数据：
1立方米【天然气】燃烧排放1立方米【二氧化碳】。
排放0.2258立方米【一氧化碳】。
产生11.29立方米【烟气量】。
1立方米【天然气】相当于1.489kg【煤炭】。
1kg【煤炭】燃烧排放1.578立方米（3.12kg）【二氧化碳】。1kg【煤炭】燃烧排放0.24立方米（0.3kg）【一氧化碳】。
1kg【煤炭】燃烧排放0.0069立方米（0.02kg）【二氧化硫】。1kg【煤炭】燃烧产生0.3kg【炭渣】。
1kg【煤炭】燃烧产生0.2kg【飞灰】。
1kg【煤炭】燃烧产生12立方米【烟气量】。
每使用1立方米【天然气】相比使用【煤炭】
少排放1.349立方米【二氧化碳】
少排放0.13156立方米【一氧化碳】
少排放0.0102立方米【二氧化硫】
少排放0.4467kg【炭渣】
少排放0.2978kg【飞灰】
化石燃料燃烧产物
煤炭、天然气等化石燃料在排放的燃烧产物中主要是水和二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等。
（一）、水
水是无污染的，燃烧时作为水蒸气散发到大气中。
（二）、二氧化碳
二氧化碳是造成全球温室效应的罪魁祸首，科学家已证实，燃烧化石能源是造成二氧化碳急剧增加的主要因素。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气最低。同时二氧化碳对人体有麻痹作用，空气中二氧化碳含量高时会使人窒息。
（三）、一氧化碳
一氧化碳是无色无味的有毒气体，煤炭、天然气等化石燃料燃烧不完全时烟气中含有一氧化碳，它通过呼吸进入人体与血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白对氧的结合使人体缺氧，发生窒息。
（四）、二氧化硫
煤中少量的硫燃烧会产生二氧化硫，二氧化硫会刺激人的咽、粘膜和眼睛，造成人体不适，并且腐蚀管道和锅灶，同时又是形成酸雨的主要因素。燃油在燃烧时也会产生少量二氧化硫。因此，从污染物排放方面进行比较，煤炭排放最高，燃油次之，天然气最少。
（五）、烟尘（飞灰）
煤炭燃烧排放的烟尘（飞灰），严重污染大气，增加大气中的悬
浮颗粒物，长期大量吸入煤炭烟尘会使人呼吸器官受损，诱发尘肺、肺癌等疾病。大气烟尘中的化学性污染物，还可以降落到水体和土壤中以及农作物上，被农作物吸收和富集后，进而危害人体健康。
从大方面上说，逐步用天然气替代煤炭、燃油可以改善大气环境，减少大气中温室气体的含量，减少了大气中粉尘、二氧化硫等污染物的含量。从小方面上说，可以改善厨房工作环境，改善劳动条件。
天然气燃烧产生污染物计算方法（非常实用）天然气燃烧产生污染物计算方法为保护环境，建设生态文明，国家鼓励使用天然气代替燃煤，但使用天然气仍会排放污染物，应当征收排污费。本文循着“污染物排放量=废气量×污染物浓度”这一计算公式，来探讨如何征收天然气锅炉的排污费。 一、废气量 根据《排污申报登记实用手册》231页举例计算，1m3天然气完全燃烧产生的废气量为10.89m3。 实际天然气燃烧时产生的废气，与天然气成分，完全燃烧的比例等都有关系，但通常认为废气量为天然气量的10-11倍。取10倍最好计算，但取10.5倍似乎更为合理。 例：1万m3天然气，燃烧后的废气量即为10.5万m3。 二、主要污染物 （一）二氧化硫 天然气中含有硫化氢(H2S)，国家规定其出厂含量不能超过0.01%。天然气中硫化氢燃烧时，会生成等体积二氧化硫（SO2）。 《排污申报登记实用手册》231页举例计算，当硫化氢含量为0.0052%时，每万m3天然气产生二氧化硫为1.5kg。 李先瑞、韩有朋、赵振农合著《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化硫约为1.0kg。
天然气燃烧产生的二氧化硫，与天然气中所含硫化氢比例关系最大，在没有检测数据支撑时，二氧化硫浓度为确定为10-15mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为100mg/m3。 （二）氮氧化物 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化氮约为6.3kg。 按这一数据，氮氧化物浓度约为60mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为400mg/m3。 （三）烟尘 天然气是清洁能源，烟尘产生量少，但也不能说没有。 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生烟尘约为2.4kg。 按这一数据，烟尘浓度约为20-25mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为50mg/m3。 （四）其他污染物 经过计算，天然气燃烧后产生的其他污染物排放当量都更低，本文不再论证。按照《排污收费征收管理条例》，这些污染因子不予征收排污费。 三、征收标准 将上述三个污染因子按低限代入《排污费征收核定表》，则每万立方
a 不可选取过 在化工生产中， 很多工艺加热炉以气体燃料燃烧作为热源， 可燃气体燃烧需要很多空气， 如： 人工煤气需1.2~4.0 ( m 3 /m 3 ),天然气和液化石油气则需 10~25 (m 3/m 3 )。可见欲使燃气充 分燃烧须有大量空气与之混合方可。 因此，燃气与空气的混合方式， 对燃烧情况有很大影响， 也关系到燃烧系统能否正常安全运行。 燃烧系统运行时， 如果产生回火现象将烧坏燃烧器或 发生安全事故。 1 燃气的燃烧方法及特点 根据燃气与空气混合情况不同将燃烧分为三种方式， 即扩散式燃烧、 预混部分空气燃烧 (大 气式燃烧)和无焰燃烧。燃烧过程处于哪一类是根据一次空气系数 a (—次空气量与燃烧 理论空气量之比)来判断的。 1 ． 1 扩散式燃烧 燃气未预先和空气混合而进行的燃烧称为扩散式燃烧，其 a =0。扩散式燃烧的燃烧速度 与燃烧完全程度主要取决于燃气与空气分子间的扩散速度和完全程度。 扩散式燃烧的特点： ( 1) 燃烧稳定、在燃气系统不产生负压、空气不被吸入的情况下，不会回火，燃烧器工 作稳定。 ( 2) 过剩空气多， 燃烧速度慢， 火焰温度低。 对燃烧碳氢化合物含量较高的可燃气体时， 在高温下由于火焰面内氧气供应不足， 碳氢化合物分解出碳粒、 氢和重碳氢化合物。 碳粒和 重碳氢化合物很难燃烧， 结果造成化学不完全燃烧。 一般说来， 对天然气不宜采用扩散燃烧 法。 ( 3) 燃烧强度低，在工业炉上为提高燃烧强度多采用机械鼓风方式的燃烧器。 1 ． 2 预混部分空气燃烧 其O v 1。在这种情况下，由于可燃混合物中空气量较小，因此，部分燃烧按纯动力 学方法燃烧，其余燃气则按扩散燃烧方法进行燃烧。 预混部分空气燃烧的特点： (1 ) 在绝大多数情况下能保证燃烧设备以任何比例的燃气与空气进行工作。因此， 设备 热负荷的调节范围大。 ( 2) 由于先吸入部分空气，所以克服了扩散燃烧的一些缺点，提高了燃烧速度，降低了 不完全燃烧程度。 (3) 当一次空气系数 a i 合适时，此种燃烧方法有一定的稳定范围。 (4) —次空气系数 a i 越大，燃烧稳定范围就越小，因此，一次空气系数 大。 1. 3无焰燃烧
燃气锅炉燃烧控制系统 摘要： 本文主要介绍了锅炉燃烧控制系统的设计过程。在设计过程中介绍了锅炉燃烧控制系统的控制任务和控制特点，对于燃烧控制系统的设计方案，根据不同的控制任务分别设计了蒸汽压力控制和燃料空气比值控制以及防脱火回火选择性控制系统，并在设计中给出了不同的设计方案，以对比各自的优缺点，选择最优的控制。然后，把分别设计的控制系统组合起来，构成完整的锅炉燃烧过程控制系统。最后，对设计好的控制系统进行仪表选型。 关键词：燃气锅炉，燃烧系统，比值控制，脱火回火
目录 1.引言 (3) 2.锅炉燃烧控制系统概述 (4) 2.1 燃烧控制的任务 (5) 2.1.1 维持蒸汽出口压力稳定 (5) 2.1.2 保证燃烧过程的经济性 (5) 2.1.3 保证锅炉安全运行 (6) 2.2 燃烧控制的特点 (6) 3.燃烧控制系统设计方案 (6) 3.1 蒸汽压力控制和燃料空气比值控制 (6) 3.1.1 基本控制方案 (7) 3.1.2 改进控制方案 (8) 3.2 防脱火回火选择性控制系统 (9) 3.2.1 防脱火选择性控制系统 (9) 3.2.2防脱火回火混合型选择性控制系统 (11) 3.3 燃烧控制总体方案 (12) 4. 燃烧控制系统的仪表选型 (13) 5. 总结 (14) 参考文献 (15)
1.引言 大型火力发电机组是典型的过程控制对象，它是由锅炉、汽轮发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。锅炉的燃烧控制过程是一个复杂的物理，化学过程，影响因素众多，并且具有强耦合，非线性等特性。 锅炉的自动化控制经历了三、四十年代的单参数仪表控制，四、五十年代的单元组合仪表，综合参数仪表控制，直到六十年代兴起的计算机过程控制几个阶段。尤其是近一、二十年来，随着先进控制理论和计算机技术的发展，加之计算机各项性能的不断增强及价格的不断下降使锅炉应用计算机控制很快得到了普及和应用。 电厂锅炉利用煤或煤气的燃烧发热，通过传热对水进行加热，产生高压蒸汽，推动汽轮机发电机旋转，从而产生强大的电能。在锅炉燃烧系统中，燃料供给系统，送风系统以及引风系统是燃烧控制系统的重要环节。锅炉生产燃烧系统自动控制的基本任务是使燃料所产生的热量适应蒸汽负荷的需要，同时还要保证经济燃烧和锅炉的安全运行。具体控制任务可分为三个方面：一，稳定蒸汽母管压力。二，维持锅炉燃烧的最佳状态和经济性。三，维持炉膛负压在一定范围（-20～-80Pa）。这三者是相互关联的。另外，在安全保护系统上应该考虑燃烧嘴背压过高时，可能使燃料流速过高而脱火；燃烧嘴背压太低又可能回火。 本次课程设计的题目为燃气锅炉燃烧控制系统的设计。主要内容包括燃烧控制系统的概述；燃烧控制系统的基本方案；以及燃烧控制系统的仪表选型。设计方案为以主蒸汽压力控制系统为主回路，燃料量与空气量比值控制系统为内回路，燃烧嘴防脱火回火选择控制系统为辅助安全保护系统。为节省篇幅，炉膛压力控制系统在这里暂不涉及，但在实际控制系统中炉膛压力控制系统是锅炉燃烧控制系统中必不可少的组成部分之一。
【例】已知天然气的容积成分如下：CH4 92.1% ; C2H6 3% ; C3H8 1.5% ; i-C4H io 0.05% ; n- C4H io 0.05% ; CO2 2% ; N2 1% ; O2 0.3%。天然气与空气的温度t g t a 20 C；空气 的含湿量d a 10 g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。 试求： （一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量； （三）完全燃烧时的烟气量（1和1.2时）； 【解】查表得各组分参数如下： 根据混合法则，按式（1-2 ）求得 H h H h1 r1 H h 2r2 H h n r n 39842 0.921 70351 0.03 101270 0.015 113048 0.0005 133885 0.0005 40448（kJ/m3） H l H l" H72 H lnh 35906 0.921 64397 0.03 93244 0.015 122857 0.0005 123649 0.0005 36523（kJ/m3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3 ）求得 1 V0[0.5H2 0.5CO 21 1 4 6 -[（1 -）92.1 （2 -）3（3 21 4 4 9.65 （m n）C m H n 1.5H2S O2] 4 8 10 -）1.5 （4 ） 0.1 0.3] 4 4
（三）求完全燃烧时的烟气量 1 .理论烟气量（1时） 三原子气体体积按式（1-5 ）求得 V R°2V C°2V S°20.01（CO2CO mC m H n H2S） 0.01 （2 1 92.1 2 3 3 1.5 4 0.1） 1.05 （m3/m3干燃气）水蒸气体积，按式（1-6 ）求得 o n V H2O0.01[H2 H2S -C m H n 120（d g V°d a）] 2 4 6 8 10 0.01 [ 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.11（m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 V0N20.79V00.01N2 0.79 9.65 0.01 1 7.63（m3/m3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8 ）求得 V0V RO2V；2°V N°2 1.05 2.11 7.63 10.79 （m3/m3干燃气） 2.实际烟气量（ 1.2时）， ①由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 V R O2 1.03 （m3/m3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9 ）求得 V H2O0.01 [H2 H2S fC m H n 120（d g V0 d a）] 4 6 8 10 0.01 [- 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 1.2 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.14 （m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-10 ）求得 V N20.79 V0 0.01N2 0.79 1.2 9.65 0.01 1 9.16 （m3/m3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 V°2 0.21（1）V。 0.21 (1.2 1) 9.65 0.41 (m3/m3干燃气)
YF-ED-J8353 可按资料类型定义编号 燃气燃烧方法——部分预混式燃烧实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
燃气燃烧方法——部分预混式燃 烧实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～ 1之间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种 燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本 生灯。如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷 出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预 混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火
焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓
关于天然气发动机混合热值的研究 摘要：天然气作为一种气体燃料，与空气混合更均匀，燃烧更加充分，排放的CO 、HC等有害物质更少。（其他一些没有受排放法规控制的有害成分，如对区域环境影响的毒性物质、烟雾、酸性物质等也比汽油、柴油要少）但是其自身存在的混合气热值低的问题严重制约了cng发动机在日常生活中的应。本文点火提前角和进气压力两方面题提出了相关的解决方案方案。 关键词：cng，发动机，混合气热值，点火角，增压 Abstract: As the natural gas is a fuel gas, the more evenly mixed with air , the more fully burning, less CO, HC and other harmful substances. Other harmful ingredients,that laws and regulations control emissions of , such as regional environmental impact of toxic substances, smoke, acidic substances will discharge less than gasoline and diesel. The existence of its own mixture of low calorific value of cng constraints seriouly the engine in daily life. In this paper, the ignition advance angle and inlet pressure on the relevant questions put forward solutions to the program. Keywords：cng，engine firing angle boost 一、绪言：
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 燃气燃烧方法(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-6024-92 燃气燃烧方法(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种： 1．扩散式燃烧法 将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。 2．完全预混式燃烧法 按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃烧。由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混式燃烧法 在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数α′=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。 从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段： (1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间； (2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热； (3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力学因素控制。 所以，燃气燃烧过程所需的时间，包括氧化剂与燃气混合预热所需的时间τph和进行化学反应所需的时间τch,即： τ=τPh+τch 按燃烧阶段所需时间不同，也可区别出以上不同
燃气锅炉燃烧控制系统 李凯凯 （山东建筑大学热能工程学院山东省济南市 250101） 摘要：此次论文主要目的是以标准燃烧器为基本设备，结合汽包压力控制、炉膛压力控制的特点和需要，设计燃气锅炉燃烧控制系统。主要方法是通过锅炉情况介绍、燃烧器类型选择、燃烧与汽压控制设计、节炉膛压力控制设计、仪表装置选型等步骤，逐一计算所需数据并选择设备类型，然后根据所得参数查阅有关资料按标准设计符合设备的控制系统。由最终设计结果可知此方法可行。 关键词：燃气锅炉、燃气控制、汽包压力、炉膛压力 0 引言 近几年来，我国城市燃气结构有了很大变化，尤其是西气东输工程的加速实施，以及不断签署的燃气协议，为长期受限制的燃气锅炉的应用推广创造了条件。一方面，燃气锅炉的燃料价格相对较高，因此应尽量提高燃料的利用效率；另一方面，气体燃料易燃易爆，燃气锅炉的危险性大，控制系统的生产保证和安全保障要求严格。国外燃气锅炉的研究历史较长，燃气燃烧控制技术比较成熟，但是燃气锅炉的燃烧控制，多为单回路常规控制，远不能适应我国各地区及各部门条件多变的需要。为了提高燃气锅炉的热效率和安全生产水平，有必要对燃所锅炉的燃烧控制技术进行研究。 1 锅炉情况 本次论文采用一台卧式三回程火管式燃气蒸汽锅炉，使用天然气为燃料，额定蒸发量2T/h，额定汽压1.25MPa，额定蒸汽温度194℃；额定耗气量160Nm3/h，排烟温度230℃，热效率90%。 1.1 燃气蒸汽锅炉的组成 结构组成：具体结构由主要部件和辅助设备组成。主要部件有炉膛、省煤器、锅筒、水冷壁、燃烧设备、空气预热器、炉墙构架组成；辅助设备主要有引风设备、除尘设备、燃料供应设备、除尘除渣设备、送风设备、自动控制设备组成。 系统组成：燃气锅炉主要是由燃烧器和控制器两个大的部分组成，其中燃烧器又能分为五个小的系统，分别为送风系统，点火系统，监测系统，燃料系统和电控系统。 1.2 燃气蒸汽锅炉的工作原理 燃气蒸汽锅炉是用天然气、液化气、城市煤气等气体燃料在炉内燃烧放出来的热量加热锅内的水，并使其汽化成蒸汽的热能转换设备。水在锅筒中不断被炉里气体燃料燃烧释放出来的能量加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力作为一种能源广泛使用。 燃气蒸汽锅炉的工作原理见下图。
文件编号：RHD-QB-K6363 （操作规程范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 燃气燃烧方法标准版本
燃气燃烧方法标准版本 操作指导：该操作规程文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种： 1．扩散式燃烧法 将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。 2．完全预混式燃烧法 按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器
喷口喷出，进行燃烧。由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。 3．部分预混式燃烧法 在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数α′=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。 从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段： (1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间； (2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热； (3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力学因素控制。
所以，燃气燃烧过程所需的时间，包括氧化剂与燃气混合预热所需的时间τph和进行化学反应所需的时间τch,即： τ=τPh+τch 按燃烧阶段所需时间不同，也可区别出以上不同类型的燃烧方法。 如果τph远大于τch，则τ≈τph，燃烧在扩散区进行，物理因素是影响燃烧全过程的主要因素：反之，τph远小于τch，则τ≈τch燃烧在动力区进行，化学动力学因素是影响燃烧全过程的主要因素；若τph≈τch。燃烧在中间区进行。 这里写地址或者组织名称 Write Your Company Address Or Phone Number Here
《燃气燃烧》课程设计 题目：燃气燃烧课程设计 学院：建筑工程学院 专业：建筑环境与能源应用工程 姓名：张冷 学号： 20130130370 指导教师：王伟 2016年 12 月 26 日 目录
1设计概述 (1) 2设计依据 (1) 2.1原始数据 (1) 2.2燃气基本参数的计算 (1) 2.2.1热值的计算 (1) 2.2.2燃气密度计算 (2) 2.2.3燃气相对密度计算 (2) 2.2.4理论空气需要量的计算 (2) 2.3头部计算 (3) 2.3.1计算火孔总面积 (3) 2.3.2计算火孔数目 (3) 2.3.3计算火孔间距 (4) 2.3.4计算火孔深度 (4) 2.3.5计算头部截面 (4) 2.3.6计算头部截面直径 (4) 2.3.7计算火孔阻力系数 (5) 2.3.8计算头部能量损失系数 (5) 2.4引射器计算 (5) 2.4.1计算引射器系数 (5) 2.4.2计算引射器形式 (5) 2.4.3计算燃气流量 (6) 2.4.4计算喷嘴直径 (6) 2.4.5计算喷嘴截面积 (6) 2.4.6计算最佳燃烧器参数 (6) 2.4.7计算A值 (7) 2.4.8计算X值 (7) 2.4.9计算引射器喉部面积 (7) 2.4.10计算引射器喉部直径 (8) 2.4.11引射器其他尺寸计算方式如附图1： (8)
2.5火焰高度计算 (8) 2.5.1火焰内锥高度 (8) 2.5.2火焰外锥高度 (8) 2.6火孔排列 (9) 2.6.1确定火孔个数 (9) 2.6.2火孔分布直径的计算 (9) 3设计方案计算 (9) 3.1已知计算参数 (9) 3.2详细计算步骤 (10) 3.2.1头部计算 (10) 3.2.2引射器计算 (11) 3.2.3火焰高度计算及加热对象的设置高度 (12) 总结 (12) 参考文献 (13)
天然气内燃机燃烧问题的基础分析 摘要：天然气被认为是内燃机较为理想的替代燃料，但是天然气内燃机存在燃烧放热，燃烧循环变动，燃料特性等方面的问题。对此，本文主要介绍了天然气发动机的燃烧和排放的特点、降低天然气发动机NOx排放的措施，以及对天然气发动机功率下降问题的应对措施。 关键词：天然气；发动机；内燃机 1.天然气汽车的发展及发动机燃烧过程的研究 汽车工业的迅猛发展，对石油的需求量越来越大，而汽油和柴油都是不可再生资源。现在天然气发动机越来越受到汽车公司和各高校的青睐，我国20世纪50年代就已开展对天然气汽车的研究，五六十年代在我国四川省开始局部推广使用常压天然气汽车，特别是压缩天然气汽车已在全国各地推广应用。正是因为天然气汽车具有很好的经济、环保和社会效益，所以近几年在我国发展非常迅速，从1999年初的不足1万辆发展到2006年底，全国已拥有天然气汽车近15万辆，而到了2014年是中国天然气汽车爆发式发展的一年，数量虽未可统计，以北京市为例，部分公交车已使用燃用液化石油气（LPG）等代用燃料，并且这种应用将会更加普及。 如今随着汽车运行的经济性的要求和排放限值的提高，对发动机的燃烧系统的设计提出了越来越高的要求，近几十年来，各个国家的汽车公司，高等院校都投入了大量的人力物力进行火化点火发动机燃烧的基础研究工作，涉及到燃烧室内的气体流动，燃烧过程的传质传热，化学反应动力学，火焰传播和火焰结构，有害排放的生成机理与控制，燃烧过程的数值模拟，稀薄混合气和分层燃烧的实现等等。由于实际发动机的燃烧、传热、蒸发与扩散等过程十分复杂，加之伴随有循环变动，要控制每个循环的燃烧条件不变化非常困难，试验结果的可比性不强，因此内燃机的燃烧研究大都在模拟装置中进行，尤其在定容燃烧弹中进行的居多。 2.天然气的理化特性 天然气是一种复杂的碳氢化合物，其主要成分是甲烷（CH4），体积分数占80～95%（因其产地而异），另外还含有少量的乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、正丁烷（C4H8）、异丁烷（C4H8）、戊烷（C5H10）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等，它们各自所占的体积分数因产地而异。车用天然气必须经脱水、脱烃、脱硫等净化处理，才能成为一种优质、高效、清洁的代用燃料。天然气与汽油、柴油理化特性的比较如表l所示： 3.天然气内燃机燃烧问题基础分析 3.1增压中冷技术
之燃烧系统5-浓淡燃烧 编制：热水器研发 代先锋 dai_money@https://www.doczj.com/doc/c93585903.html, 燃烧是物质因剧烈氧化而发光、发热的现象，也称之为火。 燃气热水器研发
NO X 来源、特性与危害 NO X 生成机理 案例 低氮氧化物技术现状 浓淡燃烧法
NO X来源、特性与危害 氮氧化物是矿物燃料（如石油、煤、天然气等）与氧在高温燃烧时产生的。 其包括一氧化二（N2O）、一氧化氮（NO）、三氧化二氮（N2O3）、二氧化氮（NO2）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化（N2O5 ），一般来说，NOX是指NO2和NO。NO是无色无臭的气体，它在空气中极易氧化为NO2。NO2是一种红棕色有害的恶臭气体。 其含量为0.1ppm时可嗅到，1-4 ppm时，有恶臭，而达到25ppm时，则恶臭难闻。 空气中NO2含量为3.5ppm 持续1小时，开始对人有影响； 含量为20—50ppm时，对人眼睛有刺激作用； 当含量达到150ppm时。对人的呼吸器官则有强烈的刺激。特别危险的是，器官经过刺激暂时恢复以后，只要3—8小时会发生肺气肿，引起致命的危险。 二氧化氮在阳光作用下，经过系列连锁反应可生成臭氧。 臭氧是一种有毒的、危险的刺激物。
NO、NO2都是毒性很强的气体，与CO一样，NO与血液中的血色素（Hb）的结合能力远大于氧原子与血色素（Hb）的结合能力，因而当空气中NO含量达到一定浓度时，人体将因血液中缺氧而引起中枢神经麻痹。由于NO比CO更易于血色素（Hb）结合，因而其引起人体不良反应的最大允许值比CO更低（表1）。NO在空气中极易形成NO2，NO2对呼吸器官有极强的刺激作用，NO2对心脏、肝脏、肾脏都有不同程度的影响。
文件编号：TP-AR-L5207 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 燃气燃烧方法——部分 预混式燃烧(正式版)
燃气燃烧方法——部分预混式燃烧 (正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～1之 间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种燃烧方法 称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。 如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射 入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口 喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供给部分
空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合
各种燃气燃烧器工作原理及简介 气体燃烧器 气体燃烧器种类较多 , 以下按空气供给方式介绍几种工业锅炉上应用较多的燃烧器。 1. 自然供风燃烧器 如图 3-45 所示 , 按炉膛形状可以选择圆形或矩形燃烧 器 , 低压燃气通过管子上的火孔流出 , 与空气事先元预混合 , 是一次空气系数α l=0 的扩散燃烧方式 , 因 而也称为扩散文燃烧器。 这种燃烧器燃烧稳定 , 运行方便 , 而且结构简单 , 可以利用 300~400Pa 的低压燃气。但炉膛过量空气系数较大 , α= 、 1.2~1.6; 排烟热损失 q2 和气体不完全燃烧热损失 q3 偏大 ; 火焰较长 , 要求炉膛容积大 ; 燃烧速度低 , 只用于很小容量的锅炉。 2. 引射式燃烧器
它的种类繁多。按燃烧方式分 , 它有部分空气预混合的本生燃烧方式和空气预混合的无焰燃烧方式两种。 所用的引射介质可以是空气 , 也可以是一定压力的燃气 , 前者需要鼓风装置。 (1) 大气式引射燃烧器 如图 3-46 所示。燃气以一定流速自喷嘴进入引射器 , 在引射器的缩口处将一次空气 ( α1=0.45~0.65) 引入 , 两者经混合后流向燃烧器头部 , 由直径为 2~10mm 的火孔流出 , 以本生火焰形式燃烧。这种燃烧器也只用于小型锅炉 , 它适用于各种低压燃气 , 而且不需要鼓风装置。但热负荷太大 , 结构笨重。 (2) 空气引射式燃烧器
如图 3-47 所示。压头为 5000~600OPa 的空气经喷嘴通过引射器的缩口处时 , 形成负压 , 把低压的燃气从四个管孔吸人 , 两种气体在混合管中混合形成均匀的气体混合物 , 它流向火孔出口 , 并在与出口处相连接的稳焰火道中燃烧。图中所示的燃烧器是与全部燃烧空气预混合的无焰燃烧器 , 炉膛出口过量空气系数小 , 燃烧强度高 , 但需要鼓风装置 , 耗电大 , 适用于带有空气预热器的阻力较大的正压锅炉。 3. 鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器一般由分配器、燃气分流器和火道组成。种类较多 , 常用的有旋流式和平流式两 种。 这两类燃烧器的配风器与燃油燃烧器基本相似 , 燃气分流器的基本形式为单管式和多管式。其结构简单。燃烧形成的火焰特征与通常旋流式和直流式燃油燃烧器也相似 , 这里不再一一叙述。以下列举一种常用的燃气燃烧 器的例子。图 3-48 是周边供气蜗壳式燃烧器。
燃气燃烧方法——部分预混式燃烧燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～1之间，预先混入了一 部分燃烧所需空气，这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供 给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混 合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由 燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而 有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，
是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。 蓝色锥体的实际形状，如图3—5—5，可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。 层流时，沿管道截面上气体的流速按抛物线分布，喷口中心气流速度最大，至管壁处降为零。 静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度 sn(其方向指向锥体内部)与该点气流的法向分速度vn相平衡，也即对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式，通常称为米赫尔松余弦定律：
燃气燃烧器安全操作规程 一、试机前的准备工作： 1．检查燃气管路外观是否良好无损伤及干净通畅，按所需使用管线检查相关阀门是否已开启或处于正确状态下；管路及接头法兰等有无松动、泄露现象，现场闻嗅无天然气添加臭味；燃气设施周围无动火作业及明火，如有必须予以隔离或清除。 2．首次或长时间未使用应适当排空，从燃气进气阀前排空阀放气排空1～2分钟，确保管路中无混合空气。排空结束后关闭排空阀。 二、燃烧机操作规程 1.工作前准备 开启燃烧机前必须检查燃气干净通畅，燃气开关打开，压力是否正常，燃烧机的主开关处于开的状态。 2.操作步骤 1).打开控制柜主电源，启动对应编号的燃烧机按钮开关（按一次启动，按第二次停止） 2).几秒钟后，燃烧机开始点火。 3).从小视窗查看点火情况，看到火光表示燃烧机运行正常，燃烧室温度会逐渐上升，温度逐渐上升达到所设置的温度后，大火会关闭，小火开始保温。 4).当温度下降到所设置的温度时，大火自动开始工作。 5).待工作完成后，按对应编号的按钮开关，燃烧机立即关闭，风机延时3分钟后才能停止，保证高温气体排出，保护燃烧室。 3.注意事项 1).燃烧机不能点火，先检查燃气压力是否降低，先尝试复位，让燃烧机运行并自动复位工作，连续三次以上不能正常工作并报警，请通知维修人员。 2).听是否有爆燃声音或异常情况，如有立即停止，切断电源，关闭供气阀门并通知维修人员。 3).必须安装完好的灭火装置。 4).若燃烧机有损坏或故障迹象，不可点燃燃烧机。 5).不可随意调节燃烧机上的各个调节部位，不正确的调节可能会引起火灾或爆炸。 6).查看火焰不正常，很大的火，并有黑烟，通知维修人员进行调节。 7).如有燃气泄露的气味，先关断上面的燃气供给阀，并关闭所有燃烧机，通知维修人员进行处理，原因没查明前不可开机。 8).定期检查供气阀是否开/关正常及法兰面是否有漏气现象。 9).定期检查灭火设备的可靠性，完好性，严禁过期使用。 10).定期检查燃气管道及减压阀的密封性。 11).要求现场禁止烟火，电气件防爆及禁止有电焊、切割等违章作业。
燃气燃烧方法示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
燃气燃烧方法示范文本 使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影 响因素之一。燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的 燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。根 据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分 为三种： 1．扩散式燃烧法 将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接 喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃 烧法。 2．完全预混式燃烧法 按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口 喷出，进行燃烧。由于预先均匀混合，可燃混合气一到达
燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。 3．部分预混式燃烧法 在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数α′=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。 从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段： (1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间； (2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热； (3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力学因素控制。 所以，燃气燃烧过程所需的时间，包括氧化剂与燃气
全自动燃气燃烧器 一、工作原理 燃烧器电源开关接通电源，进行燃气压力检测及温度控制信号判断，是否允许启动燃烧器。如果满足条件，则启动风机电动机，风门开到最大，进入前吹扫，这段时间内要进行风压检测（以后过程也将持续检测风压），风压不正常，则停机报警；正常，则将风门关到一级火点火位置，点火变压器点火，燃气阀门打开，供燃气燃烧，点火后，将检测火焰情况，如熄火，则停机报警，正常，则根据火力信号，决定是否投入二级火运行。在燃烧器工作的整个过程中，控制系统会判断燃气压力情况、温度控制信号，如不在工作范围，则燃烧器停机，等到条件满足后，会自动重新启动燃烧器，过程同接通控制电源的启动。 二、燃烧器的安装、调试和运行 1、安装 （1）安装前准备 A、检查烟囱（截面积和高度）是否符合设备厂家的要求和当地标准。 B、电源的电压和频率必须符合燃烧器的要求。 C、燃气系统和尺寸必须符合本说明书的要求，气路阀门稳压器及其附件应当严密，应 做气密检查。 D、检查燃烧器的随机附件是否齐备。 E、减压稳压器是否装在过滤器后的水平位置。 F、管道内壁的防锈及杂质的清理。 （2）安装 A、把石棉垫圈装在锅炉安装板上的孔和安装法兰之间，然后拧进螺栓，将燃烧器头部 伸入燃烧室的要求位置后，拧紧安装法兰上的螺栓，将燃烧器固定。锅炉板、石棉密封垫圈、安装法兰之间应密封，不许漏气，防止燃烧器运行期间，高温烟气漏出，烧坏燃烧器。 B、按供气系统图，把气源接到电磁阀。 C、按接线图将电源线接好。 2、启动和运行 （1）启动前准备 A、检查所有的气阀是否打开。 B、检查锅炉及烟囱阀门是否打开，以使燃烧产物能顺畅地排出。 C、燃烧器与燃料气管连接之前，应将阀门后管路的空气置换出来。 D、检查线路及电机旋转方向是否正确，若旋转方向相反，则将电源进线端的两相对换。 E、为点火，设置风门开度，风门开度可由调节风门控制伺服电机来实现。 F、燃烧头伸进燃烧室部分的长度是否符合厂家要求。 G、恒温器和压力开关上的连线是否按控制盒线路图连接。 H、将一级火燃气流量调到需要的位置。 I、装一台适当压力范围的U型水柱压力计，用以测量燃气的压力。 （2）启动和运行 A、主开关闭合，恒温器闭合，供电电压达到电机运转值时，风机电机接通工作。风机 供风，进行前吹扫。 对于装有风门控制伺服电机的燃烧器，伺服电机被接通，风门开到二级火相应位置，已工作的风机向燃烧室供风，实现前吹扫。 B、吹扫结束后，风门回到一级火位置，点火变压器启动三秒钟后，一级火燃烧阀及安
安全管理编号：LX-FS-A99325 燃气燃烧方法—完全预混式燃烧 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 在燃烧之前，将燃气与空气按α′≥1预先混合，然后通过燃烧器喷嘴喷出进行燃烧，这种燃烧方法就称为完全预混式燃烧或无焰式燃烧。 这时，燃烧过程的快慢，完全取决于化学反应的速度。实际上，因为燃气与空气不再需要混合，可燃混合气一到达燃烧区就能瞬间燃烧完毕。 完全预混燃烧的主要特点有： (1)因为空气和燃气是预先混合，所以空气过剩系数可以小一些，一般为1．02～1．05； (2)燃烧速度快。容积热强度Qv比有焰燃烧时要大l00～1000倍之多；
【例】 已知天然气的容积成分如下：CH 4 92.1%；C 2H 6 3%；C 3H 8 1.5%；i-C 4H 10 0.05%；n-C 4H 10 0.05%；CO 2 2%；N 2 1%；O 2 0.3%。天然气与空气的温度20==a g t t ℃；空气的含湿量10=a d g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。 试求： （一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量； （三）完全燃烧时的烟气量（1=α和2.1=α时）； 【解】查表得各组分参数如下： （一）求高热值和低热值 根据混合法则，按式（1-2）求得 n n h h h h r H r H r H H +++= 2211 0005013388500050113048015010127003070351921039842.....?+?+?+?+?=40448=（kJ/m 3） n n l l l l r H r H r H H +++= 2211 000501236490005012285701509324403064397921035906.....?+?+?+?+?=36523=（kJ/m 3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3）求得 ]5.1)4 (5.05.0[2112220O S H H C n m CO H V n m -++++= ∑ ]3.01.0)410 4(5.1)483(3)462(1.92)441[(211-?++?++?++?+?= 65.9=（m 3/m 3）
（三）求完全燃烧时的烟气量 1．理论烟气量（1=α时） 三原子气体体积按式（1-5）求得 )(01.022222S H H mC CO CO V V V n m SO CO RO +++=+=∑ )1.045.13321.9212(01.0?+?+?+?+?= 05.1=（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-6）求得 )](1202[01.00220 2a g n m O H d V d H C n S H H V ++++=∑ )]01.065.90(1201.0210 5.1283261.9224[01.0?+?+?+?+?+??= 11.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 20001.079.02N V V N += 101.065.979.0?+?= 63.7=（m 3/m 3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8）求得 0002 22N H RO V V V V ++= 63.711.205.1++= 79.10=（m 3/m 3干燃气） 2．实际烟气量（2.1=α时）， ① 由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 03.1V 2RO =（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9）求得 )](1202 [01.00222a g n m O H d V d H C n S H H V α++++=∑ )]01.065.92.10(1201.0210 5.1283261.9224[01.0??+?+?+?+?+??= 14.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-10）求得 2001.079.02N V V N +=α 101.065.92.179.0?+??= 16.9=（m 3/m 3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 0)1(21.02V V O -=α