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1、燃料与燃烧习题解答第一篇燃料概论1 .某种煤的工业分析为:Ma=3.84, Ad=10. 35, Vdaf=41.02,试计算它的收到基、枯燥基、枯燥无灰 基的工业分析组成。解：枯燥无灰基的计算：匕0=41.02属的=100%/=58.98;收到基的计算 PCar=m-Aar-Mar-VarAar= 9. 95FCar= 50.85枯燥基的计算：4/=10.35Vd = 36. 77;2 .某种烟煤成分为：Cdaf83. 21Hdaf5. 870daf5. 22 Ndaf1 - 90Ad8. 68 Mar-4. 0；试计算各基准下的化学组成。解：枯燥无灰基：sdaf= 100 - Cdaf -
2、 Hdaf - Odaf - Ndaf = 3.80收到基：= ioo-此.二8335 i ooHar=5. 150ar=4. 58 Nar= 1. 67 Sar=3. 33 Mar=4. 0枯燥基：A=8.68Nd= Ndaf x 0.913 =174枯燥无灰基：Cdaf=83. 21 Hdaf=5. 870daf=5. 22 Ndaf=l. 90 Sdaf=3. 803.人工煤气收到基组成如下：h2COCH,0：CO：H2048.019. 313.00.812.04.52.4计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值;解:干煤气中：H2, d = 48. OX 100/ (100-2.4 =4
3、9. 18CO, d = 19.3X 1.025=19. 77CH= 13.31。2, d - 0. 82N2, d = 12. 30C02, d = 4.61P =Mf/22. 4= (2X49. 18%+28X 19. 77%+16X13. 31%+32X0. 82%+28X 12. 30%+44X4. 61%)/22. 40. 643 kg/m3Q 高=4. 187 义3020X0. 1977+3050X0. 4918+9500X0. 1331)= 14. 07X 103kJ/m3= 14. 07 MJ/m3Q 低=4. 187X (3020X0. 1977+2570X0. 4918+8
4、530X0. 1331)= 12. 55X 103kJ/m3= 12.55 MJ/m3第二篇燃烧反响计算第四章空气需要量和燃烧产物生成量5.某烟煤成分为： Cda83.21, Hdaf5.87, Oda 5. 22, Nda 1.90,Sdaf3. 8, Ad-8. 68, War4. 0,试求：(1)理论空气需要量L。m3/kgj;(2)理论燃烧产物生成量Von?/kg;(3)如某加热炉用该煤加热，热负荷为17X1()3kW,要求空气消耗系数n=1.35,求每小时 供风量，烟气生成量及烟气成分。解：(1)将该煤的各成分换算成应用成分：计算理论空气需要量Lo：(2)计算理论燃烧产物生成量V。：
5、(3)采用门捷列夫公式计算煤的低发热值：Q 低= 4. 187X 81XC+246XH 26X (0S) -6XW=4. 187X 81X72. 95+246X5. 15-26X (4.58 3.33-6X4=29. 80 (MJ/m3)每小时所需烟煤为：每小时烟气生成量：每小时供风量：计算烟气成分：计算烟气百分比组成：C02, =12. 45%S02, =0. 21%乩0 =5. 73% N； =76. 36% (V =5 25%6 .某焦炉干煤气成分为：C09. 1; H257. 3; CH26. 0; C2H2.5; C023. 0;020.5; N21.6;煤气温度为 20。用含氧量为
6、30%的富氧空气燃烧，n=1. 15,试求：(1) 富氧空气消耗量L m3/m3 J(2) 燃烧产物成分及密度解：应换成湿基(即收到基)成分计算：将煤气枯燥基成分换算成湿基成分：当煤气温度为20,查附表5,知：gd, H20=18. 9 (g/m3)乩0 湿二(0. 00124X18.9) X100/ (1+0. 00124X18.9) = 2. 29CO湿=CO 干%X100乩0湿/100=8. 89同理：乩湿=55. 99CH1湿=25. 40 02=0, 49 CO2湿二2. 93N2 湿=1.57C2H4 湿=2.44(1)计算富氧燃烧空气消耗量：(2)计算燃烧产物成分：烟气量为： V
7、=4. 125m7n门烟气成分百分比：C02, =10. 20乩0 =27. 60 汽=58. 9302；=3. 27(3)计算烟气密度：7 .某焦炉煤气，成分同上题，燃烧时空气消耗系数廿0.8,产物温度为1200,设产物中。2二0, 并忽略CH/不计，试计算不完全燃烧产物的成分及生成量。解：(1)碳平衡公式：(2)氢平衡方程式：13)氧平衡方程式：4氮平衡方程式：P e p V Vv5)水煤气反响平衡常K = q =卫一Pco Ph?O CO %2。查附表6当 长12表时,K=0. 387各式联立求解得：算得百分比为：VH2= 0. 207 (m3/m3)乩=4. 84Vco= 0. 153
8、 (m3/m3)CO = 3. 57VC02= 0. 267 (m7m3)C02,= 6. 24%20= 0. 933 (m7m3)乩0= 21.80VN2= 2. 72 (m7m3)电=63. 55Vn = 4. 28 (m7m3)8 .某烟煤含碳量为图一80，烟气成分经分析为干成分C(V-75;CO* 3.33 Wo试计算其干燃烧产物生成量。解：以1kg烟煤为基准则有 C=0.8kg由碳平衡方程式：第五章燃烧温度4.烟煤:CH0NSWA72.955. 154. 601.673. 334. 008. 33计算燃料理论发热温度解：(1)解法一：求解方程组法由方程：2XV由第四章第5题计算 Qd
9、:29808. 7 (kj/kg)烟气成分： C(V = 16. 66乩0= 7. 67* = 75. 68查表5-1得各系数A,并代入公式得整理得：解得：t热=2189c解法二：比热近似法/ =.2由前章计算：V0=8. 19 (m7kg) 查表 5-2C 产=1.67 (kg/m3)t 热=29808. 7/ 8. 19X 1.67) = 21793)解法三：采用内插法由前述计算：取t尸2373K t2=2473K试算。与i2又附表7查的各成分的平均比热后，计算I比照： iiii2所以 =2373+(2473-2373)x(3639.6-3541)= 2433729-3541t 热= 21
10、574解法四：迭代法t热二Qd3648V( x C产0.01(16.66Cc，o2+ 7.67CH2O + 75.682设 to = 2100则需=2158t! = 2150t/ = 2152t2= 2151t/ = 2152所以t 热工 21525.焦炉煤气：COHch4C2H4C02o2n29. 157. 326.02.53.00.51.6H20=0. 0235, n=1.05, t 空二400C求理论燃烧温度；解：如同第四章第6题，先将干燃气转换成湿基即收到基）:C0CH4 c2h48.8955.9925.402.44CO2 O22. 930. 49N21.57H202. 29t理二（Q
11、d+Q燃+Q空Q分）/VC 产 + (Ln-Lo) C 空Q燃二C燃t燃查表5-2： t燃=20 CC 燃二 1. 38Q 燃二 1.38X20 = 27.6 (kj/n?)Q空二LC空t空查表5-2：t空=400C空二1.34Q =4. 61X 1.34X400=2471 (kj/m3)由燃烧计算知:Lo = 0. 901/0.21 = 4. 29 (m3/ m3)Ln = nL0 =1.05X0. 901/0.21 = 4. 505 (m3/ m3)烟气成分为：VC02 = 0. 421 (m7m3)VH2o= 1. 140(m3/m3)VN2 = 0. 01N2+0. 79 Ln =3.
12、 575 (m3/m3)V02 = 0.21 n1) L0=0. 0451 (m：7m3)Vn = 5. 181 (nf7m：)Vo = 4. 967 (m7m3)得到：Pco2=CO2%=O. 0813X 105PaPh2o=H20%=0. 22X 105PaCO2 = 8. 13昵=22. 002 = 69. 000；= 0. 87不考虑Q分时t 理=(Qd+Q 燃+Q 空)/V()C 产+=(17660+27. 6+2471) /(4. 967X 1.67+0.215X1.51)=2339按图5-3设t理=2100C则根据t理及Pc02、Ph20查附表8得fco2 =19. 7%金。=5
13、. 04%Q 分二 12600fCO2VCO2-1- 1080020VH20=12600X0. 197X0. 421 + 10800X0. 0504X1. 140=1666 (kj/m3)查表：C 产=1.67C 空= 1.51t 理二(Qd+Q 燃+Q 空Q 分)/VoC 产 + (LlLo) C 空=(17660+27. 6+2471-1666) / (4. 967X 1.67+0.215X1.51 =2145与假设t理=2100C相比相差不大，计算符合要求。6.同上题，焦炉煤气富氧燃烧=45%, n=1. 10解：1)燃烧计算：由于空气、燃气都不预热，可以忽略Q空和Q燃Qd = 1766
14、0 fkj/m3)Q 分二 12600fcO2VcO2+1080020VH20由前章计算知：Lo= 0. 901/0.45=2.00 (m3/ n?)算得百分比为：C02, =14. 88乩0 =40. 30M =43. 34O2 = 1.48Ln= n L o=l. 10X2. 00=2. 20 (m3/ m3)VC02=0. 421 (m7m3)VH2o=l. 140(m3/m3)Vn2=0. 01N2+0. 55Ln =L 226 (m7m3)V02=0. 21 (n1) Lo=O. 042(m3/m3)Vn =2. 829 (m7m3)V0=2. 629 (m7m3)得至u：Pco2
15、= 0. 149X 105PaPh2o = 0. 403X 105Pa(2)不考虑Q分t 理Qd/VoC 产 + (Ln-Lo) C 空=17660/ (2. 629X1.67+0. 20X1.51) =3764(3)按图5-3设t理尸2650则根据t理及PcO2 Ph20查附表8得fco2 67. 5%九2。=22. 2%查表5-2得C 空二 1.54 (kg/m3)C 产=1.88 (kg/m3)Q 分工12600fcO2VcO2+10800 fH20VH20= 12600X0. 675X0. 421+10800X0. 222X 1. 14=6314 fkj/m3)t 理二QdQ 分)/V
16、()C 产 + f Ln-Lo) C 空=U7660-6314) / (2. 629X1.88+0. 205X1.54)=2158与假设t理尸2600C相比相差太大，计算不符合要求。(4)再取t理k2500C则根据t理2及PcO2 P1120查附表8得fC02,= 52. 7%/2。 = 14. 6%； C 空= 1. 53 (kg/m3 )C 产= 1.87 (kg/m3)Q 分= 12600fa)2Vc02+10800 fH20VH20=12600X0. 527X0. 421+10800X0. 146X1. 14=4593 (kg/m3)t 理二(QdQ 分)/VC 产 + ILLo) C
17、 空=176604593) / (2. 629XL 87+0. 205X 1.53)=2498与假设t理尸2500C 根本一致，计算符合要求。第六章空气消耗系数及不完全燃烧损失的检测计算4.某烟煤，收到基成分为:CarHarOarNafSaAarwar76. 324. 083. 641.613.807. 553.0其燃烧产物分析结果为:R02COh2o214.02.01.04.079.0试计算：(1)该燃烧的 R02max； 0 ; K； P；(2)验算产物气体分析的误差；(3)空气消耗系数n和化学不完全燃烧损失q化；解：H W22 4 IN22 4、%。=(T + 18)XW0=a5(m /
18、kg)； L=叁x而+ 0.79。=6.25(加/版)VoL, =1.46+6. 25=7.71 (m3/kg)Qd=30. 03 (MJ/kg)所以K = 2 = = l.13 ； RO2Vro2 1.462-max1OO(Vr02)完1.46x 100=19(%)干7.71c 21 RO 2.i21-19八Q.30.03xio3.B =；=- = 0.11； P = = 3.90x 103(J/77?)RO2.max19/7.712)验证分析误差:将各烟气成分及B值代 入烟气分析方程： 成分误差：(3)计算空气消 耗系数及不(1 + 尸)RQ + (0.605 + 为CO + 61 - 0
19、.185 2 -(0.58 - /3)CH= (1 + 0.11)x14 + (0.605 + 0.11)x2 + 4-0.185x1 + (0.11-0.58.)x0 =20.79完全燃烧损失5 .某高炉煤气，干成分为：C02COch4h2n210. 6629.960.271.6557. 46煤气温度为20。燃烧产物成分经分析为:RO2o2CO14.09.01.275.8试采用各种计算公式n值，并比照之解：烟气成分：R。 = 14. 0。2 =9.0C0, = 1.2N2 = 75. 8所以：长=工=生=0.4 Vr02 0.4089(1)利用氧平衡计算：(2 )利用氮平衡计算：6 .某天然气在纯氧中燃烧，烟气成分为:C02COh202ch425.024.049.00.51.5求氧气消耗系数。解：查表6-3：天然气在富氧中燃烧，取K=2.0