第五章 燃烧温度.ppt

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1、第五章燃烧温度燃烧温度序论工业炉在高温条件下工作的重要条件炉内温度的高低，而决定炉内温度高低的重要因素就是燃烧温度燃烧温度燃料燃烧时燃烧产物达到的温度燃烧温度。影响燃烧温度的因素燃料种类、燃料成分、燃烧条件、传热条件分析燃烧过程的热量平衡，可以找出估计燃烧温度的方法和提高燃烧温度的措施。燃烧过程中热平衡关系包括热量的收入和支出两个方面热量的收入包括：燃料的化学热Q低、空气带入的物理热Q空、燃料带入的物理热Q燃热量的支出包括：燃烧产物含有的物理热Q产、燃烧产物传给周围环境的热量Q传、不完全燃烧热损失Q不、某些燃烧产物高温下分解所消耗的热量Q分当热量收入与支出相等时，燃烧产物达到一个相对稳定的燃烧

2、温度，由此得到燃烧产物的温度t产就是实际条件下燃烧产物的温度，也称为实际燃烧温度。影响实际燃烧温度的因素很多，而且随炉子的工艺过程、热工过程和炉子结构的不同而变化。若假设燃料是在绝热系统中燃烧（Q传0），并且完全燃烧（Q不0），此时产物的温度称为理论燃烧温度t理理论燃烧温度是燃料燃烧过程的一个重要指标，它表明某种成分的燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度，对燃料和燃烧条件的选择、温度制度和炉温水平的估计及热交换计算都具有实际意义在燃料和空气均不预热（Q空Q燃0）、空气消耗系数n1的情况下，燃烧温度只和燃料性质有关。这时的燃烧温度称为“燃料理论发热温度”燃料理论发热温度是从燃烧温度的角度评价燃

3、料性质的一个指标燃料理论发热温度和理论燃烧温度是可以根据燃料性质和燃烧条件计算的燃料理论发热温度的计算燃料理论发热温度计算燃料理论发热温度的方法联立求解方程组内插值近似法比热近似法理论燃烧温度的计算理论燃烧温度的表达式高温下热分解损失的热量高温热分解引起的燃烧产物生成量和成分的变化高温下燃烧产物气体的热分解与体系的温度与压力有关温度升高，分解加强压力升高，分解减弱在有热分解的情况下，燃烧产物成分和各组成含量发生变化燃烧产物中不仅含有CO2、H2O、N2、O2，而且有H2、OH、CO、H、O、N、NO等各组成的含量取决于燃料和氧化剂的成分，体系的压力和温度在一般工业炉的压力及温度水平下，热分解仅

4、取下列反应在一般工业炉的压力及温度水平下，热分解仅取下列反应COCO2 2COCO1/2O1/2O2 2；H H2 2O OHH2 21/2O1/2O2 2吸收了体系中的一部分热量吸收了体系中的一部分热量引起产物体积和成分的变化引起产物体积和成分的变化分解吸热量分解吸热量Q Q分分为上述两个反应吸热量之和为上述两个反应吸热量之和Q Q分分CO2CO212600V12600VCOCO；Q Q分分H2OH2O10800V10800VH2H2Q Q分分 12600V12600VCO CO 10800V10800VH2H2由于燃烧产物的组成、生成量及平均比热都是温度的函数，因此，计由于燃烧产物的组成、

5、生成量及平均比热都是温度的函数，因此，计算理论燃烧温度时必须知道产物成分及平均比热与温度的关系，计算算理论燃烧温度时必须知道产物成分及平均比热与温度的关系，计算十分复杂。所以，对于工业炉热工计算通常采用近似计算十分复杂。所以，对于工业炉热工计算通常采用近似计算忽略热分解所引起忽略热分解所引起V Vn ncc产产的变化的变化分解热分解热Q Q分可按分解度的近似值计算分可按分解度的近似值计算燃烧产物的比热按近似比热计算燃烧产物的比热按近似比热计算前两项确定比热和分解度时所依据的温度，可以按经验估计前两项确定比热和分解度时所依据的温度，可以按经验估计影响理论燃烧温度的因素燃料种类和发热量燃料种类和发

6、热量理论燃烧温度不仅与燃料发热量有关，还与燃烧产物理论燃烧温度不仅与燃料发热量有关，还与燃烧产物有关有关本质地讲，燃烧温度主要取决于单位体积燃烧产物的本质地讲，燃烧温度主要取决于单位体积燃烧产物的热含量热含量当当Q低低增加时，一般情况下增加时，一般情况下V0也是增加的；也是增加的；t理理增加的幅增加的幅度主要取决于度主要取决于Q低低V0比值的增加幅度比值的增加幅度空气消耗系数空气消耗系数空气消耗系数影响燃烧产物的生成量和成分，从而影空气消耗系数影响燃烧产物的生成量和成分，从而影响理论燃烧温度响理论燃烧温度对于一般工业炉而言，为了得到高的燃烧温度，空气对于一般工业炉而言，为了得到高的燃烧温度，空

7、气消耗系数稍大于消耗系数稍大于1 1，以保证完全燃烧，但不宜过大。，以保证完全燃烧，但不宜过大。空气（或煤气）的预热温度空气（或煤气）的预热温度空气（或煤气）的预热温度越高，理论燃烧温度也越空气（或煤气）的预热温度越高，理论燃烧温度也越高高预热对发热量高的燃料效果更显著预热对发热量高的燃料效果更显著对于发热量高的煤气，预热空气比预热煤气效果更显对于发热量高的煤气，预热空气比预热煤气效果更显著著就经济效益而言，用预热的方法提高理论燃烧温度比就经济效益而言，用预热的方法提高理论燃烧温度比采用提高发热量更合理可行采用提高发热量更合理可行空气的富氧程度空气的富氧程度燃料在氧气或富氧空气中燃烧时，理论燃烧温度比在燃料在氧气或富氧空气中燃烧时，理论燃烧温度比在空气中燃烧要高空气中燃烧要高富氧程度对不同燃料理论燃烧温度的影响不同，发热富氧程度对不同燃料理论燃烧温度的影响不同，发热量高的燃料比发热量低的燃料受的影响明显量高的燃料比发热量低的燃料受的影响明显富氧程度在低于富氧程度在低于4040范围内变化时对理论燃烧温度的范围内变化时对理论燃烧温度的影响比较显著，再提高富氧程度，则对理论燃烧温度影响比较显著，再提高富氧程度，则对理论燃烧温度的影响越来越不显著。的影响越来越不显著。