燃烧学第一章讲解课件.ppt

1、 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第1页 让学生掌握能源的多样性与相互转化过程，让学生掌握能源的多样性与相互转化过程，能源利用中燃烧的重要性，工程燃烧和能源利能源利用中燃烧的重要性，工程燃烧和能源利用中存在的主要问题。了解气、液、固燃料燃用中存在的主要问题。了解气、液、固燃料燃烧的组织和过程，了解燃烧设备的一般要求、烧的组织和过程，了解燃烧设备的一般要求、今后燃烧学研究的重点。今后燃烧学研究的重点。教学目的与要求教学目的与要求绪绪 论论 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-

2、28工程燃烧学第2页1、自然界太阳能转化为各种能量形式和发电厂、自然界太阳能转化为各种能量形式和发电厂中燃烧化学能转化为电能的原理方法、设备。中燃烧化学能转化为电能的原理方法、设备。2、能源利用、工程燃烧较为主要的问题以及解、能源利用、工程燃烧较为主要的问题以及解决这些问题的主要方法和途径。决这些问题的主要方法和途径。3、当前燃烧研究的重点是开发新的排放低污染，当前燃烧研究的重点是开发新的排放低污染，适应不同燃料的燃烧设备适应不同燃料的燃烧设备。教学重点、难点：教学重点、难点：江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第3页1、主要是

3、在课堂教学中提出问题，引起学生主要是在课堂教学中提出问题，引起学生的注意力，进行讨论，达到良好的教学目的。的注意力，进行讨论，达到良好的教学目的。2、对那些不注意课堂纪律的要重点提问，根对那些不注意课堂纪律的要重点提问，根据回答情况进行记录。据回答情况进行记录。教学方法及师生互动设计教学方法及师生互动设计 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第4页1 1、例举自然界和工程中能量转换的实例、例举自然界和工程中能量转换的实例3 35 5个？个？2 2、燃烧和燃烧条件？热能利用过程？、燃烧和燃烧条件？热能利用过程？3 3、当前我国能源

4、利用及工程燃烧中带来的主要问题？、当前我国能源利用及工程燃烧中带来的主要问题？怎样解决这些问题？怎样解决这些问题？4 4、锅炉的基本结构和工作原理？、锅炉的基本结构和工作原理？5 5、燃烧室和燃烧器的基本要求？、燃烧室和燃烧器的基本要求？6 6、当前工程燃烧的重点，要解决那些问题？当前工程燃烧的重点，要解决那些问题？课堂练习、作业课堂练习、作业 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第5页 掌握重要的基本概念（能量转化、燃烧、掌握重要的基本概念（能量转化、燃烧、燃烧设备、燃烧条件）是学习本课程的重要燃烧设备、燃烧条件）是学习本课程

5、的重要基础，绪论中讲的基本概念很多，要让学生基础，绪论中讲的基本概念很多，要让学生深刻理解这些基本概念，除了列举生活中大深刻理解这些基本概念，除了列举生活中大量的事例外，还要联系实际，尤其采用多媒量的事例外，还要联系实际，尤其采用多媒体教学，更形象更实际的让学生了解这方面体教学，更形象更实际的让学生了解这方面的内容。的内容。本次课教学内容小结本次课教学内容小结 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第6页工程燃烧概述工程燃烧概述 第一章第一章能源利用能源利用能量与相互转能量与相互转化化1能源的利能源的利用用2 江苏工业学院 Jia

6、ngsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第7页能量的能量的多样性多样性而且有而且有质质的差别的差别 多样性：多样性：机械能（位能、动能）、电能、化学机械能（位能、动能）、电能、化学能、热能（温度）、风能（速度）、光能（强能、热能（温度）、风能（速度）、光能（强度）、声能、核能、生物质能。度）、声能、核能、生物质能。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第8页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第9页 江苏工业学院 Jian

7、gsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第10页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第11页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第12页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第13页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第14页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic Univ

8、ersity2023-1-28工程燃烧学第15页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第16页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第17页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第18页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第19页2、能量转化过程、能量转化过程各种能量在一定条件下可相互转化，而且能量各种能量在一定条件下可相互转化，而

9、且能量的数量不变的数量不变能量守恒与转化定律能量守恒与转化定律 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第20页2、能能量量转转化化过过程程 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第21页核能核能太阳能太阳能生物质能（光合作用生物质能（光合作用 ）矿物质的（煤、油、天然气）的化学能矿物质的（煤、油、天然气）的化学能空气密度变化空气密度变化空气流动空气流动风能风能 水蒸气升高水蒸气升高空气运动空气运动雨落下雨落下高位高位水流动水流动水力能水力能加热各种物质（水）加热各种物

10、质（水）热能热能半导体光电效应半导体光电效应电能（光电效应电能（光电效应）高温高压高温高压 地壳运动地壳运动2.1自然界的能量变化过程自然界的能量变化过程问题：台风的形成？煤田和油田的形成？问题：台风的形成？煤田和油田的形成？江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第22页发电厂中，煤、油、发电厂中，煤、油、天然气的化学能天然气的化学能烟气的热能烟气的热能工质的内能工质的内能工质的动能工质的动能叶片的动能叶片的动能电能电能燃烧燃烧空气炉内空气炉内传热传热在炉内在炉内流动流动喷管喷管冲击冲击叶轮叶轮电磁感应电磁感应发电机发电机电动机电

11、动机 发光元件发光元件 发热元件发热元件 发声元件发声元件 电磁感应电磁感应机械能机械能 光能光能 热能热能 声能声能 磁能磁能2.22.2火力发电厂的能量转化过程火力发电厂的能量转化过程 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第23页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第24页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第25页 自然界存在自然界存在的不需要加工的能源的不需要加工的能源不可再生能源不可再

12、生能源：煤、石油、天然气煤、石油、天然气、核能、核能 加工转化加工转化而得直接于工农业生活的能源而得直接于工农业生活的能源 电能、热能（蒸汽、热水、冷气）、煤气、焦碳、石油制电能、热能（蒸汽、热水、冷气）、煤气、焦碳、石油制品、酒精、沼气、压缩空气品、酒精、沼气、压缩空气能源能源能源是可以直接或经转换能源是可以直接或经转换提供提供人类所需的光、人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源热、动力等任一形式能量的载能体资源 可再生能源可再生能源：水能、水能、太阳能、风能、生物质能太阳能、风能、生物质能 、地热、地热 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2

13、023-1-28工程燃烧学第26页将一次能源二次能源转化为生产生活直接所需要将一次能源二次能源转化为生产生活直接所需要能源得过程。能源得过程。燃料得化学能（煤、石油、天然气）燃料得化学能（煤、石油、天然气）燃烧燃烧在炉内、燃烧器中在炉内、燃烧器中高温烟气的热能高温烟气的热能 蒸汽（在能源利用中有极其重要的地位）蒸汽（在能源利用中有极其重要的地位）蒸汽蒸汽 生产（蒸煮、加热、干燥、漂洗、反应、保温）生产（蒸煮、加热、干燥、漂洗、反应、保温）采暖通风、制冷、生活用气。采暖通风、制冷、生活用气。动能动能机械能机械能-电能电能 空空气气 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic Unive

14、rsity2023-1-28工程燃烧学第27页工程燃烧及其存在的主要问题工程燃烧及其存在的主要问题是一种复杂的物理化学工程，其本质是燃料与氧是一种复杂的物理化学工程，其本质是燃料与氧化剂发生剧烈发光发热反应。化剂发生剧烈发光发热反应。有足够的温度（达到着火温度），有足够的温度（达到着火温度），有足有足够的空气和良好的混合，够的空气和良好的混合，有足够的时间和空间，有足够的时间和空间，及时及时输入和排出燃烧产物。输入和排出燃烧产物。1 1、气体燃料燃烧、气体燃料燃烧输送输送混合混合加热加热着火着火传播传播稳稳定燃烧定燃烧2 2、液体燃料燃烧、液体燃料燃烧输送输送加热加热雾化雾化蒸发蒸发扩散混合扩

15、散混合着火燃烧着火燃烧3 3、固体燃料燃烧固体燃料燃烧扩散扩散吸附吸附反应反应解吸解吸扩散扩散 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第28页1、（煤煤300年，油年，油30年，天燃气年，天燃气50年）存在能源危机。年）存在能源危机。大力开发新的可再生能源（太阳能，风能，生物质大力开发新的可再生能源（太阳能，风能，生物质能，水能，地热能能，水能，地热能）大力提倡节能，降低能耗，提高利用率。）大力提倡节能，降低能耗，提高利用率。（仅为发达国家的（仅为发达国家的1/2-1/3）以煤为主，燃烧技术落）以煤为主，燃烧技术落后，各种能量转化

16、和传递的热工设备落后。后，各种能量转化和传递的热工设备落后。开发各种高效清洁的燃烧技术，开发高效的各种热开发各种高效清洁的燃烧技术，开发高效的各种热工传质设备（锅炉、冷机、换热器）。工传质设备（锅炉、冷机、换热器）。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第29页3、控制总量排放（总量保持不变）、达标排放、采控制总量排放（总量保持不变）、达标排放、采用高效的脱硫、脱硝和除尘设备。用高效的脱硫、脱硝和除尘设备。4、气体燃料开采，输送，储运过程气体燃料开采，输送，储运过程引起大火和灾难的后果、中毒；引起大火和灾难的后果、中毒；煤的开采过

17、程中发生瓦斯爆炸，透煤的开采过程中发生瓦斯爆炸，透水等恶性事故。水等恶性事故。COCO2 2排放，产生温室效应，使地球气候排放，产生温室效应，使地球气候变暖；变暖；SOSO2 2排放排放酸雨，腐蚀金属和硅酸盐酸雨，腐蚀金属和硅酸盐建材，危害动植物的生长和人类的健康；建材，危害动植物的生长和人类的健康；NOxNOx和各种粉尘和各种粉尘恶化环境，危害人恶化环境，危害人类的健康类的健康。加强安全教育、提高防范意识，提高安全技加强安全教育、提高防范意识，提高安全技术措施，定期检查和集中大检查术措施，定期检查和集中大检查 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023

18、-1-28工程燃烧学第30页工程燃烧的组织及利用过程工程燃烧的组织及利用过程燃料准备燃料准备 加压空气加压空气风机、空风机、空预器预器燃烧器燃烧器 燃烧室燃烧室 加热各种物料加热各种物料（金属、建材、（金属、建材、矿物质）矿物质）直接利用直接利用加热工质；加热工质；蒸汽蒸汽汽轮机做功汽轮机做功排放排放工艺过程（反应加热）工艺过程（反应加热）排放；排放；生活、采暖、制冷。生活、采暖、制冷。高温烟气高温烟气 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第31页工程燃烧的组织及利用过程工程燃烧的组织及利用过程 江苏工业学院 Jiangsu P

19、olytechnic University2023-1-28工程燃烧学第32页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第33页内燃机和燃烧炉内燃机和燃烧炉内燃机内燃机1燃烧炉燃烧炉2 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第34页图1 内燃机和燃烧炉活塞、汽缸、进气、进油、排气装置活塞、汽缸、进气、进油、排气装置1.活塞式内燃机结构简单、功率小、转换过程快、广泛应用于结构简单、功率小、转换过程快、广泛应用于各种交通运输机械（汽车、火车、轮船）各种交通运输机械（汽车、火

20、车、轮船）进气喷油、压缩混合、爆炸做功、排气四个过程进气喷油、压缩混合、爆炸做功、排气四个过程 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第35页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第36页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第37页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第38页废汽CB图2 内燃机和燃烧炉2.叶轮式汽轮机组压缩机、燃烧

21、室、叶轮机压缩机、燃烧室、叶轮机压缩空气和燃料燃烧后的高温高压气体进入叶压缩空气和燃料燃烧后的高温高压气体进入叶轮机械产生推动力。轮机械产生推动力。单位功率体积小、起动快、用于飞机和调峰电站。单位功率体积小、起动快、用于飞机和调峰电站。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第39页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第40页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第41页 江苏工业学院 Jiangsu

22、 Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第42页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第43页给水高压蒸汽燃料炉渣加压加热空气除尘脱硫低温烟气锅(蒸发)传热(辐射对流)高温烟气炉(燃烧)图3 锅炉工作流程 3.工业锅炉 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第44页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第45页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic U

23、niversity2023-1-28工程燃烧学第46页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第47页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第48页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第49页加热金属或矿物质进行物理化学变化、加热金属或矿物质进行物理化学变化、锻造、热处理、铸造、冶炼高炉。锻造、热处理、铸造、冶炼高炉。加热各种硅酸盐材料物化过程、硅瓦加热各种硅酸盐材料物化过程、硅瓦窑、石灰窑、水泥窑

24、、玻璃陶瓷窑窑、石灰窑、水泥窑、玻璃陶瓷窑4.工工 业业 炉炉 窑窑 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第50页燃气灶、燃气热水器、燃气取暖器、煤油炉、汽化灯等 5.民民 用用 炉炉 灶灶 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第51页燃气灶、燃气热水器、燃气取暖器、煤油炉、汽化灯等 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第52页燃烧装置的基本要求燃烧装置的基本要求1、燃烧室的基本要求：燃烧室的基本要

25、求：功能功能：高效快速完全环保地完成：高效快速完全环保地完成燃料的燃烧过程。燃料的燃烧过程。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第53页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第54页1、燃烧室的基本要求：燃烧室的基本要求：完全燃烧程度，取决于燃料、燃烧方式、完全燃烧程度，取决于燃料、燃烧方式、燃烧过程组织管理。燃烧过程组织管理。单位时间、空间、面积上的燃烧量，单位时间、空间、面积上的燃烧量，使燃烧空间小、耗材少。使燃烧空间小、耗材少。火焰正常着火、传播、稳定燃火焰

26、正常着火、传播、稳定燃烧，不产生脱火、回火、超温、冲墙等。烧，不产生脱火、回火、超温、冲墙等。不产生不产生SOSO2 2、NOxNOx粉尘和碳黑，与燃料种粉尘和碳黑，与燃料种类、燃烧方式、末部烟气处理有关类、燃烧方式、末部烟气处理有关。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第55页2 2、燃烧器、燃烧器燃料喷管、配风器和点火器、燃头四部燃料喷管、配风器和点火器、燃头四部分分；完成燃料和空气的混合，着火，稳定燃完成燃料和空气的混合，着火，稳定燃烧烧 、液体（重油、柴油、渣油）煤粉、水、液体（重油、柴油、渣油）煤粉、水煤浆燃烧器。煤浆

27、燃烧器。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第56页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第57页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第58页 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第59页（4）燃烧器的基本要求）燃烧器的基本要求、液体（重油、柴油、渣油）煤粉、水煤浆、液体（重油、柴油、渣油）煤粉、水煤浆燃烧器。燃烧器。1 1）能够实

28、现良好的混合（速差、相交、旋转）对重油、）能够实现良好的混合（速差、相交、旋转）对重油、油渣、煤灰、水煤浆尤为重要。油渣、煤灰、水煤浆尤为重要。2 2）点火容易，火焰稳定（点火环多头交叉，稳焰罩）点火容易，火焰稳定（点火环多头交叉，稳焰罩）3 3）结构紧凑，重量轻，安装操作方便）结构紧凑，重量轻，安装操作方便 江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第60页当前工程燃烧学研究的重点当前工程燃烧学研究的重点1、解决能源利用低、解决能源利用低、循环流化燃烧方式，高压旋风燃烧。循环流化燃烧方式，高压旋风燃烧。2 2、洁净煤燃烧技术，水洁净

29、煤燃烧技术，水煤浆，煤的汽化和液化煤浆，煤的汽化和液化 3 3、高强度、大功率、超高强度、大功率、超高温、超低温、超真空、低热值燃料高温、超低温、超真空、低热值燃料4 4、开发燃烧低热值、高灰分、开发燃烧低热值、高灰分、高硫、高水分等复杂成分的各种劣质燃料和废弃物高硫、高水分等复杂成分的各种劣质燃料和废弃物5 5、自动控制、监测、事故自动控制、监测、事故处理、降低劳动强度、增加安全可靠性。处理、降低劳动强度、增加安全可靠性。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第61页工程燃烧学的主要内容工程燃烧学的主要内容1、种类、成分、理化性

30、质、燃烧特性、测试方法。种类、成分、理化性质、燃烧特性、测试方法。2、空气量、烟气量、烟气焓温表、燃烧温度空气量、烟气量、烟气焓温表、燃烧温度3、燃烧速度、燃烧速度、燃烧反应的机理和影响燃烧反应的机理和影响因素，强化燃烧的基本方法。因素，强化燃烧的基本方法。4、着火、传播、稳定、稳焰方法、特着火、传播、稳定、稳焰方法、特 点、组织、燃烧器的种类、结构、特点和应用、设计等。点、组织、燃烧器的种类、结构、特点和应用、设计等。5、种类、特点、混合方式、层流和种类、特点、混合方式、层流和湍流射流燃烧的特点，相互之间转换过程、燃烧器的种湍流射流燃烧的特点，相互之间转换过程、燃烧器的种类、原理、结构、特点

31、和应用场合。类、原理、结构、特点和应用场合。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第62页工程燃烧学的主要内容工程燃烧学的主要内容6、液体液体种类、过程、雾化机理、因素、方法种类、过程、雾化机理、因素、方法评估、液滴燃烧、液雾炬的燃烧特点、组织、燃烧器；评估、液滴燃烧、液雾炬的燃烧特点、组织、燃烧器；7、重要性、煤的燃烧过程、碳粒燃烧机重要性、煤的燃烧过程、碳粒燃烧机理、速度、强化方法；燃烧方式、燃烧设备的种类、特理、速度、强化方法；燃烧方式、燃烧设备的种类、特点、原理、结构、特点和应用。点、原理、结构、特点和应用。8、种类、产生

32、的机理、降低和消种类、产生的机理、降低和消除的方法、除尘器和脱硫脱氮装置的种类、原理、结构、除的方法、除尘器和脱硫脱氮装置的种类、原理、结构、特点和应用。特点和应用。江苏工业学院 Jiangsu Polytechnic University2023-1-28工程燃烧学第63页1 1、例举自然界和工程中能量转换的实例、例举自然界和工程中能量转换的实例3 35 5个？个？2 2、燃烧和燃烧条件？热能利用过程？、燃烧和燃烧条件？热能利用过程？3 3、当前我国能源利用及工程燃烧中带来的主要问题？、当前我国能源利用及工程燃烧中带来的主要问题？怎样解决这些问题？怎样解决这些问题？4 4、锅炉的基本结构和工作原理？、锅炉的基本结构和工作原理？5 5、燃烧室和燃烧器的基本要求？、燃烧室和燃烧器的基本要求？6 6、当前工程燃烧的重点，要解决那些问题？当前工程燃烧的重点，要解决那些问题？课堂练习、作业课堂练习、作业