1、 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第1頁 讓學生掌握能源的多樣性與相互轉化過程，讓學生掌握能源的多樣性與相互轉化過程，能源利用中燃燒的重要性，工程燃燒和能源利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題。了解氣、液、固燃料燃用中存在的主要問題。了解氣、液、固燃料燃燒的組織和過程，了解燃燒設備的一般要求、燒的組織和過程，了解燃燒設備的一般要求、今后燃燒學研究的重點。今后燃燒學研究的重點。教學目的與要求教學目的與要求緒緒 論論 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-

2、15工程燃燒學第2頁1、自然界太陽能轉化為各種能量形式和發電廠、自然界太陽能轉化為各種能量形式和發電廠中燃燒化學能轉化為電能的原理方法、設備。中燃燒化學能轉化為電能的原理方法、設備。2、能源利用、工程燃燒較為主要的問題以及解、能源利用、工程燃燒較為主要的問題以及解決這些問題的主要方法和途徑。決這些問題的主要方法和途徑。3、當前燃燒研究的重點是開發新的排放低污染，當前燃燒研究的重點是開發新的排放低污染，適應不同燃料的燃燒設備適應不同燃料的燃燒設備。 教學重點、難點：教學重點、難點： 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第3頁1、主

3、要是在課堂教學中提出問題，引起學生主要是在課堂教學中提出問題，引起學生的注意力，進行討論，達到良好的教學目的。的注意力，進行討論，達到良好的教學目的。2、對那些不注意課堂紀律的要重點提問，根對那些不注意課堂紀律的要重點提問，根據回答情況進行記錄。據回答情況進行記錄。教學方法及師生互動設計教學方法及師生互動設計 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第4頁1 1、例舉自然界和工程中能量轉換的實例、例舉自然界和工程中能量轉換的實例3 35 5個？個？2 2、燃燒和燃燒條件？熱能利用過程？、燃燒和燃燒條件？熱能利用過程？3 3、當前我國

4、能源利用及工程燃燒中帶來的主要問題？、當前我國能源利用及工程燃燒中帶來的主要問題？怎樣解決這些問題？怎樣解決這些問題？4 4、鍋爐的基本結構和工作原理？、鍋爐的基本結構和工作原理？5 5、燃燒室和燃燒器的基本要求？、燃燒室和燃燒器的基本要求？6 6、當前工程燃燒的重點，要解決那些問題？當前工程燃燒的重點，要解決那些問題？ 課堂練習、作業課堂練習、作業 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第5頁 掌握重要的基本概念（能量轉化、燃燒、掌握重要的基本概念（能量轉化、燃燒、燃燒設備、燃燒條件）是學習本課程的重要燃燒設備、燃燒條件）是學習

5、本課程的重要基礎，緒論中講的基本概念很多，要讓學生基礎，緒論中講的基本概念很多，要讓學生深刻理解這些基本概念，除了列舉生活中大深刻理解這些基本概念，除了列舉生活中大量的事例外，還要聯系實際，尤其采用多媒量的事例外，還要聯系實際，尤其采用多媒體教學，更形象更實際的讓學生了解這方面體教學，更形象更實際的讓學生了解這方面的內容。的內容。本次課教學內容小結本次課教學內容小結 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第6頁工程燃燒概述工程燃燒概述 第一章第一章能源利用能源利用能量與相互轉能量與相互轉化化1能源的利能源的利用用2 江蘇工業學院

6、Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第7頁能量的能量的多樣性多樣性而且有而且有質質的差別的差別 多樣性：多樣性：機械能（位能、動能）、電能、化學機械能（位能、動能）、電能、化學能、熱能（溫度）、風能（速度）、光能（強能、熱能（溫度）、風能（速度）、光能（強度）、聲能、核能、生物質能。度）、聲能、核能、生物質能。 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第8頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第9頁 江蘇工業學院

7、Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第10頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第11頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第12頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第13頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第14頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic

8、University2022-3-15工程燃燒學第15頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第16頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第17頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第18頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第19頁2、能量轉化過程、能量轉化過程各種能量在一定條件下可相互轉化，而且能量各種能量在一定條件下可相互

9、轉化，而且能量的數量不變的數量不變能量守恒與轉化定律能量守恒與轉化定律 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第20頁2、能能量量轉轉化化過過程程 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第21頁核能核能太陽能太陽能生物質能（光合作用生物質能（光合作用 ）礦物質的（煤、油、天然氣）的化學能礦物質的（煤、油、天然氣）的化學能空氣密度變化空氣密度變化空氣流動空氣流動風能風能 水蒸氣升高水蒸氣升高空氣運動空氣運動雨落下雨落下高位高位水流動水流動水力能水力能加熱各種物質（水）加

10、熱各種物質（水）熱能熱能半導體光電效應半導體光電效應電能（光電效應電能（光電效應）高溫高壓高溫高壓 地殼運動地殼運動2.1自然界的能量變化過程自然界的能量變化過程問題：臺風的形成？煤田和油田的形成？問題：臺風的形成？煤田和油田的形成？ 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第22頁發電廠中，煤、油、發電廠中，煤、油、天然氣的化學能天然氣的化學能煙氣的熱能煙氣的熱能工質的內能工質的內能工質的動能工質的動能葉片的動能葉片的動能電能電能燃燒燃燒空氣爐內空氣爐內傳熱傳熱在爐內在爐內流動流動噴管噴管沖擊沖擊葉輪葉輪電磁感應電磁感應發電機發電

11、機電動機電動機 發光元件發光元件 發熱元件發熱元件 發聲元件發聲元件 電磁感應電磁感應機械能機械能 光能光能 熱能熱能 聲能聲能 磁能磁能2.22.2火力發電廠的能量轉化過程火力發電廠的能量轉化過程 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第23頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第24頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第25頁 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

12、能源不可再生能源：煤、石油、天然氣煤、石油、天然氣、核能、核能 加工轉化加工轉化而得直接于工農業生活的能源而得直接于工農業生活的能源 電能、熱能（蒸汽、熱水、冷氣）、煤氣、焦碳、石油制電能、熱能（蒸汽、熱水、冷氣）、煤氣、焦碳、石油制品、酒精、沼氣、壓縮空氣品、酒精、沼氣、壓縮空氣能源能源能源是可以直接或經轉換能源是可以直接或經轉換提供提供人類所需的光、人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源熱、動力等任一形式能量的載能體資源 可再生能源可再生能源：水能、水能、太陽能、風能、生物質能太陽能、風能、生物質能 、地熱、地熱 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic Univer

13、sity2022-3-15工程燃燒學第26頁將一次能源二次能源轉化為生產生活直接所需要將一次能源二次能源轉化為生產生活直接所需要能源得過程。能源得過程。 燃料得化學能（煤、石油、天然氣）燃料得化學能（煤、石油、天然氣）燃燒燃燒在爐內、燃燒器中在爐內、燃燒器中高溫煙氣的熱能高溫煙氣的熱能 蒸汽（在能源利用中有極其重要的地位）蒸汽（在能源利用中有極其重要的地位） 蒸汽蒸汽 生產（蒸煮、加熱、干燥、漂洗、反應、保溫）生產（蒸煮、加熱、干燥、漂洗、反應、保溫）采暖通風、制冷、生活用氣。采暖通風、制冷、生活用氣。 動能動能機械能機械能-電能電能 空空氣氣 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechn

14、ic University2022-3-15工程燃燒學第27頁工程燃燒及其存在的主要問題工程燃燒及其存在的主要問題是一種復雜的物理化學工程，其本質是燃料與氧是一種復雜的物理化學工程，其本質是燃料與氧化劑發生劇烈發光發熱反應。化劑發生劇烈發光發熱反應。 有足夠的溫度（達到著火溫度），有足夠的溫度（達到著火溫度），有足有足夠的空氣和良好的混合，夠的空氣和良好的混合，有足夠的時間和空間，有足夠的時間和空間，及時及時輸入和排出燃燒產物。輸入和排出燃燒產物。 1 1、氣體燃料燃燒、氣體燃料燃燒輸送輸送混合混合加熱加熱著火著火傳播傳播穩穩定燃燒定燃燒2 2、液體燃料燃燒、液體燃料燃燒輸送輸送加熱加熱霧化霧

15、化蒸發蒸發擴散混合擴散混合著火燃燒著火燃燒3 3、固體燃料燃燒固體燃料燃燒擴散擴散吸附吸附反應反應解吸解吸擴散擴散 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第28頁1、（煤煤300年，油年，油30年，天燃氣年，天燃氣50年）存在能源危機。年）存在能源危機。 大力開發新的可再生能源（太陽能，風能，生物質大力開發新的可再生能源（太陽能，風能，生物質能，水能，地熱能能，水能，地熱能 ）大力提倡節能，降低能耗，提高利用率。）大力提倡節能，降低能耗，提高利用率。 （僅為發達國家的（僅為發達國家的1/2-1/3）以煤為主，燃燒技術落）以煤為主，

16、燃燒技術落后，各種能量轉化和傳遞的熱工設備落后。后，各種能量轉化和傳遞的熱工設備落后。 開發各種高效清潔的燃燒技術，開發高效的各種熱開發各種高效清潔的燃燒技術，開發高效的各種熱工傳質設備（鍋爐、冷機、換熱器）。工傳質設備（鍋爐、冷機、換熱器）。 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第29頁3、控制總量排放（總量保持不變）、達標排放、采控制總量排放（總量保持不變）、達標排放、采用高效的脫硫、脫硝和除塵設備。用高效的脫硫、脫硝和除塵設備。 4、氣體燃料開采，輸送，儲運過程氣體燃料開采，輸送，儲運過程引起大火和災難的后果、中毒；引起大

17、火和災難的后果、中毒；煤的開采過程中發生瓦斯爆炸，透煤的開采過程中發生瓦斯爆炸，透水等惡性事故。水等惡性事故。 COCO2 2排放，產生溫室效應，使地球氣候排放，產生溫室效應，使地球氣候變暖；變暖； SOSO2 2排放排放酸雨，腐蝕金屬和硅酸鹽酸雨，腐蝕金屬和硅酸鹽建材，危害動植物的生長和人類的健康；建材，危害動植物的生長和人類的健康； NOxNOx和各種粉塵和各種粉塵惡化環境，危害人惡化環境，危害人類的健康類的健康。加強安全教育、提高防范意識，提高安全技加強安全教育、提高防范意識，提高安全技術措施，定期檢查和集中大檢查術措施，定期檢查和集中大檢查 江蘇工業學院 Jiangsu Polytec

18、hnic University2022-3-15工程燃燒學第30頁工程燃燒的組織及利用過程工程燃燒的組織及利用過程燃料準備燃料準備 加壓空氣加壓空氣風機、空風機、空預器預器燃燒器燃燒器 燃燒室燃燒室 加熱各種物料加熱各種物料（金屬、建材、（金屬、建材、礦物質）礦物質） 直接利用直接利用加熱工質；加熱工質；蒸汽蒸汽汽輪機做功汽輪機做功排放排放工藝過程（反應加熱）工藝過程（反應加熱）排放；排放；生活、采暖、制冷。生活、采暖、制冷。 高溫煙氣高溫煙氣 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第31頁工程燃燒的組織及利用過程工程燃燒的組織及

19、利用過程 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第32頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第33頁內燃機和燃燒爐內燃機和燃燒爐內燃機內燃機1燃燒爐燃燒爐2 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第34頁圖1 內燃機和燃燒爐活塞、汽缸、進氣、進油、排氣裝置活塞、汽缸、進氣、進油、排氣裝置1.活塞式內燃機結構簡單、功率小、轉換過程快、廣泛應用于結構簡單、功率小、轉換過程快、廣泛應用于各種交通運輸機械（汽

20、車、火車、輪船）各種交通運輸機械（汽車、火車、輪船）進氣噴油、壓縮混合、爆炸做功、排氣四個過程進氣噴油、壓縮混合、爆炸做功、排氣四個過程 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第35頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第36頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第37頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第38頁廢汽CB圖2 內

21、燃機和燃燒爐2.葉輪式汽輪機組壓縮機、燃燒室、葉輪機壓縮機、燃燒室、葉輪機壓縮空氣和燃料燃燒后的高溫高壓氣體進入葉壓縮空氣和燃料燃燒后的高溫高壓氣體進入葉輪機械產生推動力。輪機械產生推動力。單位功率體積小、起動快、用于飛機和調峰電站。單位功率體積小、起動快、用于飛機和調峰電站。 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第39頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第40頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程

22、燃燒學第41頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第42頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第43頁給水高壓蒸汽燃料爐渣加壓加熱空氣除塵脫硫低溫煙氣鍋(蒸發)傳熱(輻射對流)高溫煙氣爐(燃燒)圖3 鍋爐工作流程 3.工業鍋爐 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第44頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第45頁 江蘇工業學院

23、 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第46頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第47頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第48頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第49頁加熱金屬或礦物質進行物理化學變化、加熱金屬或礦物質進行物理化學變化、鍛造、熱處理、鑄造、冶煉高爐。鍛造、熱處理、鑄造、冶煉高爐。加熱各種硅酸鹽材料物化過程、硅瓦加熱各

24、種硅酸鹽材料物化過程、硅瓦窯、石灰窯、水泥窯、玻璃陶瓷窯窯、石灰窯、水泥窯、玻璃陶瓷窯4.工工 業業 爐爐 窯窯 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第50頁燃氣灶、燃氣熱水器、燃氣取暖器、煤油爐、汽化燈等 5.民民 用用 爐爐 灶灶 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第51頁燃氣灶、燃氣熱水器、燃氣取暖器、煤油爐、汽化燈等 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第52頁燃燒裝置的基本要求燃燒裝置的

25、基本要求1、燃燒室的基本要求：燃燒室的基本要求：功能功能：高效快速完全環保地完成：高效快速完全環保地完成燃料的燃燒過程。燃料的燃燒過程。 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第53頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第54頁1、燃燒室的基本要求：燃燒室的基本要求：完全燃燒程度，取決于燃料、燃燒方式、完全燃燒程度，取決于燃料、燃燒方式、燃燒過程組織管理。燃燒過程組織管理。單位時間、空間、面積上的燃燒量，單位時間、空間、面積上的燃燒量，使燃燒空間小、耗材少。使燃燒

26、空間小、耗材少。火焰正常著火、傳播、穩定燃火焰正常著火、傳播、穩定燃燒，不產生脫火、回火、超溫、沖墻等。燒，不產生脫火、回火、超溫、沖墻等。不產生不產生SOSO2 2、NOxNOx粉塵和碳黑，與燃料種粉塵和碳黑，與燃料種類、燃燒方式、末部煙氣處理有關類、燃燒方式、末部煙氣處理有關。 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第55頁2 2、燃燒器、燃燒器燃料噴管、配風器和點火器、燃頭四部燃料噴管、配風器和點火器、燃頭四部分分；完成燃料和空氣的混合，著火，穩定燃完成燃料和空氣的混合，著火，穩定燃燒燒 、液體（重油、柴油、渣油）煤粉、水、

27、液體（重油、柴油、渣油）煤粉、水煤漿燃燒器。煤漿燃燒器。 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第56頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第57頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第58頁 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第59頁（4）燃燒器的基本要求）燃燒器的基本要求、液體（重油、柴油、渣油）煤粉、水煤漿、液體（重油、柴油

28、、渣油）煤粉、水煤漿燃燒器。燃燒器。 1 1）能夠實現良好的混合（速差、相交、旋轉）對重油、）能夠實現良好的混合（速差、相交、旋轉）對重油、油渣、煤灰、水煤漿尤為重要。油渣、煤灰、水煤漿尤為重要。2 2）點火容易，火焰穩定（點火環多頭交叉，穩焰罩）點火容易，火焰穩定（點火環多頭交叉，穩焰罩）3 3）結構緊湊，重量輕，安裝操作方便）結構緊湊，重量輕，安裝操作方便 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第60頁當前工程燃燒學研究的重點當前工程燃燒學研究的重點1、解決能源利用低、解決能源利用低、循環流化燃燒方式，高壓旋風燃燒。循環流化燃

29、燒方式，高壓旋風燃燒。2 2、潔凈煤燃燒技術，水潔凈煤燃燒技術，水煤漿，煤的汽化和液化煤漿，煤的汽化和液化 3 3、高強度、大功率、超高強度、大功率、超高溫、超低溫、超真空、低熱值燃料高溫、超低溫、超真空、低熱值燃料4 4、開發燃燒低熱值、高灰分、開發燃燒低熱值、高灰分、高硫、高水分等復雜成分的各種劣質燃料和廢棄物高硫、高水分等復雜成分的各種劣質燃料和廢棄物5 5、自動控制、監測、事故自動控制、監測、事故處理、降低勞動強度、增加安全可靠性。處理、降低勞動強度、增加安全可靠性。 江蘇工業學院 Jiangsu Polytechnic University2022-3-15工程燃燒學第61頁工程燃燒學的主要內容工程燃燒學的主要內容1、種類、成分、理化性質、燃燒特性、測試方法。種類、成分、理化性質、燃燒特性、測試方法。