冶金热工基础——第4章节燃料燃烧及计算

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1、第一讲：燃料的特性第四章燃料及燃料计算一、本课的基本要求1．掌握燃料及其基本特性。2．掌握固（液）体燃料的组成物、成分分析方法、表示方法及换算。3．掌握气体燃料的组成物、成分分析方法、表示方法及换算。4．掌握高发热量、低发热量的概念及计算。第四章燃料及燃料计算二、本课的重点、难点重点：燃料成分的换算。难点：高发热量、低发热量的关系。5．掌握标准燃料的定义及意义。6．了解冶金企业常用燃料的种类及特性。第四章燃料及燃料计算冶金炉热能主要来源于燃料的燃烧。1．燃料的定义凡是在燃烧时能够放出大量的热，并且

2、此热量能有效地被利用在工业或其他方面的物质。有效地被利用：在技术上是可能的，在经济上是合理的。2．对燃料的要求（1）在当前技术条件下，燃料燃烧时所放出的热量能有效地加以利用。（2）燃烧生成物呈气体状态，燃烧后的热量绝大部分含于其气体生成物之中。第四章燃料及燃料计算（3）燃烧产物（烟气）对熔炼（加热）设备不起破坏作用，无毒、无腐蚀作用。（4）燃烧过程易于控制。（5）资源丰富，便于开采。有机物为主要组成的物质：1）C、H热效应高，产物呈气态（CO2、H2O、…）；2）CO2、H2O浓度不太大，一般无害

3、；3）资源丰富。3．燃料的种类按物态分：固体燃料煤、焦炭、粉煤…液体燃料汽油、煤油、重油、焦油…气体燃料天然气、高炉煤气、焦炉煤气…第四章燃料及燃料计算按来源分：天然燃料煤、石油…人造燃料焦炭、重油、高炉煤气…为了保证产品产量、质量、降低燃耗、提高炉子寿命、防止环境污染，必须：合理选择燃料燃料特性组织好燃烧过程燃烧机理炉子设计时，必须进行燃烧计算。第四章燃料及燃料计算4.1燃料的特性4.1.1燃料的化学组成１固（液）体燃料的化学组成（1）固(液）体燃料的基本组成组成物：呈各种化合物形式存在的有机物

4、质，组成元素有C、H、O、N、S，由SiO2、Al2O3、Fe2Ο3、CaO、MgO、Na2O等矿物杂质组成的灰分A，一部分水分W。燃料质量好第四章燃料及燃料计算成分分析方法：工业分析法：测定燃料中的水分W、灰分A、挥发分产率V及固定碳F的含量及性质，作为评价燃料的指标。测定使用组成元素分析法：测定燃料中C、H、O、N、S的质量百分含量，不能说明燃料由那些化合物组成以及这些化合物的形式，只能进行燃料的近似评价。燃料燃烧计算的重要原始数据成分表示方法及成分换算：质量分数表示第四章燃料及燃料计算根据需

5、要共有四种表示方法，即供用成分、干燥成分、可燃成分、有机成分。供用成分w(C)y+w(H)y+w(O)y＋w(N)y＋w(S)y＋w(A)y+w(W)y=100%实际应用，不稳定。干燥成分w(C)g+w(H)g+w(O)g＋w(N)g＋w(S)g＋w(A)g=100%比较稳定第四章燃料及燃料计算可燃成分w(C)r+w(H)r+w(O)r＋w(N)r＋w(S)r=100%稳定有机成分w(C)o+w(H)o+w(O)o＋w(N)o=100%换算原理：燃料中各成分在任何一种表示方法中，其质量相等。例如对

6、碳而言第四章燃料及燃料计算换算系数表4-2P202热工计算时：采用供用成分元素分析法：w(C)rw(H)rw(O)rw(N)rw(S)r工业分析法：w(W)yw(A)g供用成分(y)可燃成分(r)供用成分(y)干燥成分(g)第四章燃料及燃料计算………………………[例4-1]P202（2）气体燃料的基本组成组成物：简称煤气，它是由各种简单气体组成的混合物。第四章燃料及燃料计算CO引起中毒、CH4导致窒息、H2易爆，注意安全！！！分析前先将水分吸收掉，故分析结果表示燃料的干成分。实用煤气中总含有一定量

7、水分，称为湿成分。水分单独测定，用一标准立方米干煤气中所含水分的质量来表示，符号为。查附表16成分表示方法及成分换算：体积分数表示有干成分和湿成分之分煤气质量好成分分析方法：吸收法第四章燃料及燃料计算湿成分即供用成分干成分换算：在标准状态下，lkg水蒸气的体积为=1.24m3/kglm3干煤气中水的含量为g，则100m3干煤气所含水蒸气的体积为m3第四章燃料及燃料计算湿煤气总体积为100＋0.124m3换算原理：燃料中各成分在任何一种表示方法中，其质量相等。例如对CO而言……………………………第四

8、章燃料及燃料计算换算系数热工计算时：采用湿成分。[例4-2]P2034.1.2燃料的发热量1．发热量的定义单位质量或单位体积燃料完全燃烧时所放出的热量。用Q表示，单位为kJ/kg或kJ/m3。燃料的发热量与燃烧产物的状态和温度有关。第四章燃料及燃料计算（1）高发热量QGw燃烧产物温度冷却到燃烧反应物的初始温度(20℃）冷凝为0℃的水燃烧产物中的水蒸气实验室内鉴定燃料的指标（2）低发热量QDw燃烧产物温度冷却到20℃的蒸气状态工程上，燃料的发热量是指QDw第四章燃料及燃料计算20℃的