Как найти объем продуктов сгорания газа

С целью упрощения
расчёта все горючие вещества разделены
на три типа: индивидуальные, сложные,
смеси горючих газов (табл. 1.2.1).

Таблица 1.2.1

Тип горючего
вещества

Расчетные
формулы

Размерность

Индивидуальное
вещество

(1.2.1)

(1.2.2)

Вещество сложного
состава

(1.2.3)

(1.2.4)

(1.2.5)

(1.2.6)

Смесь
газов

(1.2.7)

(1.2.8)

Здесь
-теоретический
объём продуктов горения;-количествоi-го
продукта горения в уравнении реакции,
кмоль;
-количество
горючего, кмоль;-объём
1 кмоля газа;-молекулярная
масса горючего;-объёмi-го
продукта реакции; C,
H,
S,
O,
N
–содержание соответствующих элементов
(углерода, водорода, серы, кислорода и
азота) в горючем веществе, % вес;
-содержаниеi-го
горючего компонента в газовой смеси,
%об.;

содержаниеi-го
негорючего компонента в составе газовой
смеси, % об.

Практический
(полный) объём продуктов горения состоит
из теоретического объёма продуктов
горения и избытка воздуха

(1.2.9)

или

(1.2.10)

Состав продуктов
горения, т.е. содержание i-го
компонента определяется по формуле

(1.2.11)

где — содержаниеI
— го компонента в продуктах сгорания, %
об.;

— объём I
— го компонента, м3,
кмоль;

— полный объём
продуктов горения, м3,
кмоль.

При горении в
избытке воздуха в продуктах горения
содержится кислород и азот

(1.2.12)

(1.2.13)

где -теоретический
объём азота в продуктах горения, м3,
кмоль.

(1.2.14)

Примеры

Пример 1. Какое
количество продуктов горения выделится
при сгорании 1м3
ацетилена в воздухе, если температура
горения составила 1450 К.

Решение.

Горючее-индивидуальное
химическое соединение (формула 1.2.1).
Запишем уравнение химической реакции
горения

C2H2+O2+N2=2CO2+H2O+N2

Объём продуктов
горения при нормальных условиях

м33

Объём продуктов
горения при 1450 К

м33

Пример 2. Определить
объём продуктов горения при сгорании
1 кг фенола, если температура горения
1200 К, давление 95000 Па, коэффициент избытка
воздуха 1,5.

Решение.

Горючее-индивидуальное
химическое соединение(формула 1.2.2).
Запишем уравнение химической реакции
горения

C6H5OH+O2+N2=6CO2+3H2O+N2

Молекулярная масса
горючего 98.

Теоретический
объём продуктов горения при нормальных
условиях

м3/кг

Практический объём
воздуха при нормальных условиях

м3/кг

Объём продуктов
горения при заданных условиях

м33

Пример 3. Определить
объём продуктов горения при сгорании
1 кг органической массы состава: С-55%,
О-13%, Н-5%, S-7%,
N-3%,
W
17%, если температура горения 1170 К,
коэффициент избытка воздуха – 1.3.

Решение.

Горючее вещество
сложного состава (формулы 1.2.3 — 1.2.6).
Теоретический состав продуктов горения
при нормальных условиях

м3/кг

м3/кг

м3/кг

м3/кг

Полный теоретический
объём продуктов горения при нормальных
условиях

=1+0,8+0,05+4,7=6,55
м3/кг

Практический объём
продуктов горения при нормальных
условиях

=6,55+0,269(1,3-1)=6,55+1,8=8,35
м3/кг

Практический объём
продуктов горения при температуре
горения

=м3/кг.

Пример 4. Рассчитать
объём продуктов горения при сгорании
3
газовой смеси, состоящей из С3Н6-70%,
С3Н8-10%,
СО2-5%,
О2-15%,
если температура горения 1300 К, коэффициент
избытка воздуха – 2,8. Температура
окружающей среды 293 К.

Решение.

Горючее — смесь
газов (формула 1.2.7).

Объём продуктов
горения определяется по формуле (1.2.8)

м33

м33

Так как газовая
смесь содержит в составе кислород, он
будет окислять часть горючих компонентов,
следовательно, понизится расход воздуха
(формула 1.1.5).

В этом случае
теоретический объём азота удобнее
определять по формуле (1.2.14)

м33

Теоретический
объём продуктов горения

м33

Практический объём
продуктов горения

Объём продуктов
горения при температуре 1300 К

м33.

Пример 5. Определить
состав продуктов горения метилэтилкетона.

Решение.

При такой постановки
задачи рационально определить
непосредственно из уравнения горения
объём продуктов в кмолях, выделившихся
при сгорании 1 кмоля горючего

,

кмоля;
кмоля;кмоля;кмоля.

По формуле (1.2.11)
находим состав продуктов горения

Пример 6. Определить
объём и состав продуктов горения 1 кг
минерального масла состава: С-85%, Н-15%,
если температура горения 1450 К, коэффициент
избытка воздуха – 1,9.

Решение. По формулам
(1.2.3 — 1.2.6) определим объём продуктов
горения

м3/кг

м3/кг

м3/кг

Теоретический
объём продуктов горения при нормальных
условиях

м3/кг

Практический объём
продуктов горения при нормальных
условиях формула (1.2.10)

м3/кг

Объём продуктов
горения при температуре 1450 К

м3/кг

Очевидно, что
состав продуктов горения не зависит от
температуры горения, поэтому целесообразно
определить его при нормальных условиях.
По формулам (1.2.11;1.2.13)

;
;

Пример 7. Определить
количество сгоревшего ацетона, кг, если
объём выделившийся двуокиси углерода,
приведённый к нормальным условиям,
составил 50 м3.

Решение.

Запишем уравнение
реакции горения ацетона в воздухе

Из уравнения
следует, что при горении из 58 кг
(молекулярная масса ацетона) выделяется
м3
двуокиси углерода. Тогда для образования
50 м3
двуокиси углерода должно вступить в
реакцию Мг горючего

кг

Пример 8. Определить
количество сгоревшей органической
массы состава C-58%,
O-22%,
H-8%,
N-2%,
W-10%
в помещении объёмом 350 м3,
если содержание двуокиси углерода
составило 5%.

Решение. Определим
объём выделившейся двуокиси углерода

м3.

По формуле (1.2.6)
для вещества сложного состава определим
объём СО2,
выделившейся при горении 1 кг горючего,

м3/кг.

Определим количество
сгоревшего вещества

кг.

Пример 9. Определить
время, когда содержание двуокиси углерода
в помещении объёмом 480 м3
в результате горения древесины (C-45%,
H-50%,
O-42%,
W-8%)
составило 8%, если удельная массовая
скорость выгорания древесины 0,008
кг/(м2с),
а поверхность горения 38 м2.
При решении газообмен с окружающей
средой не учитывать, разбавлением в
результате выделения продуктов горения
пренебречь.

Решение.

Поскольку не
учитывается разбавление продуктов
горения, определяем объём выделившейся
в результате горения двуокиси углерода,
соответствующей 8% её содержания в
атмосфере

м3

Из выражения
(1.2.3) определим, сколько должно сгореть
горючего материала, чтобы выделился
данный объём двуокиси углерода

кг.

Время горения
определим, исходя из соотношения

,

где — время горения;

Мг
— масса выгоревшей древесины, кг;

— массовая скорость
выгорания древесины, кг/(м2с);

F
— поверхность горения, м2;

мин.

Задание на
самостоятельную работу

Задача 3: Определить
объем продуктов горения при сгорании
1 кг заданного вещества, если тепература
горения … К, давление … мм рт.ст., =
… .

Вариант

Вещество

Тп.г.,
К

Р,
мм рт.ст.

1

Амилбензол

1200

740

1,1

2

Н-Амиловый
спирт

1210

745

1,2

3

Анизол

1220

750

1,3

4

Анилин

1230

755

1,4

5

Бутилацетат

1240

720

1,5

6

Бутиловый
спирт

1250

725

1,6

7

Бензол

1260

730

1,7

8

Диэтиловый
эфир

1270

735

1,8

9

Ксилол

1280

710

1,1

10

Уайт-спирит

1290

715

1,2

11

Этиленгликоль

1300

717

1,3

12

Трет-Амиловый
спирт

1310

719

1,4

13

Гексан

1320

724

1,5

14

Метиловый
спирт

1330

732

1,6

15

Толуол

1340

754

1,7

16

Стирол

1350

756

1,8

17

Пентан

1360

721

1,1

18

Этанол

1370

700

1,2

19

Амилметилкетон

1380

708

1,3

20

Бутилбензол

1390

704

1,4

21

Бутилвиниловый
эфир

1400

706

1,5

22

Ацетон

1100

757

1,6

23

Этиловый
спирт

1150

746

1,7

24

Гептан

1160

738

1,8

25

Октан

1120

737

1,1

26

Гексан

1370

747

1,2

27

Бутиловый
спирт

1365

754

1,3

28

Анилин

1400

748

1,4

29

Бензол

1354

750

1,5

30

Ксилол

1378

751

1,6

Задача 4: Определить
объем и состав (% об.) продуктов горения,
выделившихся при сгорании 1 м3горючего газа, если температура горения
составила … К, давление … мм рт.ст.

Вариант

Вещество

Тп.г.,
К

Р,
мм рт.ст.

1

Ацетилен

1200

750

2

Метан

1210

749

3

Окись
углерода

1220

748

4

Этан

1230

747

5

Водород

1240

746

6

Пропан

1250

745

7

Сероводород

1260

744

8

Бутан

1270

743

9

Ацетилен

1280

742

10

Метан

1290

741

11

Окись
углерода

1300

740

12

Этан

1310

759

13

Водород

1320

758

14

Пропан

1330

757

15

Сероводород

1340

756

16

Бутан

1350

755

17

Метан

1360

754

18

Этан

1370

753

19

Пропан

1380

752

20

Бутан

1390

751

21

Окись
углерода

1400

750

22

Ацетилен

1100

749

23

Водород

1150

748

24

Метан

1160

747

25

Ацетилен

1120

746

26

Метан

1370

745

27

Окись
углерода

1365

744

28

Этан

1400

743

29

Водород

1354

742

30

Пропан

1378

741

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Расчет объема продуктов сгорания газов

В случае полного сгорания отходящие из топки котла газы будут содержать: во-первых, газы, получившиеся после сгорания углерода, водорода и летучей серы, а именно СО2, Н2О и SО2, далее азот Nв2 — нейтральный газ, пришедший в топку с кислородом воздуха, азот из состава топлива Nт2 и, наконец, кислород избыточного воздуха. Для удобства подсчетов продукты сгорания разделяются на водяные пары и сухие газы. Таким образом, в случае полного сгорания газов состав сухих продуктов сгорания в процентах по объему равняется

2+SО2+Nв2+Nт22=100. (27)

При производстве газового анализа путем поглощения водным раствором едкого кали СО2 из газов вместе с углекислотой поглощается в значительной степени и S02; таким образом, отсчет прибора дает сумму этих газов, выражаемую символом R02; тогда равенство (27) напишется так

RO2+ Nв2+Nт22=100°. (28)

Объем продуктов сгорания сухих газов, приходящихся на 1 кг сжигаемого топлива, можно подсчитать из уравнения

VCO3+VSO2+VO3+VNB2+VNT2=VС.Г. нм3/кг. (29)

Полный объем продуктов сгорания газов, включая и водяные пары, выражается суммой

VС.Г. + Vв.п. = Vг нм3/кг. (30)

В случае неполного объема продуктов сгорания газов в состав отходящих из топки газов включаются различные по своей структуре углеводороды, окись углерода, а иногда и чистый водород. Газовый анализ, а также формулы подсчета объемов и прочих величин чрезвычайно осложняются, чем уменьшается возможность их широкого применения в эксплуатационной практике котельных. Рассматривая только котельные установки и исключая специальные печные устройства, где иногда по технологическому процессу требуется цести сгорание со значительной химической неполнотой, все стремление как конструктора, так и персонала, эксплуатирующего топку, должно быть направлено к тому, чтобы свести неполноту сгорания к возможному минимуму. Поэтому, как правило, котельная установка работает или при полном сгорании, или с незначительной химической неполнотой. Это обстоятельство позволяет для упрощения расчетов сделать допущение, считая, что единственным продуктом неполноты сгорания является один из наиболее трудно поддающихся выжиганию газ СО. При незначительности вообще потери от химической неполноты сгорания эта неточность не внесет сколько-нибудь существенных искажений в дальнейшие подсчеты. С учетом сделанных замечаний уравнения состава сухих отходящих газов в общем случае при наличии неполноты сгорания могут быть написаны так:

RO2+NB2+NT2+O2+CO=100% (31)

VRO3+VNB2+VNт2+VO3+VCO=Vс.г. нм3/кг (32)

При эксплуатации котельных установок и производстве их испытаний можно получить, в числе прочих данных сведения о составе рабочего топлива и его теплотворной способности, а также о количестве RО2 и RО2 + О2 в процентах на состав сухих отходящих газов. Последние величины по большей части определяются прибором Орса (рис. 20).

Схема прибора Орса

Работа прибора Орса в основном сводится к тому, что от отсосанной из газоходов порции газов, равной 100 см3, отнимается СО2 + SО2 путем поглощения их водным раствором едкого кали (находится в поглощающем сосуде 1). Отмечая уменьшение объема, далее оставшийся газ перепускают в сосуд 2 с раствором пирогаллола в водном растворе едкого кали. Этот реактив обладает свойством поглощать не только СО2 и SО2, которых в остатке газов уже нет, но и О2. Таким образом, первый отсчет прибора дает RО2 %; второй — RО2 % +О2 %. Экспериментатор подсасывает из газохода свежие порции отходящих газов при помощи резиновой груши, из противоположного конца которой газ выбрасывается наружу. При этой операции трехходовой кран устанавливается так, чтобы прибор был отъединен от газохода.

На пути к прибору газ проходит через V-образную трубку, наполненную стеклянной ватой и водой.

Назначение стеклянной ваты — задержать частички золы, уносимые со струйкой газа, которые, попадая в капиллярные трубки прибора, их быстро засаривают. Проходя через воду, газ охлаждается и полностью насыщается водяными парами.

Приступая к газовому анализу, экспериментатор, соответственно переключая трехходовой кран, засасывает в бюретку 100 см3 газа. Засасывание производится путем опускания соединяющейся с бюреткой резиновой трубкой склянки, в которую наливается вода.

Невзирая на то, что анализ будет производится с газом, насыщенным водяными парами, получаемые отсчеты дают процентное содержание RО2 и RО22 по отношению к сухим газам, как это требуется при расчетах, связанных с проектированием и эксплуатацией котельных установок. Высказанное подтверждается ниже.

В 100 см3 газа, находящегося под атмосферным давлением и имеющего температуру котельного помещения, содержится примерно 4 см3 водяного пара.

Перепуская газ, находящийся в бюретке, в первый поглощающий сосуд с раствором едкого кали (это производится несколько раз при помощи поднятия и опускания склянки), предположим, что получили уменьшение объема на 10%.

В таком случае в остатке имеется

Vc.r + Vв.п = 90 см3 =96*9/10 + 4*9/10=86,4+3,6см2.

Убыль сухого газа равняется 96-86,4 = 9,6, т. е. те же 10% и, следовательно, RО2 = 10%.

Величины отдельных составляющих объема продуктов сгорания газов можно подсчитать, пользуясь весовыми соотношениями основных реакций.

1. Углекислота (удельный вес при 0° и 760 мм рт. ст. у0= 1,964*) С + О2 = СО2; 12+32=44.

При полном сжигании 1 кг углерода получается

44/1,964*12=1,87СО2 нм3

и, обратно, на 1 нм3 СО2 требуется

1 : 1,87 = 0,536 кг углерода.

Таким образом, при сжигании 1 кг рабочего топлива получается углекислоты

Формула 33

2. Окись углерода (у0= 1,25 кг/нм3)

2С + О2 = 2СО; 24+32=56.

При неполном сжигании 1 кг углерода не в СО2, а в СО получается окиси углерода

56/1,25*2,12= 1,87 нм3

и, обратно, на 1 нм3 СО расходуется углерода 1 : 1,87 = 0,536 кг, т. е. такое же количество, как и на 1 нм3 СО2 при полном сгорании.

Следовательно, при частичной неполноте сгорания, когда часть углерода топлива сгорает в СО, суммарный объем получившихся СО2 и СО остается неизменным и подсчитывается по уравнению

Формула 34

3. Сернистый ангидрид (у0 = 2,86 кг/нм3)

S+О2=SО2; 32,06 + 32 = 64,06.

На 1 нм32 в газах приходится летучей серы

Формула 35

4. Объем продуктов сгорания газов рассмотренных сухих газов

Формула 36

Обозначая, как указывалось ранее:

Формула 37

Содержание данного газа в процентах к объему сухих газов определяется уравнениями

Уравнение

Из этих выражений, в частности из последнего, учитывая уравнение (37), определяют Vc.г:

Формула 38

В случае полного горения СО = 0 и уравнение примет вид

Формула 39

Если бы по RО2 потребовалось определить SО2, то эту зависимость можно установить, воспользовавшись только что приведенными соотношениями между элементами состава топлива и объемами газов:

Формула 40

5. Объем водяных паров. Водяные пары в продуктах сгорания образуются в результате испарения воды, находящейся в топливе и в результате сгорания водорода. Так мак принимается, что
единственным продуктом неполного сгорания является окись углерода, то объем водяных паров остается неизменным как при полном, так и при неполном сгорании. Учитывая реакцию горения водорода 2Н2 + О2 = 2Н2О, 4+32 = 36, находят вес водяных паров, приходящийся на 1 кг сжигаемого топлива:

Формула 41

К этим водяным парам при точных расчетах добавляется вес водяных паров, попавших в топку с воздухом. Обозначая через d влагосодержание воздуха в граммах на 1 кг сухого воздуха (обычно около 10 г), вес паров воздуха WB может быть подсчитан так:

Формула 42

Подача воздуха в поддувало топки может производиться при помощи вентилятора или иногда путем эжектирования воздуха струей пара. В таком случае этот пар также попадает в отходящие газы. При сжигании мазута иногда применяется пар для распиливания топлива. Количество пара, идущего на эжекцию или распыливание, зависит от конструкции соответствующих топочных приборов. Обыкновенно на эжекцию расходуется Wв = 0,7-0,8 кг пара на 1 кг сжигаемого твердого топлива, для распыливания мазута Wв=0,2-0,4 кг на 1 кг мазута.

С учетом добавочного пара формула (41) в своем общем виде напишется так:

Формула 43

Так как удельный вес водяного пара у0= 0,805 кг/нм3, то объем его получится

Формула 44

Полный объем продуктов сгорания газов [с учетом уравнений (38) и (44)] на 1 кг сжигаемого топлива выражается равенством

Формула 45

В частных случаях при полном горении (СО = 0) и при отсутствии парового дутья (Wф=0) уравнение (45) несколько упрощается.

Объем продуктов сгорания газов можно пользоваться приближенным соотношением

Vг=αV0.(46)

2.2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

По общепринятой методике объемы продуктов сгорания и воздуха выражаются в кубических метрах при нормальных условиях (0 °С и 760 мм рт. ст.) при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м3 газового топлива.

Для выполнения теплового расчета топки и отдельных поверхностей нагрева котлоагрегата необходимо заранее подготовить таблицы объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам котла с учетом изменения избытка воздуха в них [1].

По заданному составу топлива рассчитываются теоретические объемы воздуха V0 и продуктов сгорания 13.wmf.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива при избытке воздуха ? = 1 для твердого и жидкого топлива, определяется по формуле [2, 3]:

14.wmf м3/кг (2.7)

для газообразного топлива

15.wmf, м3/м3. (2.8)

Здесь и в дальнейшем Ср, Sр и другие величины, характеризующие состав топлива, берутся из табл. П.4 [3] и подставляются в формулы в процентах.

Теоретический объем азота 16.wmf определяется по формулам [3]:

– для твердого топлива и мазута

17.wmf, м3/кг; (2.9)

– для природного газа

18.wmf, м3/м3; (2.10)

Объем трехатомных газов 19.wmf твердого топлива и мазута [2, 3];

20.wmf, м3/м3; (2.11)

для природного газа

21.wmf, м3/м3. (2.12)

Теоретический объем водяных паров для твердого топлива и мазута определяется

22.wmf м3/м3 (2.13)

где Gф – расход пара на паровое распыливание мазута в паромеханических форсунках и при подаче пара под колосниковую решетку при сжигании низкореакционного твердого топлива типа А, ПА и Т (Gф = 0,03…0,05 кг/кг).

для природного газа

23.wmf, м3/м3; (2.14)

здесь dr – влагосодержание газообразного топлива, г/м3 (обычно dr ? 10).

В табл. П.4 [3] приведены расчетные теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания для топлив.

Действительные объемы продуктов сгорания при избытке воздуха в газоходах ?i > 1 определяют по формуле

24.wmf (2.15)

Расчет объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева сводят в таблицу по типу табл. 2.3, составленной для прямоточного парового котла с промежуточным перегревом пара и регенеративным воздухоподогревателем. При другой компоновке поверхностей нагрева для заданного в проекте (выбранного) типа котла и в зависимости от вида сжигаемого топлива последовательность расположения и вид поверхностей вдоль газового тракта, а также коэффициенты избытка воздуха могут быть другими.

Таблица 2.3 – Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрация золовых частиц

Величина и расчетная формула

Газоход

Топочная камера, ширмы

ПП высокого давления

Промежуточный ПП

Переходная зона

Экономайзер

Воздухподогреватель

Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева 25.wmf

           

Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева ?ср

           

Объем водяных паров, м3/кг, 26.wmf

           

Полный объем газов, м3/кг, 27.wmf

           

Полный объем газов с учетом рециркуляции 28.wmf

           

Объемная доля трехатомных газов 29.wmf

           

Объемная доля водяных паров 30.wmf

           

Доля трехатомных газов и водяных паров 31.wmf

           

Безразмерная концентрация золовых частиц, кг/кг, 32.wmf

           

Объемы газов и водяных паров определяются по среднему коэффициенту избытка воздуха в поверхности нагрева, равному полусумме значений на входе в поверхность и выходе из нее. По среднему объему газов в поверхности определяется в дальнейшем средняя скорость газового потока, определяющая конвективный теплообмен.

В табл. 2.3 включены также объемные доли трехатомных газов и концентрация золовых частиц в продуктах сгорания, необходимые для последующего расчета лучистого теплообмена. Доля золы, уносимой потоком газа , выбирается по табл. 2.4.

Таблица 2.4 – Расчетные характеристики камерных топок при D > 75 т/ч

Твердое топливо (q3 = 0)

Вид
топочного устройства

Топливо

Допустимое тепловое напряжение топочного объема qV, кВт/м3

Потеря теплоты q4, %

Доля уноса золы из топки aун

Камерная топка с твердым удалением шлака

Антрациты

Полуантрациты

Тощие угли

Каменные угли

Отходы углеобогащения

Бурые угли

Фрезерный торф

Сланцы

140

160

160

175

160

185

160

115

6

4

2

1–1,5*

2–3*

0,5–1*

0,5–1

0,5–1

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

0,95

Камерная топка с жидким шлакоудалением

Антрациты и полуантрациты

Тощие угли

Каменные угли

Бурые угли

145

185

185

210

3–4

1,5

0,5

0,5

0,85

0,8

0,8

0,7–0,8

* Меньшие значения – для топлив с приведенной зольностью AП < 1,4

Топливо – горючие газы и мазут

Топливо

Допустимое тепловое напряжение топочного объема qV, кВт/м3

Потери теплоты q3 + q4, %

Мазут

Природный, попутный и коксовый газы

290

350

0,1–0,5

0,1–0,5

Примечания:

1. Для котлов паропроизводительностью 120–420 т/ч при работе на мазуте тепловые напряжения могут быть увеличены до 350 кВт/м3.

2. Потери теплоты q3 + q4 при ?m > 1,02 в основном определяются потерей q3. Для котлов большой производительности (D > 420 т/ч) потери q3 + q4 следует принимать равными 0,1 %.

Безразмерная концентрация золовых частиц в потоке дымовых газов, кг золы/кг газов, определяется по формуле [2, 3]

33.wmf (2.16)

Где масса дымовых газов, кг газов/кг сожженного топлива, при сжигании твердого топлива и мазута составляет

34.wmf (2.17)

16.3. Количество продуктов сгорания топлива

При
полном сгорании топлива продукты сгорания содержат газы: СО2, S2O,
N2, О2 и пары воды Н2О, т. е. СО2
+ S2O + N2 + О2 + Н2О = 100 %. Полный объем продуктов сгорания Vг3/кг)
представляет собой сумму объемов сухих газов Vс.г. и водяных паров VН2О
:

Vг
= Vс.г. + VН2О , (16.11)

при этом Vс.г. = VRO2 + VN2 + VO2
,

где VR2O = VCO2 + VSO2 — объем трехатомных
газов, м3/кг ;

VN2 + VO2 — объем двухатомных газов, м3/кг.

1.При

aт
= 1

1. Для твердых (кроме сланцев) и жидких топлив теоретические объемы (м3/кг)
продуктов полного сгорания определяются по формулам:

а). объем двухатомных газов :

VoN2 =
0,79Vo + 0,8No/100 ; (16.12)

б). объем трехатомных газов :

VRO2
= 0,0187(Ср + 0,375 Sрл) ; (16.13)

в). объем сухих газов :

Voс.г. = VRO2 + VoN2
=

= 0,0187 (Ср
+ 0,3753 Sрл) + 0,79Vo + 0,8No/100; (16.14)

г). объем водяных паров :

VoН2О
= 0,0124(9Нр + Wр) + 0,0161Vo ; (16.15)

д). полный объем продуктов сгорания :

Voг = Voс.г. + VoН2О
= 0,0187 (Ср + 0,3753 Sрл) + 0,79Vo
+ 0,8No/100 +0,0124(9Нр + Wр) + 0,0161Vo ;
(16.16)

2. Для сланцев объем трехатомных газов определяется по формуле :

VRO2К = VRO2 + [0,509(СО2)рк /
100] К = 0,0187(Ср + 0,375 Sрл) [0,509(СО2)рк
/ 100] К , (16.17)

где К — коэффициент разложения карбонатов:

при слоевом сжигании К= 0,7 ;

при камерном- 1,0 .

3. Для газообразного топлива теоретические объемы продуктов сгорания (м33)
определяются по формулам:

а). объем двухатомных газов

VoN2 =
0,79 Vo + N2 / 100 ; (16.18)

б). объем трехатомных газов

VRO2
= 0,01[СO2 + СО + Н2S + SmCmHn] ;
(16.19)

в). объем сухих газов :

Voс.г. = VRO2 + VoN2
; (16.20)

г). объем водяных паров

VoH2O
= 0,01[Н2S + Н2 + S(n/2)CmHn +
0,124dг + 0,0161Vo , (16.21) где dг
влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого
газа, г/м3;

д). полный объем продуктов сгорания

Voг
= Voс.г. + VoН2О . (16.22)

Б. При aт 1

1.

Для твердых (кроме сланцев),
жидких к газообразных топлив объемы продуктов полного сгорания (мД/кг)
определяются по формулам:

а). объем сухих газов :

Vс.г.
= Voс.г. + (aт — 1)Vo=
VRO2 + VoN2 + (aт — 1)Vo;
(16.23)

б).объем водяных паров :

VH2O = VoH2O
+ 0,0161(aт — 1)Vo ; (16.24)

в). полный объем продуктов сгорания определяется по (3.31).

2. Для сланцев полный объем
продуктов сгорания (м3/кг) :

Vг.к. = VRO2к + VoN2 + VH2O
= VRO2к + VoN2 + 0,0124(9Нр + Wр)
+ 0,0161

aтVo
.
(16.25)

Содержание СО2, S2O и RO2 в сухих газах при
полном сгорании топлива определяется по формулам:

СО2
= (VCO2 / Vс.г.) ; (16.26)

S2O = (VSO2 / Vс.г.) ; (16.27)

RO2 = (VRO2 / Vс.г.) . (16.28)

Максимальное содержание (%) трехатомных газов RO2max в
сухих газах при полном сгорании топлива:

RO2max
= 21 / (1 + b),
(16.29)

b = 2,35 (Нр — 0,126Ор + 0,04Nр)
/ (Ср + 0,375Sрл) ; (16.30)

для газообразного :

b = 0,21 (0,01N2 + 0,79Vo) / VRO2
— 0,79 . (16.31)

Содержание (%) азота N2, и кислорода, в сухих газах и полном
сгорании топлива:

N2 = 100 — RO2
— O2 ; (16.32)

O2 = 21 —

bRO2
— RO2 . (16.33)

Масса продуктов
сгорания.

а). Для твердого (кроме сланцев) и жидкого топлива (кг/кг) :

Мг
= 1 — 0,01Ар + 1,306aтVo ; (16.34)

б). для газообразного топлива (кг/м3) :

Мг
= rсг.т.
+ 0,001d г.т. + 1.306aтVo , (16.35)

rсг.т. — плотность
сухого газа, кг/м3 ; d г.т. — содержание влаги в топливе,
кг/м3 ;

в). для сланцев (кг/кг):

Мг.к.
= 1- 0,01Арк + 1,306aтVo + 0,01(СО2)
р
кК , (16.36)

где Арк — расчетное содержание золы в топливе с
учетом неразложившихся карбонатов, %, К — коэффициент разложения карбонатов:
при слоевом сжигании К == 0,7, при камерном — 1,0.

Расчетное содержание (%) золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов:

Арк
= Ар +(1 — К) (СО2) рк . (16.37)

Для твердых топлив концентрация золы в продуктах сгорания определяется
по формуле:

hзл = Ар аун / (100 Мг)
, (16.38)

где аун — доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания.

Коэффициент избытка
воздуха в топке.
При полном сгорании топлива коэффициент
избытка воздуха в топке определяется по формуле:

aт = 21 / (21 — 79 O2 / N2) , (16.39)

где O2
и N2 — содержание кислорода и азота в газах, (%).

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Фс 19 слишком много объектов этого типа продайте часть как исправить
  • Джинсы врезаются в ягодицы как исправить
  • Как составить простую смету пример
  • Как найти ответы на kahoot
  • Как составить различные диаграммы