燃料和燃烧部分习题答案解析Word文档格式.docx
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H2,d=48.0>
100/（100-2.4）]=49.18
d=19.3>
.025=19.77
CH
4,d=13.31
O
2,d=0.82
N
2,d=12.30
2,d=4.61
p=M干/22.4
=（2>
49.18%+28>
9.77%+16>
3.31%+32>
.82%+28>
2.30%+44>
4.61%）/22.4
=0.643kg/m
Q高=4.187X3020X）.1977+3050X）.4918+9500>
0.1331）
33
=14.07X10kJ/m=14.07MJ/m
Q低=4.187X3020X）.1977+2570X）.4918+8530X.1331）
=12.55X10kJ/m=12.55MJ/m
第二篇燃烧反应计算
第四章空气需要量和燃烧产物生成量
5.已知某烟煤成分为（%：
Gaf—83.21,Hdaf—5.87,Odaf—5.22,Ndaf—1.90,
Sdaf—3.8,Ad—8.68,War—4.0,
试求:
（1）理论空气需要量L0（nVkg）;
（2）理论燃烧产物生成量V0（nVkg）;
（3）如某加热炉用该煤加热，热负荷为17X103kW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
（1）将该煤的各成分换算成应用成分:
Aar=Ad%100War-8.68%100_4=8.33%
100100
Har=Hdaf%0.8767=5.870.8767%=5.15%
Oar=Odaf%0.8767=5.220.8767%=4.58%
Nar=Ndaf%0.8767-1.90.8767%=1.66%
Sar=Sdaf%0.8767=3.800.8767%=3.33%
War=4%
计算理论空气需要量Lo：
Lo二
1
1.4290.21
1〔8、
=x—X72.95+8x5.15+3.33—4.581X0.01
1.429x0.21<
3丿
=7.81m3/kg
（2）计算理论燃烧产物生成量V0：
（3）米用门捷列夫公式计算煤的低发热值:
每小时烟气生成量:
Vtol二mVn=20538.190.357.81=2.24104（m3/h）
每小时供风量:
Ltol=mnL0=20531.357.81=2.16104m3/h
计算烟气成分:
S2243
Vso=三汇^xm=46.8（m/h）
232100
Vh,o
=（HW空）m,296103（m3/h）
218100
VN空xm+0.79Ln=1.714x104（m3/h）
228100
21
Vo2=^x（Ln—L0）xm=1.188x1O3（m3/h）
计算烟气百分比组成:
CO=12.45%SQ2Z=0.21%H2O=5.73%N2=76.36%O2'
=5.25%
6.某焦炉干煤气％成分为：
CO-9.1;
H—57.3;
CH—26.0;
C2H—2.5;
CO—3.0;
O—0.5;
N—1.6;
煤气温度为20C。
用含氧量为30%勺富氧空气燃烧，n=1.15，试求：
（1）富氧空气消耗量Ln（nVm3）
（2）燃烧产物成分及密度
应换成湿基（即收到基）成分计算：
将煤气干燥基成分换算成湿基成分：
当煤气温度为20r，查附表5,知：
3
gd,h2o=18.9（g/m）
H2O湿=（0.00124XI8.9）X100/（1+0.00124X18.9）=2.29
CO湿=CO干％X100—H2O湿）/100=8.89
同理：
H2湿=55.99CH4湿=25.40O2湿=0.49CO2湿=2.93
N2湿=1.57C2H湿=2.44
（1）计算富氧燃烧空气消耗量:
1（11（3
Lo=——汇一CO+—H2+送n+—RcnHm+》H2S—O2I0.3、22i4丿2i
=3.0m3/m3
Ln=nL0=1.153.0=3.45m3/m3
（2）计算燃烧产物成分：
Vc°
2二CO'
nCnHmCO2二8.8925.422.442.930.01
=0.421m3/m3
（m11*33
Vh2o=H2CnHmH2O1.14m/m
2100
170」33
VN=N2Ln=1.570.010.73.45=2.43m3/m3
2100100
VO-0.3Ln-L/AO.30.45=0.135m3/m3
烟气量为：
Vn=4.125（nVm3）
烟气成分百分比：
CO=10.20H20=27.60N2=58.93O2'
=3.27
（3）计算烟气密度：
一、_44CO218H2O'
28N2'
32O2'
100汉22.4
_4410.201827.602858.93323.27
100汉22.4
=1.205kg/m3
7.某焦炉煤气，成分同上题，燃烧时空气消耗系数n=0.8，产物温度为1200E，设产物中C2,=0,
并忽略CH不计，试计算不完全燃烧产物的成分及生成量。
（1）碳平衡公式：
CO….二nCnHmCO2VCO2VCO
8.892.9325.422.440.0仁VgVco
VCO2VCO=°
・42
（2）氢平衡方程式：
出'
罗CnHmH2O.疵二ViVs
（55.99+2汉25.4+2汉2.44+2.29W0.01=Vh2+Vh2。
VH2VH2o=1・14
（3）氧平衡方程式：
1-21-2
1、111
COCO2O2—H2O100'
nL0.O2~VCO22VCO~VH2O
8.892.930.490.52.290.010.80.9=Vco20.5Vco0.5Vh2o
VCO2+0.5VC^+0.5VH2^=0.81
（4）氮平衡方程式:
N2汇一!
—+3.76nL0O100.
1.570.013.760.80.9%
272二％
1~002
•pn2Vco2
Vn2
（5）水煤气反应平衡常K二
Fco*ph2ovco*vh2o
查附表6
当t=1200C时,
K=0.387
VCO2
*vN2
-0.387
代解得：
0.207（m/m）
算得百分比为:
2=4.84
0.153（m3/m3）
，=3.57
0.267（m3/m）
2，=6.24
H2
CO2
VCO，Vh2o
V
20=21.80
2=63.55
h2o=0.933（m/m）
VN2=2.72（m/m）
Vn=4.28（m3/m3）
8.已知某烟煤含碳量为Car—80（%，烟气成分经分析为（干成分）CO--15（%;
CO，--3.33（%。
试计算其干燃烧产物生成量。
以1kg烟煤为基准
则有C=0.8kg
由碳平衡方程式：
08二Vnd0.150.0333丄1222.4
Vnd=8.147m3/kg
第五章燃烧温度
4.烟煤:
C
S
W
A
72.95
5.15
4.60
1.67
3.33
4.00
8.33
计算燃料理论发热温度
（1）解法一：
求解方程组法
由方程：
送ViAit3+瓦ViAit2+瓦ViAt—Qd=0
由第四章第5题计算Qd=29808.7（kJ/kg）
C22.4
—x
12100
=1.362（m/kg）
HW2243
七汙硕"
627（m/kg）
N2243
VN=»
x0+O.79L0=6.184（m3/kg）
72.9522.4
x
查表5-1得各系数A,并代入公式得
-1.36221.21510出0.6273.0110”6.1842.13510*t3
1.36277.04110'
0.62729.59910^6.18415.07310」t2
1.3621.65840.6271.47256.1841.2657t-29808.7=0
整理得：
-43.9810珂3216.710十211.01t-29808.7=0
解得：
t热=2189C
（2）解法二:
比热近似法t二.虫
V°
由前章计算：
V0=8.19（m/kg）查表5-2C产=1.67（kg/mTC）
t
热=29808.7/（8.19X1.67）=2179C
（3）解法三:
i
采用内插法
=Qd二29808.7=3639.6
V08.19
由前述计算：
取t1=2373Kt2=2473K试算i1与i2
又附表7查的各成分的平均比热后，计算I
i^c1t^：
'
5186.41.3624121.790.6273131.966.184"
8.19=3541
i.2=C2I2=（5464.2汇1.362+4358.83江0.627+3295.846.184户8.19=3279
比较：
i1<
ivi2
（t2-切•（i-i）t*
12—11
所以
（2473-2373>
<
（3639.6-3541）
=23732430K
3729-3541
t热=2157°
（4）
解法四：
迭代法
V。
c产
0.01（16.66Cco27.67Ch20
设t0:
=2100
则to'
=2158
1:
=2150
t1'
=2152
2:
=2151
热=
2152C
3648
75.68Cn2
5.焦炉煤气:
co
C2H4
O2
9.1
57.3
26.0
2.5
3.0
0.5
1.6
H20=0.0235,n=1.05,t空=400C
求理论燃烧温度；
如同第四章第6题，先将干燃气转换成湿基（即收到基）：
COHCH4C2H4C02O2N2H2O
8.8955.9925.402.442.930.491.572.29
t理=（Qd+Q燃+Q空一Q分）/[VoC产+（Ln—L。
）C空]
Qd=4.1873020C02570H28530CH4MIIOC2H40.01
=4.1878.89302055.99257025.4085302.44141100.01
=1.766104kJ/m3=17.66MJ/m3
Q燃=。
燃t燃查表5-2:
t燃=20°
CC燃=1.38
Q燃=1.38>
20=27.6（kJ/m）
Q空=LC空t空查表5-2:
t空=400CC空=1.34
Q空=4.61>
.34>
400=2471（kJ/m）
由燃烧计算知：
L0=0.901/0.21=4.29（nVm3）
Ln=nL0=1.05>
.901/0.21=4.505（riVm3）
烟气成分为：
2=8.13
2O=22.00
N2,=69.00
O2,=0.87
co2=0.421（m3/m）CO
Vl2O=1.140（m3/m）H
V=0.01N2+0.79Ln=3.575（m/m）
Vo2=0.21（n-1）L0=0.0451（m3/m3）
Vn=5.181（m3/m3）
V0=4.967（m3/m3）
得到：
Pco=C（2%=0.0813X105Pa
5
PH20=HO%=0.22<
10Pa
不考虑Q分时
t理=（Q+Q燃+Q空）/[VoC产+（Ln—Lo）C空]
=（17660+27.6+2471）/（4.967XI.67+0.215X.51）
=2339C
按图5-3设t理=2100C
则根据t理及PCO2、PH2O查附表8得
f82=19.7%fH2O=5.04%
Q分=12600fco2V^o+10800fH2OVH2O
=12600>
0.197>
0.421+10800X）.0504Xl.140
=1666（kJ/m）
查表：
C产=1.67C空=1.51
t理=（Q+Q燃+Q空一Q分）/[V°
C产+（Ln—L°
）C空]
=（17660+27.6+2471—1666）/（4.967X.67+0.215X.51）
=2145C
与假设t理=2100C相比相差不大，计算合乎要求
6.同上题，焦炉煤气富氧燃烧0=45%n=1.10
（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=17660（kJ/m）
Q分=12600fcoVAo+10800fH2O/H2O
由前章计算知：
L0=0.901/0.45=2.00（m/m3）
Ln=nL0=1.10>
2.00=2.20（mVm3）算得百分比为:
cO2=0.421（m3/m3）
2,=14.88
VH2O=1.140（m3/m3）
2O=40.30
W=0.01N2+0.55Ln=1.226（m/m）
2,=43.34
VO2=0.21（n—1）
L0=0.042（m/m）
2,=1.48
Vn=2.829（m3/m）
V0=2.629（m3/m3）
PCO2=0.149>
0Pa
Ph2o=0.403>
0Fa
（2）不考虑Q分
t理，二Q/[VoC产+（Ln-Lo）C空]
=17660/（2.629>
.67+0.20>
.51）
=3764C
（3）按图5-3设t理1=2650C
则根据t理及PCO2PH2C查附表8得
fco2=67.5%fh2o=22.2%
查表5-2得
C空=1.54（kg/m3C）C产=1.88（kg/m3C）
Q分=12600fco2V>
O+10800fh2OVh2o
=12600
>
0.675>
0.421+10800X）.222>
.14
=6314
（kJ/m）
t理=（Q—Q分）/[V0C产+（Ln-L0）C空]
=（17660—6314）/（2.629X.88+0.205X1.54）
=2158C
与假设t理i=2600C相比相差太大，计算不合乎要求。
（4）再取t理2=2500C
则根据t理2及PCO2PH2O查附表8得
//3
fco2=52.7%fH2o=14.6%;
C空=1.53（kg/m°
C）
C产=1.87（kg/mC）
Q分=12600fco2Vco+10800fH2OVH2O
0.527>
0.421+10800X）.146X1.14
=4593（kg/m）
t理=（Q—Q分）/[V0C产+（Ln—L。
=（17660—4593）/（2.629X.87+0.205X.53）
=2498C
与假设t理1=2500C基本一致，计算合乎要求。
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:
Car
Har
Oar
Nar
Sar
Aar
War
76.32
4.08
3.64
1.61
3.80
7.55
其燃烧产物分析结果为:
RO：
CO'
O2'
14.0
2.0
1.0
4.0
79.0
试计算：
（1）该燃烧的ROmax；
B；
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;
（1）
L0=（8.89C26.67H3.33S-3.330）0.01
=0.01（8.8976.3226.674.083.333.8-3.333.64）
=7.88（m3/kg）
・。
2=0.2仏=1.655（m3/kg）
CS22.4
）
1232100
3.822.4
32）100
=1.46（m/kg）
=（H•W）22兰
=0.5（m3/kg）
VN=—224-0.79L^6.25（m3/kg）
V0干=1.46+6.25=7.71
（nVkg）
（2）验证分析误差:
将各烟气成分及B值代入烟气分析方程:
（1JR。
?
’（0.605「）CO'
02-0.185H2-（0.58-JCH4
=10.11140.6050.1124-0.18510.11-0.58.0
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（3）计算空气消耗系数及不完全燃烧损失
q竺mx126C。
108H2'
100%
Pro2co
亠12621081100%3895
=11%
142
5.某高炉煤气，干成分为:
CH4
10.66
29.96
0.27
1.65
57.46
煤气温度为20r。
燃烧产物成分经分析为（%：
RO<
O<
coz
N2Z
9.0
1.2
75.8
试采用各种计算公式n值，并比较之
解:
h〕0.529.960.51.6520.270-00.01
-0.1635m3/m3
Vro,=CO'
nCnHmCO2H2S-
=29.960.2710.6600.01
=0.4089m3/m3
烟气成分：
RO=14.0O2,=9.0CO，=1.2N2,=75.8
所以：
K\。
2=0.4089心
（1）利用氧平衡计算：
-（0.5CO'
0.5H2'
2CH'
4
n-；
；
-；
1
K（RO2+CO+CH4）
9-0.51.20.5020d
0.415.2
=2.38
n二
121
（2）利用氮平衡计算:
N2（RO2'
CO'
CH4）
79（O2-0.5CO'
-0.5H2.-2CH'
Vro2100
6.某天然气在纯氧中燃烧，烟气成分为（%:
CO；
O；
25.0
24.0
49.0
1.5
求氧气消耗系数
查表6-3:
天然气在富氧中燃烧，取K=2.0
02'
—（0.5CO'
0.5H2'
2CH4
n'
'
K（RO2+C0+CH4）
_0.5—0.5240.54921.5〔
-2（（25+24+1.5）
=0.614
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