第二节 燃料的发热量
对于固体和液体燃料来说,1kg燃料完全燃烧时放出的热量称为发热量(发热值),发热量分为高位发热量与低位发热量两种。在谷物干燥中,由于燃烧中的水蒸气只是在燃料中原有的水变成蒸汽时才吸热,燃料中的氢变成水蒸气时不需要吸热而是放热,所以接近于燃料真正放出的全部热量,故一般在热平衡计算时采用高位发热量。在工业锅炉的计算中则惯用低位发热量。
对于气体燃料而言,一般以1m3(标态)的燃料完全燃烧时放出的热量为发热量(发热值),也有高位发热量与低位发热量之分。在谷物直接干燥中,为使炉气的状态参数也能在焓湿图(L-d)上表示,常将1m3(标态)为基准的发热量改为1kg干气体燃料为基准的发热量,其换算方法如下。
一、固体和液体燃料的发热量
固体和液体燃料可按下列公式估算其高位发热量(kJ/kg):
(2-12)
式中,Cy、Hy、Oy、Sy为燃料各成分的质量分数;各成分系数为该成分(10g)在燃烧中放出或吸收的热量。
高位发热量(kJ/kg)减去燃烧产物中水的汽化潜热,即为低位发热量,即:
(2-13)
式中,2511为水蒸气的汽化潜热,kJ/kg;9为1kg的氢燃烧后所生成的水蒸气的质量,为9kg;Cy、Hy、Oy、Sy、Wy为燃烧各成分的质量分数。
在表示固体燃料煤的发热量时,由于不同煤种的发热量差别很大,为了方便比较,常把应用基低位发热量=29300kJ/kg的煤称为标准煤。
二、气体燃料的发热量
气体燃料的发热量,可按元素分析的结果用下列公式计算其应用基低位发热量(kJ/m3)。
(2-14)
式中 ri——可燃气体各对应成分的体积分数;
——可燃气体对应成分的低位发热量,其值见表2-4,kJ/m3。
1kg气体燃料的发热量可按下列公式推算:
(2-15)
而
式中 μi——可燃气体某一成分的相对分子量;
gi——可燃气体各对应成分的质量分数,一般gi不给出,需进行换算。
因此
(2-16)
式中 22.4——温度为0℃和一个标准大气压条件下,可燃气体的体积,m3;
——每千克干基可燃气体的低位发热量,kJ/kg可燃气。
可燃气体的高位发热值可按下列公式计算:
(2-17)
式中 ——1kg可燃气体完全燃烧时在燃烧产物中的水蒸气质量,kJ/kg可燃气,其值为:
式中 m,n——可燃气体成分。
上述对燃料发热量的计算属于估算,与实验室测量值可能存在一定的误差。