叫著火溫度。 第二章 燃料及燃燒計算 33 第二章 燃料及燃燒計算 b、完全燃燒與不完全燃燒 燃料中的可燃物全部與氧發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，生成不能燃燒的產(chǎn)物 CO H2O、 SO2等叫完全燃燒。 燃料的不完全燃燒存在兩種情況： (1)化學(xué)性不完全燃燒 燃燒時燃料中的可燃物質(zhì)沒有得到足夠的氧，或者與氧接觸不良，因而燃燒產(chǎn)物中還含有一部分能燃燒的可燃物 H CO等被排走，這種現(xiàn)象叫化學(xué)性不完全燃燒。 (2) 機械性不完全燃燒 指燃料中的可燃物未參加燃燒反應(yīng)就損失掉的那部分。 不論是那種情況的不完全燃燒都造成燃料的損失，降低燃燒溫度。所以必須分析原因，掌握其內(nèi)部規(guī)律，采取準(zhǔn)確措施，主動地避免不完全燃燒損失。 34 第二章 燃料及燃燒計算 c、空氣消耗系數(shù) 燃料中可燃物燃燒時根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計算出來的空氣量，叫理論空氣需要量以 L0表示。為了保證燃料完全燃燒，實際供給燃燒的空氣量均大于理論空氣需要量。實際空氣需要量以 Ln表示，它與理論空氣需要量的比值叫空氣消耗系數(shù)以 n表示，即： 空氣消耗系數(shù)的大小與燃料種類、燃燒方法以及燃燒裝置的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。氣體燃料的空氣消耗系數(shù)一般在~；液體燃料為 ~；固體燃料則更大一些，約為 ~；人工加煤的小爐子可達 2。 實踐證明，燃料與空氣混合愈好， n值愈小， n值適當(dāng)能得到較高的爐溫， n值過大或過小都將影響爐溫降低。 0nLLn ?35 第二章 燃料及燃燒計算 燃燒計算的內(nèi)容及假設(shè)條件 燃料燃燒的系統(tǒng)理論計算基礎(chǔ)是化學(xué)計算，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式找出反應(yīng)物和生成物相互間量的變化規(guī)律。一般燃料燃燒計算包括下列內(nèi)容： (1) 燃料燃燒時所需要的空氣量的計算； (2) 燃燒產(chǎn)物量的計算； (3) 燃燒產(chǎn)物的成分和密度的計算； (4) 燃燒溫度的計算 。 (5) 空氣消耗系數(shù)的計算。 36 第二章 燃料及燃燒計算 工程上為了適用、簡便起見，燃燒計算采取以下假定： (l) 燃料中可燃成分完全燃燒。元素的分子量取近似整數(shù)計算。 (2) 氣體的體積都按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (0℃ 和 101825Pa)計算。任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的千克分子體積 (或千摩爾體積 )都是； (3) 當(dāng)溫度不超過 2100℃ 時，在計算中不考慮燃燒產(chǎn)物的熱分解，亦不考慮固體燃料中灰分的熱分解產(chǎn)物。 (4) 計算空氣量時，忽略空氣中的微量稀有氣體及 CO2，認(rèn)為干空氣中 O2和 N2的 37 第二章 燃料及燃燒計算 燃料燃燒的分析計算法是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)進行計算。計算中的關(guān)鍵是計算燃燒所需的氧，然后按空氣中 N2和 O2比例就可求出所需的空氣量和燃燒產(chǎn)物量。 燃料燃燒的分析計算法 38 第二章 燃料及燃燒計算 氣體燃料燃燒計算除上述共性外，還具有下列特殊點： (1)氣體燃料的 L0及 V0指的是 1m3氣體燃料完全燃燒時所需要的空氣量和生成的燃燒產(chǎn)物量，其單位為 m3/m3； (2)因為任何氣體的千克分子體積在工程計算中都可以看成 m3，所以燃燒反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與生成物之間的分子比就是體積比。 A、氣體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計算 39 第二章 燃料及燃燒計算 氣體燃料的組成成分以體積百分?jǐn)?shù)表示。燃燒計算時用濕成分。計算過程中取 100 m3，故各成分體積百分含量的絕對值，與其體積數(shù)相等。例如 100 m3的煤氣中含 CO為 30%， CO的數(shù)量就是 30 m3。 氣體燃料中可燃成分有 CO、 H CH C2HH2S，它們的化學(xué)反應(yīng)式如下： CO+189。O2→CO 2 H2+189。O2 →H 2O CH4+2O2 →CO 2+2H2O C2H4+2O2→2CO 2+2H2O H2S+3/2O2 →H 2O+SO2 2222 SOOHO211SH +?+40 第二章 燃料及燃燒計算 氣體燃料中的 CO N H2O及少量 SO2，燃燒過程中不反應(yīng)，燃燒后直接進入廢氣。故 1m3氣體燃料燃燒的燃燒產(chǎn)物量為： 則燃燒所需的氧為： 1m3的氣體燃料燃燒，理論空氣需要量為： 3224242 m )OSH211H3C2 C HH21CO21( —++++32242420 m )OSH211H3C2 C HH21CO21(100 —++++