燃燒學(xué)第一章講解課件

1、 讓學(xué)生掌握能源的多樣性與相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，能源利用中燃燒的重要性，工程燃燒和能源利用中存在的主要問(wèn)題。了解氣、液、固燃料燃燒的組織和過(guò)程，了解燃燒設(shè)備的一般要求、今后燃燒學(xué)研究的重點(diǎn)。教學(xué)目的與要求緒 論7/28/20221工程燃燒學(xué)1、自然界太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為各種能量形式和發(fā)電廠中燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理方法、設(shè)備。2、能源利用、工程燃燒較為主要的問(wèn)題以及解決這些問(wèn)題的主要方法和途徑。3、當(dāng)前燃燒研究的重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)新的排放低污染，適應(yīng)不同燃料的燃燒設(shè)備。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：7/28/20222工程燃燒學(xué)1、主要是在課堂教學(xué)中提出問(wèn)題，引起學(xué)生的注意力，進(jìn)行討論，達(dá)到良好的教學(xué)目的。2、對(duì)那些不注意課堂

2、紀(jì)律的要重點(diǎn)提問(wèn)，根據(jù)回答情況進(jìn)行記錄。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)7/28/20223工程燃燒學(xué)1、例舉自然界和工程中能量轉(zhuǎn)換的實(shí)例35個(gè)？2、燃燒和燃燒條件？熱能利用過(guò)程？3、當(dāng)前我國(guó)能源利用及工程燃燒中帶來(lái)的主要問(wèn)題？怎樣解決這些問(wèn)題？4、鍋爐的基本結(jié)構(gòu)和工作原理？5、燃燒室和燃燒器的基本要求？6、當(dāng)前工程燃燒的重點(diǎn)，要解決那些問(wèn)題？ 課堂練習(xí)、作業(yè)7/28/20224工程燃燒學(xué) 掌握重要的基本概念（能量轉(zhuǎn)化、燃燒、燃燒設(shè)備、燃燒條件）是學(xué)習(xí)本課程的重要基礎(chǔ)，緒論中講的基本概念很多，要讓學(xué)生深刻理解這些基本概念，除了列舉生活中大量的事例外，還要聯(lián)系實(shí)際，尤其采用多媒體教學(xué)，更形象更實(shí)際的讓學(xué)生

3、了解這方面的內(nèi)容。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)7/28/20225工程燃燒學(xué)工程燃燒概述 第一章能源利用能量與相互轉(zhuǎn)化1能源的利用27/28/20226工程燃燒學(xué)1、能量：能量的多樣性而且有質(zhì)的差別 多樣性：機(jī)械能（位能、動(dòng)能）、電能、化學(xué)能、熱能（溫度）、風(fēng)能（速度）、光能（強(qiáng)度）、聲能、核能、生物質(zhì)能。 7/28/20227工程燃燒學(xué)1、機(jī)械能動(dòng)能7/28/20228工程燃燒學(xué)7/28/20229工程燃燒學(xué)7/28/202210工程燃燒學(xué)7/28/202211工程燃燒學(xué)7/28/202212工程燃燒學(xué)7/28/202213工程燃燒學(xué)7/28/202214工程燃燒學(xué)7/28/202215工程燃燒學(xué)7/

4、28/202216工程燃燒學(xué)7/28/202217工程燃燒學(xué)7/28/202218工程燃燒學(xué)2、能量轉(zhuǎn)化過(guò)程各種能量在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，而且能量的數(shù)量不變能量守恒與轉(zhuǎn)化定律7/28/202219工程燃燒學(xué)2、能量轉(zhuǎn)化過(guò)程7/28/202220工程燃燒學(xué)核能太陽(yáng)能生物質(zhì)能（光合作用 ）礦物質(zhì)的（煤、油、天然氣）的化學(xué)能空氣密度變化空氣流動(dòng)風(fēng)能 水蒸氣升高空氣運(yùn)動(dòng)雨落下高位水流動(dòng)水力能加熱各種物質(zhì)（水）熱能半導(dǎo)體光電效應(yīng)電能（光電效應(yīng)）高溫高壓 地殼運(yùn)動(dòng)2.1自然界的能量變化過(guò)程問(wèn)題：臺(tái)風(fēng)的形成？煤田和油田的形成？7/28/202221工程燃燒學(xué)發(fā)電廠中，煤、油、天然氣的化學(xué)能煙氣的熱能工質(zhì)的

5、內(nèi)能工質(zhì)的動(dòng)能葉片的動(dòng)能電能燃燒空氣爐內(nèi)傳熱在爐內(nèi)流動(dòng)噴管沖擊葉輪電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī) 發(fā)光元件 發(fā)熱元件 發(fā)聲元件 電磁感應(yīng)機(jī)械能 光能 熱能 聲能 磁能2.2火力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程7/28/202222工程燃燒學(xué)7/28/202223工程燃燒學(xué)7/28/202224工程燃燒學(xué) 一次能源 自然界存在的不需要加工的能源不可再生能源：煤、石油、天然氣、核能 二次能源加工轉(zhuǎn)化而得直接于工農(nóng)業(yè)生活的能源 電能、熱能（蒸汽、熱水、冷氣）、煤氣、焦碳、石油制品、酒精、沼氣、壓縮空氣能源能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類(lèi)所需的光、熱、動(dòng)力等任一形式能量的載能體資源 可再生能源：水能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能

6、、地?zé)?/28/202225工程燃燒學(xué)能源的利用 將一次能源二次能源轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)生活直接所需要能源得過(guò)程。 熱能的利用燃料得化學(xué)能（煤、石油、天然氣）燃燒在爐內(nèi)、燃燒器中高溫?zé)煔獾臒崮?蒸汽（在能源利用中有極其重要的地位） 蒸汽 生產(chǎn)（蒸煮、加熱、干燥、漂洗、反應(yīng)、保溫）采暖通風(fēng)、制冷、生活用氣。 動(dòng)能機(jī)械能-電能 空氣7/28/202226工程燃燒學(xué)工程燃燒及其存在的主要問(wèn)題燃燒是一種復(fù)雜的物理化學(xué)工程，其本質(zhì)是燃料與氧化劑發(fā)生劇烈發(fā)光發(fā)熱反應(yīng)。 燃燒條件有足夠的溫度（達(dá)到著火溫度），有足夠的空氣和良好的混合，有足夠的時(shí)間和空間，及時(shí)輸入和排出燃燒產(chǎn)物。 燃料的燃燒過(guò)程：1、氣體燃料燃燒輸送混

7、合加熱著火傳播穩(wěn)定燃燒2、液體燃料燃燒輸送加熱霧化蒸發(fā)擴(kuò)散混合著火燃燒3、固體燃料燃燒擴(kuò)散吸附反應(yīng)解吸擴(kuò)散7/28/202227工程燃燒學(xué)1、可利用礦物質(zhì)的燃料資源有限（煤300年，油30年，天燃?xì)?0年）存在能源危機(jī)。 主要存在的問(wèn)題和解決方法 ： 解決方法有：大力開(kāi)發(fā)新的可再生能源（太陽(yáng)能，風(fēng)能，生物質(zhì)能，水能，地?zé)崮?）大力提倡節(jié)能，降低能耗，提高利用率。 2、能源利用率低（僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的1/2-1/3）以煤為主，燃燒技術(shù)落后，各種能量轉(zhuǎn)化和傳遞的熱工設(shè)備落后。 解決方法有：開(kāi)發(fā)各種高效清潔的燃燒技術(shù)，開(kāi)發(fā)高效的各種熱工傳質(zhì)設(shè)備（鍋爐、冷機(jī)、換熱器）。 7/28/202228工程燃燒學(xué)3

8、、生產(chǎn)的大量污染： 解決方法有：控制總量排放（總量保持不變）、達(dá)標(biāo)排放、采用高效的脫硫、脫硝和除塵設(shè)備。 4、存在各種安全隱患：氣體燃料開(kāi)采，輸送，儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程引起大火和災(zāi)難的后果、中毒；煤的開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生瓦斯爆炸，透水等惡性事故。 CO2排放，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，使地球氣候變暖； SO2排放酸雨，腐蝕金屬和硅酸鹽建材，危害動(dòng)植物的生長(zhǎng)和人類(lèi)的健康； NOx和各種粉塵惡化環(huán)境，危害人類(lèi)的健康。解決方法：加強(qiáng)安全教育、提高防范意識(shí)，提高安全技術(shù)措施，定期檢查和集中大檢查7/28/202229工程燃燒學(xué)工程燃燒的組織及利用過(guò)程燃料準(zhǔn)備 加壓空氣風(fēng)機(jī)、空預(yù)器燃燒器 燃燒室 加熱各種物料（金屬、建材、礦物質(zhì)）

9、直接利用加熱工質(zhì)；蒸汽汽輪機(jī)做功排放工藝過(guò)程（反應(yīng)加熱）排放；生活、采暖、制冷。煤的輸送、破碎、分離，輸入混合的油加壓加熱霧化，氣體燃料加壓、加熱、凈化 高溫?zé)煔?/28/202230工程燃燒學(xué)工程燃燒的組織及利用過(guò)程7/28/202231工程燃燒學(xué)7/28/202232工程燃燒學(xué)內(nèi)燃機(jī)和燃燒爐內(nèi)燃機(jī)1燃燒爐27/28/202233工程燃燒學(xué)結(jié)構(gòu)：活塞、汽缸、進(jìn)氣、進(jìn)油、排氣裝置1.活塞式內(nèi)燃機(jī)特點(diǎn)和應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率小、轉(zhuǎn)換過(guò)程快、廣泛應(yīng)用于各種交通運(yùn)輸機(jī)械（汽車(chē)、火車(chē)、輪船）工作原理：進(jìn)氣噴油、壓縮混合、爆炸做功、排氣四個(gè)過(guò)程7/28/202234工程燃燒學(xué)7/28/202235工程燃燒

10、學(xué)7/28/202236工程燃燒學(xué)7/28/202237工程燃燒學(xué)2.葉輪式汽輪機(jī)組結(jié)構(gòu)：壓縮機(jī)、燃燒室、葉輪機(jī)原理：壓縮空氣和燃料燃燒后的高溫高壓氣體進(jìn)入葉輪機(jī)械產(chǎn)生推動(dòng)力。特點(diǎn)：?jiǎn)挝还β鼠w積小、起動(dòng)快、用于飛機(jī)和調(diào)峰電站。 7/28/202238工程燃燒學(xué)7/28/202239工程燃燒學(xué)7/28/202240工程燃燒學(xué)7/28/202241工程燃燒學(xué)7/28/202242工程燃燒學(xué) 三大部件 三個(gè)工作過(guò)程 三大輔助系統(tǒng) 3.工業(yè)鍋爐7/28/202243工程燃燒學(xué)三大結(jié)構(gòu)：爐：煤斗、煤閘、爐排、爐墻、爐拱、給風(fēng)裝置、出渣板等鍋：鍋筒、集箱、下降管、上升管、導(dǎo)汽管、過(guò)熱器、省煤器安全附件：水

11、位計(jì)、安全閥、壓力表、報(bào)警器、主汽閥、排污閥、止回閥等三個(gè)工作過(guò)程： 燃料的燃燒過(guò)程 向水、汽的傳熱過(guò)程 水的加熱、汽化、過(guò)熱過(guò)程三大輔助系統(tǒng)： 燃料的加工和輸送系統(tǒng) 送引風(fēng)系統(tǒng)水的凈化、軟化、除氧和加壓系統(tǒng) 7/28/202244工程燃燒學(xué)7/28/202245工程燃燒學(xué)7/28/202246工程燃燒學(xué)7/28/202247工程燃燒學(xué)7/28/202248工程燃燒學(xué)（1）工業(yè)爐：加熱金屬或礦物質(zhì)進(jìn)行物理化學(xué)變化、鍛造、熱處理、鑄造、冶煉高爐。（2）工業(yè)窯：加熱各種硅酸鹽材料物化過(guò)程、硅瓦窯、石灰窯、水泥窯、玻璃陶瓷窯4.工 業(yè) 爐 窯7/28/202249工程燃燒學(xué)民用爐灶燃?xì)庠?、燃?xì)鉄崴?/p>

12、、燃?xì)馊∨?、煤油爐、汽化燈等 5.民 用 爐 灶7/28/202250工程燃燒學(xué)民用爐灶燃?xì)庠睢⑷細(xì)鉄崴?、燃?xì)馊∨?、煤油爐、汽化燈等 7/28/202251工程燃燒學(xué)燃燒裝置的基本要求1、燃燒室的基本要求：功能：高效快速完全環(huán)保地完成燃料的燃燒過(guò)程。7/28/202252工程燃燒學(xué)7/28/202253工程燃燒學(xué)1、燃燒室的基本要求：燃燒效率高完全燃燒程度，取決于燃料、燃燒方式、燃燒過(guò)程組織管理。燃燒強(qiáng)度大單位時(shí)間、空間、面積上的燃燒量，使燃燒空間小、耗材少。燃燒穩(wěn)定性好火焰正常著火、傳播、穩(wěn)定燃燒，不產(chǎn)生脫火、回火、超溫、沖墻等。燃燒污染少不產(chǎn)生SO2、NOx粉塵和碳黑，與燃料種類(lèi)、燃

13、燒方式、末部煙氣處理有關(guān)。 7/28/202254工程燃燒學(xué)2、燃燒器（1）基本結(jié)構(gòu)：燃料噴管、配風(fēng)器和點(diǎn)火器、燃頭四部分；（2）功能：完成燃料和空氣的混合，著火，穩(wěn)定燃燒 （3）種類(lèi)：氣體、液體（重油、柴油、渣油）煤粉、水煤漿燃燒器。 7/28/202255工程燃燒學(xué)7/28/202256工程燃燒學(xué)7/28/202257工程燃燒學(xué)7/28/202258工程燃燒學(xué)（4）燃燒器的基本要求種類(lèi)：氣體、液體（重油、柴油、渣油）煤粉、水煤漿燃燒器。 1）能夠?qū)崿F(xiàn)良好的混合（速差、相交、旋轉(zhuǎn)）對(duì)重油、油渣、煤灰、水煤漿尤為重要。2）點(diǎn)火容易，火焰穩(wěn)定（點(diǎn)火環(huán)多頭交叉，穩(wěn)焰罩）3）結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，安裝操

14、作方便 7/28/202259工程燃燒學(xué)當(dāng)前工程燃燒學(xué)研究的重點(diǎn)1、高效節(jié)能的燃燒方式和裝置解決能源利用低、循環(huán)流化燃燒方式，高壓旋風(fēng)燃燒。2、污染低安全性高的燃燒方式潔凈煤燃燒技術(shù)，水煤漿，煤的汽化和液化 3、設(shè)計(jì)各種不同用途的燃燒器高強(qiáng)度、大功率、超高溫、超低溫、超真空、低熱值燃料4、不同燃料的合理利用開(kāi)發(fā)燃燒低熱值、高灰分、高硫、高水分等復(fù)雜成分的各種劣質(zhì)燃料和廢棄物5、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)、事故處理、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、增加安全可靠性。7/28/202260工程燃燒學(xué)工程燃燒學(xué)的主要內(nèi)容1、燃料種類(lèi)、成分、理化性質(zhì)、燃燒特性、測(cè)試方法。2、燃燒計(jì)算空氣量、煙氣量、煙氣焓溫表、燃燒溫度3、燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)燃燒速度、燃燒反應(yīng)的機(jī)理和影響因素，強(qiáng)化燃燒的基本方法。4、預(yù)混氣體的燃燒著火、傳播、穩(wěn)定、穩(wěn)焰方法、特 點(diǎn)、組織、燃燒器的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用、設(shè)計(jì)等。5、氣體射流擴(kuò)散燃燒種類(lèi)、特點(diǎn)、混合方式、層流和湍流射流燃燒的特點(diǎn)，相互之間轉(zhuǎn)換過(guò)程、燃燒器的種類(lèi)、原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。7/28/202261工程燃燒學(xué)工程燃燒學(xué)的主要內(nèi)容6、液體燃料燃燒種類(lèi)、過(guò)程、霧化機(jī)理、因素、方法評(píng)估、液滴燃燒、液霧炬的燃燒特點(diǎn)、組織、燃燒器；7、固體燃料燃燒重要性、煤的燃燒過(guò)程、碳粒燃燒機(jī)理、速度、強(qiáng)化方法；燃燒方式、燃燒設(shè)備