燃料燃烧 — 热值与化学计量

概述

燃料的热值（发热值）量化完全燃烧过程中每单位质量释放的能量。存在两种标准度量：

• 高热值 (HHV) — 也称为总热值，包括将燃烧产物中的水蒸气冷凝回液态所回收的潜热。
• 低热值 (LHV) — 也称为净热值，假定水在废气中保持蒸气状态；这对于大多数实际燃烧设备是更相关的数值。

HHV 和 LHV 之间的差异取决于燃料的氢含量，因为氢燃烧会产生水。富含氢的燃料（如天然气）在 HHV 和 LHV 之间显示出最大的差距。

关键公式

烃类燃料的高热值和低热值之间的关系可以通过氢的质量分数估算：

$$LHV = HHV - h_{fg} \times \frac{9 \, w_H}{100}$$

其中 $h_{fg}$ 为 25 °C 下水的汽化潜热（约 2.442 MJ/kg），$w_H$ 为燃料中氢的质量百分比，系数 9 来自每单位质量氢燃烧产生水的化学计量比。

变量

燃料热值

HHV 比较

还原的原始源表

以下表格还原自原始来源页面，以保留完整的参考数据。

Gaseous Fuels - Higher and lower calorific values (heating values)

液态燃料 — 高和低热值（发热值）

固态燃料 — 高和低热值（发热值）

工程要点

单位换算器

• Reference conditions — All tabulated values are at 25 °C and 1 atm. Heating values shift slightly with pressure and temperature; fuel gas standards (e.g., ISO 6976) specify exact correction procedures.
• 含水量 — 木材和煤等固体燃料的水分和灰分差异很大。 values shown assume reasonably dry, representative samples. Always use as-received or as-fired values for real equipment sizing.
• 氢效应 — HHV 与 LHV 的差距随氢含量增大。对于天然气（约 25% H₂ by mass), the difference is about 10 %. For coal (~4 % H₂), the difference is only 3–4 %.
• 燃烧效率 — 冷凝锅炉可以回收部分潜热，使ging effective efficiency closer to the HHV basis. Standard (non-condensing) appliances are rated on an LHV basis in many markets.
• 单位换算 — 1 Btu/lb ≈ 2.326 kJ/kg。在美国实践中，热值通常表示orted in BTU/lb or BTU/ft³; metric data uses MJ/kg or kJ/m³.

参考资料

• Engineering Toolbox — Fuels and Combustion