燃料燃烧及热平衡计算参备考资料.doc
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1、,燃料燃烧及热平衡计算参考3.1 城市煤气的燃料计算3.1.1 燃料成分表2.2 城市煤气成分(%)2成分CO2COCH4C2H6H2O2N2合计含量105225462101003.1.2 城市煤气燃烧的计算1、助燃空气消耗量2(1)理论空气需要量Lo= Nm3/Nm3 (3.1) (3.1)式中:CO 、CH4 、 C2H6 、 H2 、 O2每100Nm3湿气体燃料中各成分的体积含量(Nm3)。则Lo= = 4.143 Nm3/Nm3(2)实际空气需要量 Ln=nL0, Nm3/Nm3 (3.2) (1.2)式中:n空气消耗系数,气体燃料通常n=1.051.1现在n取1.05,则 Ln=1
2、.054.143=4.35 Nm3/Nm3(3) 实际湿空气需要量Ln湿=(1+0.00124)Ln,Nm3/Nm3 (3.3)则Ln湿=(1+0.0012418.9)4.35=4.452 Nm3/Nm32、天然气燃烧产物生成量(1)燃烧产物中单一成分生成量 (3.4) (3.5) (3.6) (3.7)式中CO 、CH4 、 C2H6 、 H2 每100Nm3湿气体燃料中各成分的体积含量。则 Nm3/Nm3=0.046 Nm3/Nm3=3.54 Nm3/Nm3=1.152 Nm3/Nm3(2)燃烧产物总生成量实际燃烧产物量 Vn = VCO2+VO2+VN2+VH2O Nm3/Nm3 (3.
3、8)则V n=0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm3/Nm3理论燃烧产物量V0=Vn(n1)LO (3.9)V0=5.208(1.051)4.143=5.0 Nm3/Nm3(3) 燃料燃烧产物成分2 (3.10) (3.11) (3.12) (3.13)则 3.1.3 天然气燃烧产物密度的计算3已知天然气燃烧产物的成分,则: 烟=,kg/Nm3 (3.14) 式中:CO2、H2O、N2、O2每100Nm3燃烧产物中各成分的体积含量烟= Nm3/Nm33.1.4 天然气发热量计算高发热量Q高=39842CH4+70351C2H6+12745H2+12636CO(kJ/Nm
4、3 (3.15) 低发热量Q低= 35902CH4+64397C2H6+10786H2+12636CO (kJ/ Nm3) (3.16)式中:CH4、C2H6、 H2、CO 分别为天然气中可燃气体的体积分数(%)。则Q高=398420.22+703510.05+127450.46+126360.05=18777kJ/Nm3Q低=359020.22+643970.05+107860.46+126360.05=16710kJ/ Nm33.1.5 天然气理论燃烧温度的计算 (3.17)式中:t理理论燃烧温度() Q低低发热量(kcal/ Nm3),Q低=16710kJ/ Nm3 Vn燃烧产物生成量(
5、Nm3/Nm3), Vn=5.208Nm3/Nm3 C1燃烧产物的平均比热KJ/(Nm3 )。估计理论燃烧温度在1900左右,查表3取C1=1.59 kJl/(Nm3 则 3.2 加热阶段的热平衡计算采用热平衡计算法, 热平衡方程式: Q收1Q支1 (3.18)3.2.1 热收入项目 天然气燃烧的化学热Q烧Q烧=BQ低 (3.19) 式中:B1熔化室燃料的消耗量(Nm3/h) 83.2.2 热量支出项目1、加热工件的有效热量是物料所吸收的热量Q料,用下式计算【4】 【5】:Q料=G(t料t初)C料 (3.20) 式中:G物料的重量(kg/h ),炉子加热能力为G=151813=3510 kg/
6、h.t料被加热物料的出炉温度( ), 查表得t料=160, t初被加热物料的进炉温度( ),为室温,则t初=20 C料物料的平均热容量,kJ/(kg ) 查表得C料=0.88 kJ /(kg )则Q料=3510(16020)0.88=432432 kJ/40min2、加热辅助工具的有效热Q(料筐的吸热)Q=G辅(t辅t初) (3.21)G辅助工具的重量(kg/h ), G=20015=300 0 kg C料物料的平均热容量,kJ/(kg ) 查表得C料=0.88 kJ /(kg )则Q =3000(160-20)0.448=188160 KJ/40min3、通过炉体的散热损失Q散1(1)炉墙平
7、均面积 炉墙面积包括外表面面积和内表面面积。简化计算可得: F外墙=(7.385+3.544)5.3292=116.49 m2 F内墙=(6.95+2.964)4.7592=94.37 m2 F墙均 = (F外墙+ F内墙)2=(116.49+94.37)2=105.43 m2 (2)炉底平均面积 炉底面积包括外底面面积和内底面面积。简化计算可得:F底均=(6.952.964+7.3853.544)2=23.39 m2(3)炉顶平均面积 由于炉子是规则的长方形,故炉底和炉顶近似看做相等的面积,故 F顶均=F底均=23.39 m2 计算炉墙散热损失:根据经验,参照生产中应用的同类炉子,本炉子炉墙
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