燃料燃烧范文（精选8篇）

燃料燃烧 第1篇

燃料燃烧放出的热量, 至今仍是人们的主要能量来源, 其目的不是制备生成物, 而是获得能量。研究燃料充分燃烧的条件与方法不仅对节约能源、提高燃料的利用率至关重要, 而且, 对减少因不完全燃烧产生的CO等有害气体、烟尘等对空气的污染, 也具有重要意义。一般说来, 燃料在空气中的燃烧, 是燃料和空气中氧气的氧化还原反应。为使燃料充分氧化, 应保证有足够的空气。同时, 为保证固体和液体燃料燃烧充分, 增大燃料与空气的接触面 (固体燃料粉碎、液体燃料以雾状喷出等) 也是有效的措施。

燃烧的条件:1.可燃物 (不论固体、液体和气体, 凡能与空气中氧或其它氧化剂起剧烈反应的物质, 一般都是可燃物质, 如木材、纸张、汽油、酒精、煤气等) ;2.充足的氧气;3.达到物质的着火点。

灭火的基本原理及方法:燃烧必须同时具备三个条件, 采取措施以至少破坏其中一个条件则可达到扑灭火灾的目的。

灭火的基本方法有三个:

1.冷却法:将燃烧物质降温扑灭, 如木材着火用水扑灭;

2.窒息法:将助燃物质稀释到不能发生燃烧反应, 如用氮气、二氧化碳等惰性气体灭火;

3.隔离法:切断可燃气体来源, 移走可燃物质, 施放阻燃剂, 切断助燃物质, 如油类着火用泡沫灭火机。

当今世界常用燃料:煤、石油和天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料, 又是化学工业中极为重要的原料, 但它们又属于化石燃料, 是不可再生能源, 因而开发新能源为当务之急。氢能、风能、核能、太阳能的应用对缓解能源危机消除环境污染有巨大帮助。

常用燃料又可细分为 (1) 固体燃料:木柴、烟煤、褐煤、无烟煤、木炭、焦炭、煤粉等; (2) 液体燃料;汽油、煤油、柴油、重油等; (3) 气体燃料:天然气、人工煤气、液化石油气等。

燃用低热值燃料燃烧室试验 第2篇

燃用低热值燃料燃烧室试验

对采用低热值气体燃料燃烧的某型发动机燃烧审进行试验研究,并对该燃烧室进行改进设计.通过降低主燃区燃气速度和对燃料气进行预热以提高燃烧效率,通过对火焰筒头部及喷嘴进行改进以提高燃烧室出口温度,通过在火焰筒掺混段加掺混管来优化温度场.试验研究表明:改进后的燃烧室其燃烧效率和出口温度优于原型燃烧室.

作 者：何敏 杨灵 冯大强 钟华贵 屈成泽 HE Min Yang Ling Feng Da-qiang ZHONG Hua-gui Qu Cheng-ze  作者单位：何敏,HE Min(南京航空航天大学能源与动力学院,南京,210016;中国燃气涡轮研究院,江油,621703)

杨灵,冯大强,钟华贵,屈成泽,Yang Ling,Feng Da-qiang,ZHONG Hua-gui,Qu Cheng-ze(中国燃气涡轮研究院,江油,621703)

刊 名：航空动力学报  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF AEROSPACE POWER 年，卷(期)： 24(3) 分类号：V231.2 关键词：试验研究   低热值   燃烧室  

电厂锅炉燃料与燃烧研究 第3篇

一、工程概况

河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组采用1170t/h亚临界压力、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、干式排渣、半露天布置、全钢构架的汽包锅炉。锅炉采用水平浓淡宽调节比 (WR) 燃烧器, 四角布置切向燃烧方式, 二层三次风, 顶部布置。燃烧器每角共装设十六只喷嘴, 由六只煤粉喷嘴, 八只二次风喷嘴 (一只OFA喷嘴) 和二只三次风喷嘴组成。在每个煤粉喷嘴布置二次风组成的周界风, 在燃烧器二次风室中配置三层共12支油枪, 按锅炉30%MCR工况设计, 每只油枪的最大出力1.75t/h。另外#2炉配置一套少油点火装置, 4支小油枪安装在每个角的燃烧器最下层一次风口内, 每只出力0.25 t/h。

二、锅炉燃料特性分析

本工程中锅炉燃料特性如下:煤质方面, 锅炉燃烧过程中设计煤种为50.0%晋中贫煤和50.0%晋中无烟煤的混煤。煤质特性关键参数如下表 (见表1) 所示;灰成分方面, 设计煤种Si O2为49.98%, 校核煤种Al2O3为32.80%, 设计煤种Si O2为49.98%, 校核煤种Si O2为32.78%, 设计煤种Fe2O3为6.006%, 校核煤种Fe2O3为6.109%, 设计煤种Ca O为1.319%, 校核煤种Ca O为1.32%, 设计煤种Mg O为0.447%, 校核煤种Mg O为0.453%, 设计煤种K2O为1.037%, 校核煤种K2O为1.046%, 设计煤种Na2O为0.462%, 校核煤种Na2O为0.355%, 设计煤种Ti O2为1.08%, 校核煤种Ti O2为1.058%;点火及助燃用油方面, 锅炉燃烧使用油种为0#轻柴油, 20.0℃条件下的恩氏粘度为1.2~1.670E, 运动粘度为3.0厘沱~8.0厘沱, 灰分比例≤0.025%, 水分比例<0.03痕迹, 硫分比例<0.2%, 无机械杂质, 凝固点≤0.0℃, 比重在0.80t/m³~0.83t/m³范围内, 闭口闪点≥55.0℃, 燃烧过程中低位发热值为41.863MJ/kg。

三、锅炉燃烧技术分析

本工程中锅炉燃烧燃烧采用双尺度低氮燃烧技术, 此项技术可通过改变锅炉内燃烧射流组合的方式, 使其在空间尺度上相关区域三场特性实现差异化, 并配合分区优化调试的方式, 在燃烧过程中避免锅炉内部出现结渣问题, 同时对提高燃尽效率, 降低氮氧化物排放量也有重要意义。本工程中所选用双尺度低氮燃烧器采用垂直性大钝体浓淡煤粉分离技术, 在燃烧器出口部位形成回流区, 可有效提高燃烧器出口区域温度。同时, 整套工艺系统中采用低氮氧化物燃烧器、一次风喷口集中且浓淡组合, 以及接力热回流环涡稳燃等相关技术手段, 使三种动涡在锅炉内部燃料燃烧过程中连续巷口, 优化锅炉燃烧喷口部位煤粉热解着火反应下碳着火燃烧区段的三场特性, 更有利于实现与锅炉中心复合射流大涡的可靠连接。环涡内碳粒的停留时间因内回流率提升而明显延长, 环涡内碳燃烧发热量也有显著提高, 对燃料燃烧热量的累积有重要作用。除此以外, 双尺度低氮燃烧技术作用下能够在锅炉炉膛近壁区内形成较低且稳定温度, 避免灰例大量附壁区域, 燃料燃烧中火焰边部可进行有效调节与控制, 强化对水冷壁的保护, 避免了炉膛结渣的问题, 综合效果确切。

结束语:本文针对河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组锅炉设备燃烧期间所选用燃烧的基本特性进行分析, 从煤质特性、灰成分、以及点火助燃用油对燃料关键特性参数进行总结, 然后研究了双尺度低氮燃烧技术在锅炉燃料燃烧中的应用, 验证了该技术方案对避免炉膛结渣, 提高燃尽效率, 降低氮氧化物排放量的重要价值。

参考文献

[1]潘维, 池作和, 斯东波等.200MW四角切圆燃烧锅炉改造工况数值模拟[J].中国电机工程学报, 2005, 25 (8) :110-115.

[2]李文成.电厂热能动力锅炉燃料和燃烧解析[J].科技创新与应用, 2015, (9) :72-72.

[3]朱予东, 秦占锋, 张伟等.聊城电厂600MW"W"火焰锅炉优化燃烧[J].中国电力, 2007, 40 (5) :51-54.

“燃料与燃烧”课程教学内容设计 第4篇

“燃料与燃烧”课程教学内容涉及众多专业, 知识结构比较繁杂。基于我校培养适应社会发展的高素质、创新型人才的目标, 在制定新版教学大纲时, 广泛征集了用人单位、兄弟院校、教师和校友的意见, 重新优化设计了“燃料与燃烧”课程的教学内容, 考虑到燃烧理论是所有热机的基础, 增加了燃烧基本理论方面的内容, 尤其是与内燃机、燃气轮机和锅炉相关的理论。

一、“燃料与燃烧”课程教学内容

1. 燃料。

本模块主要包含:固体燃料、液体燃料、气体燃料的来源、种类、组成;燃料性质、物性参数的定义和表示方法等教学内容。

2. 燃烧过程的物质平衡与热平衡。

本模块主要包含:燃料的热值、过量空气系数、当量比;完全燃烧所需的空气量及燃烧产物组分的计算、不完全燃烧产生的烟气量、不完全燃烧方程式;完全燃烧与不完全燃烧时燃烧温度、实际燃烧温度、提高理论燃烧温度的途径等教学内容。

3. 化学反应动力学。

本模块主要包含:化学反应速度、基元反应、质量作用定律、反应分子数与反应级数、反应级数的确定方法;化学反应速率及其影响因素、各种级的单步化学反应、串联反应、竞争性反应、逆反应、链锁反应、链分枝爆炸、爆炸极限等教学内容。

4. 燃烧系统守恒方程。

本模块主要包括:分子传输方程;基本守恒方程;流动边界与热边界层等教学内容。

5. 着火和燃烧界限。

本模块主要包含:燃烧现象的分类;着火爆炸与熄火现象为化学动力学控制的燃烧问题;自燃与引燃、引燃成功条件, 各种参数对着火的影响;热球点火与火花点火问题;燃烧界限的影响因素;等等教学内容。

6. 预混气的燃烧。

本模块主要包括:爆震波和缓燃波、雨果尼奥曲线及性质、雨果尼奥曲线上熵的变化、爆震波后已燃气的速度与当地声速的比较、爆震波的结构等教学内容。

7. 层流预混火焰。

本模块教学内容包括:热理论、化学和物理参数对火焰传播速度的影响、火焰传播速度的测量方法、火焰在层流气流中驻定的原理、火焰淬熄等教学内容。

8. 层流扩散燃烧。

本模块教学内容包括:层流扩散火焰的伯克和舒曼理论、燃料射流的唯象分析和层流扩散火焰射流等教学内容。

9. 气体湍流燃烧。

本模块教学内容包括:湍流火焰的唯象方法、湍流模型、非预混反应物的化学反应湍流和预混反应物的化学反应湍流等教学内容。

1 0. 液体燃料的扩散燃烧。

本模块主要包含:斯蒂芬流、单油滴的蒸发及质量燃烧速度、液滴寿命的计算;气流中的燃料液滴;在静止介质中液滴的超临界燃烧、内部回流对液滴蒸发速率的影响;火焰的位置、燃料蒸汽、氧气、产物及温度的分布、喷雾燃烧的概念;喷雾贯穿距离、喷雾角和颗粒平均直径;等等教学内容。

1 1. 固体燃料的燃烧。

本模块主要包括:固体燃料的燃烧过程、固体碳粒的燃烧、碳粒燃烧的化学反应、扩散与动力控制的碳粒表面燃烧等教学内容。

1 2. 燃烧污染与防治。

本模块主要包括:NOx的生成与防治、SOx的生成与防治、烟尘的生成与防治等教学内容。

1 3. 船舶动力装置的燃烧。

本模块主要包括:船舶柴油机的燃烧技术、燃气轮机的燃烧技术和船舶锅炉的燃烧技术。

二、“燃料与燃烧”教学设计

“燃料与燃烧”课程教学目的是使学生掌握燃料特性和燃烧基本理论, 具备利用理论知识分析和研究燃烧现象和燃烧装置的能力。教学过程中应注意以下几点。

1. 夯实基础知识。

“燃料与燃烧”是研究燃烧规律的一门课程, 它以高等数学、大学物理、大学化学和其他基础课的知识基础为支撑, 课程中有很多非常基础的知识点, 后续燃烧理论、燃烧模型都是在其基础上发展起来的。在课堂教学中应特别注意这些知识点, 要讲全讲透, 才有可能有良好的教学效果。

2. 注重知识综合运用。

“燃料与燃烧”课程是热能与动力工程专业的基础课程, 教学内容直接应用到后续各专业方向的骨干课程中, 如“内燃机原理”、“燃机原理”、“锅炉原理”和“内燃机排放与污染控制”等一系列课程。在课程教学中, 应突出“燃料与燃烧”课程的特色内容, 同时兼顾相关课程和相应的交叉课程, 提高学生综合运用知识的能力。

3. 增强教学体系结构的系统性。

注重与前续基础课程、后续专业课程间的衔接, 但又要避免课程内容的交叉重复。根据教学目的和检测要求, 不断优化热能与动力工程专业方向的课程体系教学内容结构, 增强课程体系的系统性和完整性。

三、“燃料与燃烧”课程教学的重点、难点及相应解决措施

1. 课程教学的重点和难点。

“燃料与燃烧”是我校本科热能与动力工程专业方向的骨干基础课程和研究生动力机械及工程热物理专业方向的核心课程。由于燃烧应用技术发展很快, 课程教学内容需不断更新, 与之保持同步, 及时反映燃烧技术的最新进展。“燃料与燃烧”课程教学内容涉及众多基础学科, 教学难度较大。从知识体系的完整性方面来看, 阿仑尼乌斯公式、雨果尼奥曲线、层流预混火焰的热理论、液态燃料液滴的燃烧和固体燃料燃烧的化学反应等是课程教学的重点, 掌握这些内容是系统掌握并熟练应用“燃料与燃烧”课程知识的关键。

由于“燃料与燃烧”课程属于本科热能与动力工程专业方向教学体系中的骨干基础课, 按教学计划, 安排在第六学期授课, 此时学生已有“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等课程的知识基础, 与本课程知识体系的衔接不存在太大的困难。但是, “燃料与燃烧”课程中的链锁反应、爆震波、缓燃波、燃烧唯象分析和湍流燃烧等知识点, 对部分学生而言, 仍有一定的困难, 教师在授课时, 需特别加以注意。

2. 突破课程教学重点、难点的对策。

(1) 应用多媒体技术, 提升课程教学质量。多媒体具有结构明显、条理清晰、图文并茂、信息量大等特点, 可以方便地穿插动画、音频和视频等教学素材, 非常适合于讲授非推导性的知识。通过收集、整理资料, 将与课程重点、难点内容相关的典型燃烧动画、录像切入到电子教案中, 授课时与讲授内容有机地连接在一起, 快捷而方便地将理论知识与燃烧现象、特点进行对比分析, 充分展示授课内容之间的联系和燃烧技术的细节, 激发了学生的学习潜能和学习热情, 通过课堂教学, 增强了学生对理论知识的理解, 提高了理论联系实际的能力, 明显提升了教学效果。

(2) 加强和学生的课堂互动。在授课过程中, 加强和学生的互动。每堂课开始时, 随机抽答, 尤其是表现不好的学生, 让其讲述上堂课的教学内容, 然后通过对燃烧问题的扩展引入本堂课的教学内容。授课过程中, 通过燃烧示例的多方案举证, 让学生从其中发现共性的问题, 引导学生多思考、多提问, 鼓励学生发现和探索燃烧问题, 并注意学生在课堂上的反应, 遇到学生有疑问的地方, 尤其是共性的问题, 需要及时、反复、细致地讲解, 并适时调整授课速度和内容。

(3) 结合承担的科研, 培养团队合作能力和创新能力。“燃料与燃烧”是一门理论结合实际的课程, 充足的实验有助于对理论知识的掌握。为此, 在教授该课程的时候, 在原有教学实验的基础上, 结合我校承担的燃烧技术应用科研课题, 让学生组团参与其中的部分试验, 如进行内燃机燃烧可视化试验、燃气轮机燃烧实验和锅炉燃烧实验, 既增强了学生学习的积极性、拓展了学生的科学视野, 又加深了对预混燃烧和扩散燃烧等基础知识的掌握, 同时培养了学生的团队合作能力和创新能力, 取得了良好的教学效果。

(4) 利用课程论文, 加深对知识的理解。“燃料与燃烧”课程教学的最终目的还是服务于培养高素质的创新型人才。在课程主要教学内容讲授完成后, 要求学生结合自己的专业方向, 完成一篇有关燃烧理论或燃烧技术的论文, 就其应用原理、发展现状、优缺点等进行评述, 以加深对所学知识的掌握, 同时培养学生的自主学习能力。

(5) 利用现代网络技术, 加强师生互动。利用现有大量的网络资源, 搭建课程的教学网站。一方面为学生提供大量课外学习资料;另一方面, 通过设置交互平台, 为师生搭建良好的沟通渠道, 加强师生之间的联系, 及时交流和反馈各自的信息和需求, 提高了“燃料与燃烧”课程的教学质量。

四、结语

作为热能与动力工程专业方向的一门重要的基础课程, “燃料与燃烧”在我校本科教学体系中扮演着重要角色。根据燃料和燃烧应用技术的发展, 尤其是行业相关燃烧技术的发展, 及时更新、优化课程教学内容, 是达到课程教学目标的关键。与其他基础课程相比, 作为多学科知识应用的综合体, “燃料与燃烧”课程在教学内容和教学方法上具有自己独特的特点, 在教学过程中应采取相应的措施, 改革传统教学模式和教学方法, 提高教学效果。我校新教学大纲实施后, 几年来的教学实践表明, “燃料与燃烧”课程教改取得了良好的效果。

参考文献

[1]顾恒祥.燃料与燃烧[M].西安:西北工业大学出版社, 1993.

[2]Kuo, Kenneth K.Principles of Combustion 2nd edition[J].John Wiley and Sons, Inc, 2005.

生物质颗粒燃料燃烧模拟实验 第5篇

生物质固体成型燃料具有易储存、运输及使用方便、清洁环保、燃烧效率高等优点, 是开发、利用生物质能的主要方向之一[1,2,3,4]。生物质固体燃料主要分为颗粒、块状、棒状3种形式, 其中颗粒燃料具有流动性强、点火容易、燃烧效率高等优点, 因此得到人们广泛关注[5]。我国生物质颗粒燃料及其燃烧设备的研究刚刚起步, 对生物质颗粒燃料燃烧设备的理论和应用研究很少, 缺乏其燃烧运行参考数据。要设计出性能优良的生物质颗粒燃烧设备, 必须要有相应的热力特性参数作为设计依据[6,7]。为此作者经过多次试验, 制作了生物质颗粒燃烧试验用锅炉, 搭建其热工测试平台, 进行了不同工况下生物质颗粒燃烧特性, 锅炉热工特性, 排烟特性的实验研究。通过系统的实验研究取得了一些规律性数据以期为生物质颗粒锅炉设计和运行提供参考。

1 试验用装置与燃料特性

燃烧模拟实验用炉结构简图如图1所示。试验用锅炉是根据生物质颗粒燃料的燃烧特性, 及热力特性参数为设计依据制造的, 其供热量为10 kW。该锅炉为下部下吸式结构, 燃烧部分由固相燃烧室、气相燃烧室、灰渣室组成。对流受热面为两排设置在气相燃烧室上部的烟管束。为实验研究多处留孔便于测量[8]。

采用XBD-370型漩涡气泵分两路供风, 分别用浮子流量计计量, 用阀门调节流量。二次送风成喷雾状送风。选用CSRD-42N型风机盘管机组为试验用锅炉的热负荷。

测量仪器为:KM9106综合烟气分析仪;RY20型积分式热量表;LZB-25型转子流量计;电子秤;热电偶和HR1300/3750型便携式混合记录仪等。

实验用的生物质颗粒燃料是用玉米秸秆压缩成型的颗粒, 颗粒为圆柱形, 直径8 mm, 长度20～30 mm。玉米秸秆的低位发热量16 284 kJ/kg;水分含量5.08%;挥发份含量85.42%;灰分含量7.22%;固定碳含量2.28%;灰锥的软化温度 (ST) <1000℃;热重分析结果表明:玉米秸秆颗粒的挥发份析出温度集中在220～270℃区间, 峰值大约在235℃左右;焦炭燃烧的温度区域是280～430℃。

2 实验方法与实验内容

根据GB15317-1994工业锅炉节能检测方法;GB10180-2003工业锅炉热工性能试验规程;GB13271-2001锅炉大气污染物排放标准;及GB5468-1991锅炉烟尘测试方法, 在4种工况下对比试验、分析, 对生物质颗粒燃料燃烧运行参数进行试验确定[9,10,11,12]。

实验内容:

(1) 采用一次供风方式, 改变送入的空气量, 筛选最佳过量空气系数;

(2) 采用最佳过量空气系数, 将供给的风量分为两路供风的方式, 筛选最佳的一、二次供风配比;

(3) 采用优化的过量空气系数和一、二次供风配比, 筛选最佳的二次送风位置。二次送风成喷雾状。

(4) 在最佳的供风工况下, 筛选最佳的燃料层厚度。

3 实验结果与分析

(1) 不同供风量对排烟中CO浓度和燃料层温度的影响

实验结果表明:仅有一次风供给, 燃烧效果非常不好, 风量增大, 燃料层温度增高, 参与反应的燃料增多, 单位时间内产生的挥发分增多, 不完全燃烧损失增大。因此, 仅通过改变一次风量大小不能够彻底改善炉膛内燃烧不完全的状况。

(2) 经过试验筛选认为空气供给量为16 m3/h, 过量空气系数是1.95时比较好, 以此为基础将供给的空气取不同的比率分为两路供给。在不同的配风比例下, 实验结果如表1。

实验结果表明:当二次风量供给小于50%时, 炉膛内供应的氧不足, 出现一定的不完全燃烧, 当二次风量供给大于50%时, 由于冷空气过大将可燃气体吹散, 使炉膛温度降低, 一些可燃物质来不及燃烧就被带到排烟管道, 排烟温度增高, 热损失增大。因此, 当一、二次风量配比为50%时为最佳。

(3) 在试验不同的二次送风的配比率的同时, 改变二次送风位置, 记录二次送风的位置和配比率对锅炉排烟中CO浓度及锅炉的热效率的试验结果如下。

实验结果表明:二次送风的位置在炉膛中部情况最好, 更能够增加氧气流与火焰的混合扰动, CO的燃烧更加充分。提高锅炉热效率应当综合考虑二次送风的位置和配比率这两个因素, 在炉膛中部送二次风、配比率为50%时, 锅炉有最大的热效率77.69%。这是因为改善此处缺氧燃烧不好的现象, 降低未燃烧气体损失, 从而提高锅炉的热效率。可见二次送风位置应该在炉膛燃烧最不充分的地方, 使燃料的化学热充分的释放出来。

(4) 在确定本锅炉的空气供给量为16 m3/h, 过量空气系数是1.95, 二次送风的配比率为总风量的50%、在炉膛中部送时, 考察燃料层厚度的改变对锅炉热性能的影响。试验结果如表2。

从表2中可看出, 燃料层厚度为450 mm时, 锅炉工况最佳, CO浓度为最低的364.34 mg/m3, 热效率为最高的77.69%。这是因为随着燃料层厚度的进一步增大, 燃料层内氧化层与还原层的厚度增大, 燃烧中心温度增高, 单位时间内生物质颗粒燃料产生的挥发分增多, 在送风量不变情况下, 炉膛内可燃气体缺氧, 未能完全燃烧, 增加了气体不完全燃烧热损失, 引起排烟热损失的增大, 从而影响到总的热效率的降低。而当燃料层厚度为较低的400 mm时, 燃料层出现烧穿现象, 料层上方冒火星, 燃烧中心温度也增高, 单位时间内生物质颗粒燃料产生的挥发分增多, 气体不完全燃烧热损失和排烟热损失均增大, 锅炉总的热效率也随之降低。当燃料层厚度较低或较高时, 料层温度均上升很快, 迅速上升至1000℃以上, 锅炉结焦渣, 燃烧工况恶化, 从观火孔观察到炉膛内火焰强度明显减弱。

4 结论

(1) 生物质颗粒燃料确定后, 它的燃烧速率、传热参数和挥发分析出温度、速率也就一定的, 燃料层厚度也存在一个最佳值。过高或过低都会引起中心温度增高, 使挥发分析出加快、增多, 出现结渣, 不完全燃烧现象。

(2) 生物质颗粒燃烧必须要有二次风供给, 合理地使用二次送风, 会使炉膛供氧充分, 扩大炉膛内高温区域范围, 增加可燃物质与氧接触机会和时间, 减少不完全燃烧的成分, 提高锅炉热工效率。

在最佳工况下, 生物质颗粒燃料锅炉热效率达到77.69%, 比GB/T15317-1994工业锅炉节能检测方法中所规定的热效率合格指标高22.69%[13]。

烟气发生炉的燃料燃烧计算方法 第6篇

1.1燃料燃烧计算内容

(1) 燃料燃烧所需的空气量;

(2) 燃料燃烧的产物量以及燃烧产物的成分;

(3) 燃料燃烧的燃烧温度;

(4) 燃烧产物的重度。

1.2计算中的几项假定

在准确度允许的情况下, 为使计算简化, 以便在工程上更加适用、简便, 现有以下几个假定条件:

(1) 一切气体的千克分子体积在标准状况下都是22.4 m3 (实际上只有理想气体才是这样) 。

(2) 元素的分子量都以其近似值 (整数) 计算, 例如, H2的分子量为2.016, 而在计算中采用其分子量为2。

(3) 在计算中不考虑热分解的产物, 例如, CaCO3在高温时分解为CaO、CO2, 计算时不考虑这种 CO2的体积。

(4) 气体的体积都以标准状态 (0°C、1 atm) 下的体积进行计算。

(5) 计算空气量时忽略空气中的微量稀有气体及CO2等, 干空气中O2和N2比例见表1, 即干空气中φN2∶φO2=3.762∶1, 而空气本身为其含氧量的4.762倍。

1.3固体和液体燃料燃烧的分析计算法。

理论空气量和燃烧产物量的计算

在计算空气需要量和燃烧产物量主要的根据是各个元素的反应方程式, 如

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从 (1) 式中可以看出一定量碳燃烧需要一定量的氧和产生一定量的CO2, 其他分子式 类推, 它们之间有一定的关系, 其关系一般有两种表示方法:

(1) 重量表示法

重量表示法即12 kg碳燃烧时需要32 kg的氧, 而产生44 kg二氧化碳。

(2) 摩尔数 (mol) 表示法

摩尔数 (mol) 表示法指1 mol的碳燃烧时需要1 mol的氧, 生成1 mol的二氧化碳。

由上述看来, 摩尔数表示法较重量表示法简单得多, 因此在固体和液体燃料的燃烧计算都采用摩尔数表示法。

通过推理和换算, 即将燃料成分重量百分数换算成应用成分 (去除A干、W用) , 即

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式中 A用为灰分的应用成分, W用为水分的应用成分。

则每1 kg燃料燃烧时需要的理论空气量可按下式计算[1]

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1 kg燃料燃烧时其燃烧产物的体积 (V0) [1]可按下式计算

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实际空气需要量和燃烧产物量的计算还要考虑空气过剩系数和空气中的水分, 实际空气需要量计算公式如下

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式中 n空气过剩系数, 其数值见表2。

在空气中常含有一定量的水分, 水分的含量一般是用gundefined (g/m3) 干空气表示, 因而L0 (m3) 干空气所含水分的体积为:undefined干H2OL0 (m3)

则湿空气的体积为

L0湿= (1+0.001 24 gundefined) L0 (m3/kg燃料)

燃烧产物量[1]

V0湿=V0+0.0124 gundefinedL0 (m3/kg燃料)

在过剩空气为n的情况下, 其中:

Ln湿=nL0湿 (m3/kg燃料)

Vn湿=V0湿+ (n-1) L0湿 (m3/kg燃料)

例:已知烟煤成分为:C燃=80.67%, H燃=4.85%, N燃=0.80%, S燃=0.58%, O燃=13.1%, A干=10.92%, W用=3.20%。求理论空气量、燃烧产物量。将煤的成分换算成应用成分见表3, 计算过程见表4。

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燃烧产物量:undefined

验证:L0=0.088969.54+0.26674.18+

0.03330.5-0.033311.28=

6.938 m3/kg

V0=L0+0.056H用+0.007O用+0.008N2+

0.0124W用=7.227 m3/kg

1.4气体燃料的分析计算方法

已知某气体燃料由CO、H2、CH4可燃化合物组成

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从方程式可知:当气体燃料燃烧时, 燃烧需要的

氧以及生成的产物之间其体积比为一简数, 故气体燃料燃烧时以体积为单位进行计算。

计算试例:

高炉煤气成分 (干) 见表5。干煤气中所带机械水30 g/m3

(1) 煤气成分的换算

查表知:净煤气在35°C时的饱和水含量为47.45 g/m3, 则1 m3干煤气的总含水量为:47.45+30.00=77.45 (g/m3)

按公式undefined

φ (H2O湿) undefined

式中 m为换算系数;W干H2O为1 m3干煤气含水分重量 (g/m3) ;φ (H2O湿) 为湿煤气中水蒸气体积分数 (%) ;

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则湿煤气成分的体积组成为:

φCO2=150.912=13.68

φCO=270.912=24.62

φH2=2.00.912=0.5

φCH4=0.550.912=0.5

φH2O=8.79

φN2=55.450.912=50.58

(2) 煤气发热值计算

Qundefined=4.18 (30.2φCO+25.7φH2+85.8φCH4+

142φC2H4+55.3φH2S) =3 483.86 kg/m3

(3) 燃烧1 m3煤气的空气量需要

undefined

Ln=nL0=1.060.677=0.718 m3/m3煤气

(4) 燃烧1 m3煤气生成的烟气量:

VCO2=0.01 (φCO+φCO2+φCH4+) =

0.388 m3/m3煤气

VH2O=0.01 (2φCH4+2φC2H4+φH2+) =

0.116 2 m3/m3煤气

VN2=0.01 (φN2+79L) =1.073 m3/m3煤气

VO2=0.21 (n-1) Ln=0.009 m3/m3煤气

Vym=0.388+0.116 2+1.073+0.009=

1.586 2 m3/m3煤气

1.5燃料燃烧计算的经验公式

燃料燃烧计算经验公式见表6。

其中, n为空气过剩系数;QL-燃料的低发热值。

2结论

烟气发生炉燃料燃烧的分析计算方法, 给烟气发生炉的设计计算提供了理论依据, 燃料燃烧计算的经验公式是经过生产实践经验修正的简单计算公式。

摘要：阐述了烟气发生炉的燃烧计算方法, 并根据多个工程的生产实践经验, 提出了燃料燃烧计算的经验公式。

关键词：烟气发生炉,燃烧计算,经验公式

参考文献

燃料燃烧 第7篇

这名发现盐水能燃烧的63岁老人名叫康伊斯。2003年, 康伊斯被确诊患有白血病, 因为预见到化疗会损伤身体, 他决定寻找能杀死癌细胞的更好方法。于是康伊斯发明了自己的射频发生器, 它是一种能产生射频并把射频聚集在一起的机器。康伊斯在用这台机器加热肿瘤内的金属粒子时发现, 射频在杀死癌细胞的同时不损伤正常细胞。高兴之余, 康伊斯发现了射频发生器的另一个惊人作用, 当他把发生器对准盛有海水的一根试管时, 水面爆出了火花, 这可不是水应有的正常反应。于是康伊斯准备进一步实验, 他点燃了一张纸巾, 当水进入射频发生器的通道时, 将燃烧的纸巾与水面接触, 结果令他更为震惊的是盐水发生剧烈燃烧, 甚至点燃了试管, 而且在射频发生器工作时试管一直保持着燃烧状态。

这个试验的结果一度被人认为是个骗局。然而宾夕法尼亚州立大学的化学家们接手这台射频发生器后, 经亲手试验证实, 康伊斯的试验结果是真实的。射频发生器确实可以点燃并使盐水燃烧, 火焰的温度可达华氏3000度, 并且只要射频发生器还在对盐水发生作用, 盐水的燃烧状态就能一直保持下去。

科学家们解释说盐水被点燃与氢存在密切关系。在通常情况下, 盐水是一种性质稳定的氯化钠、氢和氧的混合物。康伊斯的射频发生器打乱了这种稳定性, 破坏了盐水中化学物质作用在一起的纽带, 并产生了可挥发的氢分子, 射频发生器的热量起到了引燃作用, 于是盐水燃烧起来。

用盐水替代汽油给汽车提供动力从理论上说是可行的, 但是目前还存在一系列无法克服的困难。首先, 氢气燃料不稳定, 挥发性强, 点燃后容易发生爆炸。其次射频发生器的设计还存在缺陷, 当射频发生器制造出稳定燃烧的氢气火焰时, 它运作时所需的能源比能产生的能源还要多, 从这个角度讲, 由盐水燃烧产生的能源不能称之为动力源泉, 射频发生器也就很难成为真正可行的能源制造机器。

重油燃烧器燃料油的计量方法 第8篇

1 流量计选型分析

1.1 常见流量计简介

目前已投入使用的流量计种类较多, 对于各种流量计的原理、特点、应用及国内外的发展情况, 相关资料丰富, 本文不再详细阐述, 只对常见流量计做简要说明。1) 叶轮式流量计, 属于最精确的流量计, 流体物性对流量特性有较大影响, 国外多用于天然气计量。2) 涡街流量计, 结构简单牢固, 精度较高, 不适用于低雷诺数测量。3) 电磁流量计, 适用于测量含固体颗粒的液固二相流体, 不能测量电导率很低的液体, 如石油制品、气体和蒸汽等。4) 差压式流量计, 需安装一次装置如皮托管、均速管等, 测量精度普遍偏低, 现场安装条件要求高。5) 容积式流量计, 精度较高, 适于测量高粘度、低雷诺数的流体, 常应用于油品、天然气等的总量测量。6) 超声波流量计, 可做非接触式测量, 在大口径流量测量方面有较突出优点。

1.2 流量计的选型

首先需要分析燃烧系统的特点和要求:1) 根据燃烧器功率, 燃料油总体流量不大, 燃料油管线选用Φ25无缝钢管, 由此使用结构简单、体积不大的流量计较为合理;2) 燃料油为流动性较好的液态原油, 而液态原油种类较多, 且两种不同产地原油的混合油也常见;且原油导电率低;3) 燃烧器运行过程中燃烧负荷随生产要求而变动, 从而燃料油的压力、流量也是处于变动中;燃烧器运行过程中, 因风机、油泵等设备的运行, 整体存在震动;4) 根据燃烧器的技术资料, 燃料油的温度要求40℃至100℃左右, 来油压力0.2~0.3MPa, 回油压力0.1MPa左右;5) 燃油计量属于生产单位内部计量, 其计量的目的是掌握燃烧器工况、掌握燃油消耗量, 而流量计一般特点是随计量精度的提高但造价提升很快, 需考虑投资、合理选用。通过分析各种流量计的原理、优缺点和应用情况等, 分析燃烧系统的特点和要求, 结合现场实际, 并考虑投资, 决定选择椭圆齿轮容积式流量计:1) 容积式流量具备较高的计量准确度。2) 在生产过程中, 重点关心的是燃料油的消耗总量, 即流量计计量的累计量, 并不关注瞬时流量的大小。容积式流量计恰巧能满足这一要求。3) 容积式流量计对流场的变动很不敏感, 并有很强的适应能力。对工艺管线无特殊要求。4) 对众多物理性因素的干扰, 容积式流量计都有很好的抗御能力。5) 椭圆齿轮流量计是结构简单、体积较小的一种容积式流量计, 计量方便, 造价较低。

2 计量的实施

通过选择部件制造精良、质量过硬的流量计, 为燃油计量提供了硬件基础。在实际使用过程中, 针对流量计量的特点, 采取和遵守必要的技术管理措施, 可以有效的提高计量的准确性。

2.1 流量计安装注意事项

在容积式流量计的测量当中, 要杜绝颗粒性杂质。因椭圆齿轮流量计的结构是两个椭圆型齿轮相互啮合, 所以容易造成流量计堵塞无法计量。在流量计上游应该安装过滤器, 并定期对过滤器进行清洗。

燃料油中如混有气体, 或气化的水分, 经过流量计, 气体、水分被当成引起燃油计量, 从而引起误差。未避免这种情况的发生, 流量计前应安装气体分离器。流量计安装时需注意流量计指示方向与燃料油流动方向一致, 流量计的椭圆齿轮轴应处于水平位置。

2.2 温度对计量的影响

根据工艺要求, 进入来油管线流量计的燃料油温度在20℃~30℃左右, 并进入燃烧器的电加热器进一步加热至100℃左右, 经过燃烧器火嘴, 剩余燃料油经过回油管线上流量计时温度应不小于100℃。由于石油具有热膨胀的固有特性, 燃油在20℃与100℃时体积是不同的。显然来油流量计的累计值与回油流量计的累计值相减的结果, 就不能如实的反应实际的燃料油消耗量。这就需要在燃油管线上安装温度检测仪表, 信号引入自动控制系统。在自动控制系统的组态软件中, 参照《中华人民共和国国家标准GB/T1885-1998石油计量表》, 使用数组的数据结构, 制作修正参数表。根据测量得到的燃料油温度, 编程查询修正参数、在测量得到的流量累计量的基础上进行运算, 不需要增加设备、硬件的投资, 即可提升了计量的准确性。

2.3 组态软件的编程

椭圆齿轮流量计所测量的为运行工况下的体积量, 并将体积按脉冲当量比例转换为计数脉冲信号。要使燃油计量实际体积量对实际生产有指导性意义, 就要消除温度等参数对体积计量的影响, 即将计量体积通过计算换算成标准体积, 所使用的计算原理如下:V20= (PI÷k) VCF, 其中:V20是20℃下标准体积, PI流量计脉冲计数, k脉冲当量 (脉冲/升) , VCF体积修正系数。式中k依据现场计量精度要求所选用不同分辨率的脉冲发生器 (与流量计配套) , 一般来说k越大计量精度越高;VCF可利用上位HMI (人机操作员界面) 操作员站的强大数据处理能力, 按照GB/T1885-1998标准要求, 在HMI操作员站建立20℃下体积修正数据库, 利用PLC采集的实时温度参数为查询关键, 利用上位软件 (采用Citect SCADAHMI) 的通用数据库接口, 使用SQL进行查询和计算, 得出该实时温度下的VCF (体积修正系数) 。

现场温度传感器PLC信号采集与处理HMI系统查询数据库与计算VCF

通过PLC与HMI的共同协调工作, 由PLC完成流量信号采集、温度信号采集等功能;HMI完成数据库的集成、数据库的查询计算、数据记录与分析等功能。最终实现了从体积流量采集、体积修正系数VCF查询计算到最终得出标准体积流量, 消除了因温度等因素影响导致燃油消耗计量不准确性因素。

3 结语

通过选择特性适合、质量过硬的流量计, 提供了提高计量准确性的硬件基础;提出工艺安装上的要求, 减少故障, 进一步提高了计量准确性;在组态软件中编制程序, 对因为温度差异而引起计量的失真做出了修正, 提高了计量准确性。同时还应该注意到, 椭圆齿轮流量计正常运行3~5年之后, 再继续使用就会出现运动件端部磨损, 间隙变大, 漏失量增大, 而且流量计使用过程中, 石油中的一些细微杂质有可能黏附在壳体内壁和转子上, 便会改变计量腔的体积, 这些都会直接影响流量计的特性曲线。为了得到准确的流量值, 除了正确使用和维护流量计外, 还必须对流量计进行标定和定期校验, 以保证计量的准确度。

摘要：本文针对重油燃烧器燃料油消耗计量的实现方法, 简要分析了流量计的选型方法、流量计安装工艺的技术措施、自动控制系统提高自动计量准确度的方法, 对实际工作具有指导意义。