燃气燃烧与设备设计.doc

1设计原始资料 1
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2燃气燃烧计算 1
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3大气式燃烧器 理论空气量：
V。= * % + 。+ 寸m + ^CmHn +,S-O2
21L I 」 (2-6)
式中:Vo—理论空气需要量；
H2> CO、CmHn、H2S一燃气中各种可燃组分的容积成分；
。2—燃气中氧气的容积成分。
则3T0天然气的理论空气量为：
此=£ + + [3 + ■|) + [4 + ?) + —0
= m3/m3

理论空气需要量是燃气完全燃烧所需的最小空气量。由于燃气与空气存在混 合不均匀性，如果在实际燃烧装置中只供给理论空气量，则很难保证燃气与空气 的充分混合，因而不能完全燃烧。因此实际供给的空气量应大于理论空气量，即 要供应一部分过剩空气。过剩空气的存在增加了燃气分子和空气分子碰撞的可能 性，增加了其相互作用的机会，从而促使完全燃烧。
实际供给的空气量V与理论供给的空气量V。之比称为过剩空气系数，即
V
a =—
此 (2-7)
通常«>1»。值的大小决定于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。在民
用燃具中。〜。
本设计中取值为。=。
过剩空气的存在增加了燃气分子和空气分子碰撞的可能性，增加了其相互作 用的机会，从而促使燃烧完全。
在燃烧过程中，正确选择和控制。是十分重要的，。过小和过大都将导致不 良后果；前者使燃料的化学热不能充分发挥，后者使烟气的体积增大，燃烧室内 温度下降，增加排烟的热损失，其结果都将使加热设备的热效率下降。因此，先 进的燃烧设备应在保证完全燃烧的前提下，。尽量使值趋近于1。

如前所述，理论空气量是燃气完全燃烧所需要的最小空气量，为了保证燃气 完全燃烧，因此实际供给的空气量应大于理论空气量。
由过剩空气系数的关系可知，实际的空气量为：
错误！ 未找到引用源。
(2-8)
则实际空气量为：V错误！未找到引用源。==

燃气燃烧后的产物就是烟气。当只供给理论空气量时，燃气完全燃烧后产生 的烟气量称为理论烟气量。理论烟气量的组成时CO2、S02、N2和H2。。前三者 组分合在一起称为干烟气。包括H2。在内的烟气称为湿烟气。当有过剩空气时, 烟气中除上述组分外尚含有过剩空气，这时的烟气量称为实际烟气量。如果燃烧 不完全，则除上述组分外还将出现CO、CH4、H2等可燃组分。在实际的运用中， 由于为了使燃气能够充分燃烧，则过剩空气系数«>1,因此烟气必为实际烟气 量。
对于该设计中成分已知的燃气，燃气中各可燃组分单独燃烧后产生的实际烟 气量可通过燃烧反应方程式来确定。
(一)按燃气组分计算
实际烟气量(。>1)
三原子气体的体积
V阻=Vcq +& =(。。2 +。。+ 2>4乩 +/S)
*o,= (0+0+++0) = Nm3/Nm3 干燃气 水蒸气体积
叫= H. + + ^CmHn + (dg + «Voda)
*,。=0・01 [0+0+++ (0+)]=
Nm3/Nm3干燃气
氮气体积，按下式求得
Vn, =«Vo+^2
Vn, =+= Nm3/Nm3 干燃气
过剩氧气体积
Vo； = (口-l)V°
式中：％—实际烟气中过剩氧气体积(Nm31Nm3干燃气)
V°,= (-1)邕
V。, = Nm3/Nm3 干燃气
实际烟气总体积
* =VRo2+Vh2o+VN2+Vo2
式中：Vf—实际烟气量(Nm3]Nm3干燃气)
VA =+++= Nm^Nm3 干燃气
对于液化石油气也可采用下式计算：
* =^^吊 + + (口-1)此
f 1000 v 7 °
(2-9)
(2-10)
(2-11)
(2-12)
(2-13)
(2-14)
(2-15)
带入低热值，得:
n 252
Vr = J、xl0