材料工程基础教材课件.ppt

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1、,第四章 燃料及其燃烧,材料工程基础,6.4 燃料的燃烧理论及过程,燃料及其燃烧,6.1 燃料的种类及其组成,6.1.1.燃料的种类（1）矿物燃料,燃料及其燃烧,6.1燃料的种类及其组成,6.1.2固体燃料和燃料油的组成6.1.2.1元素分析组成,燃料及其燃烧,6.1燃料的种类及其组成,燃料及其燃烧,元素分析中的O、N、S、M、A 均为燃料的有害成分,6.1燃料的种类及其组成,燃料及其燃烧,6.1.2.2工业分析组成,6.1燃料的种类及其组成,燃料及其燃烧,6.1燃料的种类及其组成,燃料及其燃烧,空气干燥基:是指分析实验室里所用的空气干燥煤样 的组成，角标“ad”表示。,收到基:实际使用的燃料

2、的组成，用下角标“ar”表示。,Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100,Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100,6.1.2.3 组成表示基准,6.1燃料的种类及其组成,Mad（1-Mar,f)=Mar,inh,Mar=Mar,f+Mad（1-Mar,f),燃料及其燃烧,干燥基：绝对干燥的煤的组成，用下角标“d”表示。,干燥无灰基：无水无灰煤的组成，用下角标“daf”表示。,不受燃料在开采、运输和贮存过程中水分变动的影响。,不受燃料在开采、运输、冼煤和贮存过程中水分、灰分变动的影响。,Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad+Md=100,Cdaf+Hd

3、af+Odaf+Ndaf+Sdaf=100,6.1燃料的种类及其组成,燃料及其燃烧,燃料组成的换算系数,1,1,1,1,6.1燃料的种类及其组成,燃料及其燃烧,【例】已知煤的工业分析：Cad=35%，Mar=10%，Mad=8%，求Car。,【解】1kg收到基燃料折合成空气干燥基燃料时，总质量为（1-Mar,f）kg。,6.1燃料的种类及其组成,燃料及其燃烧,6.1.2 气体燃料,不可燃成分CO2、H2O、N2、O2、SO2等,换算,6.1燃料的种类及其组成,Xv=Xd(1-H2Ov）,燃料及其燃烧,燃料的发热量（热值）：单位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量

4、称为燃料的发热量或热值，单位为kJ/kg（kJ/Nm3）。,6.2 燃料的性质,6.2.1 燃料的发热量,燃料及其燃烧,6.2 燃料的性质,标准煤：Qnet，ar=29300kJ/kg标准油：Qnet=41820kJ/kg标准气：Qnet=41820kJ/kJ,标准燃料,燃料及其燃烧,工业中用经验公式近似计算燃料低位发热量,根据元素分析计算Qnet,v,ar=32793Car+98320Har-9100（Oar-Sar）-2450Mar,(2)无烟煤Qnet,v,ad=K0-36000Mad-38500Aad-10000Vad,K查表，和Hdaf 和Vdaf 有关,(3）烟煤,Qnet,v,a

5、d=100K1-（100K1+2510）（Mad+Aad）-1260 Vad 16750Mad,据Vdaf及焦渣特性查出,6.2 燃料的性质,燃料及其燃烧,6.2 燃料的性质,燃料及其燃烧,6.2.2.1 煤的燃烧特性,煤的燃烧过程是一个重量损失过程，煤的重量损失速度也在一定层面上反映出煤的燃烧速度。,热重分析曲线（TGA）微分热重分析曲线（DTGA）差热分析曲线（DTA）,6.2 燃料的性质,6.2.2 煤的特性,煤着火点的认定？,燃料及其燃烧,6.2 燃料的性质,6.2.2.1 煤的结渣性,结渣性是指煤在燃烧的高温状态下灰分（矿物质）的粘结能力对煤的燃烧及燃烧设备会产生影响灰分熔点低，燃烧

6、温度下结渣成块并包覆可燃物，造成煤不完全燃烧。受热面结渣，传热效率降低，导致煤耗增大。,（2）煤灰的熔融特性（灰熔点）与灰分组成及燃烧气氛有关 测定方法：三角锥法、小圆柱法,国家标准规定，焦渣特性分为八级,煤中水分及挥发分析出后在坩埚中的残留物，包括煤中的固定碳和灰分,（1）焦渣（焦炭）特性,燃料及其燃烧,6.2.3.4 凝固点：一般随蜡及水的含量的增加而提高。我国生产的重油的凝固点一般为3045。,6.2.3.2 粘度：影响重油的装卸、存贮、过滤、输送及雾化，我国重油的八个牌号是以100时运动粘度来分类的。,6.2.3.3 闪点、燃点、着火点：重油的重要性能指标，它们关系到用油的安全技术及燃

7、烧条件。,6.2.3 燃料油特性,6.2 燃料的性质,燃料及其燃烧,20,6.2.3.6 残炭：使燃烧器喷口堵塞和磨损残炭量高的燃料油，其燃烧火焰黑度高，可增加火焰辐射，燃烧时易析出大量固体颗粒，难以燃烧。,6.2.3.7 机械杂质：重油储存和加热过程中生成的重质粘稠状物质和难溶解性物质，使系统堵塞，导致燃烧恶化。避免重复加热、快速加热和温度发生急剧变化，定期疏放排除,6.2 燃料的性质,6.2.3.5 爆炸浓度极限：空气中燃料油蒸气达到一定浓度时，遇明火或温度升高到某一数值就会发生爆炸的浓度称为爆炸浓度极限，有上限和下限。处于上限和下限的浓度区域即油品的爆炸范围,燃料及其燃烧,6.2.4.1 着火温度（燃烧温度）,6.2.4.2 爆炸浓度极限,6.2.4 气体燃料特性,6.2 燃料的性质,气体燃料特性随其组成成分的不同而异。,气体燃料物理特性包括密度、热容、粘度等。,燃气开始燃烧时的温度称为着火温度单一可燃气体在空气中着火温度可查表得到,可燃气体与空气的浓度达到某个范围时，遇到明火会发生爆炸常见气体燃料爆炸浓度极限可由表得到,燃料及其燃烧,Thanks for your attention!,