Расчёт процесса горения топлива факельным способом

Страницы работы

Содержание работы

II. Расчёт процесса горения топлива

1.  Состав топлива и определение его теплоты сгорания.

Топливо – газ

Газопровод – Серпухов-Ленинград

Таблица №

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

СО2

N2

89,7

5,2

1,7

0,5

0,1

0,1

2,7

Состав сухой массы газообразного топлива:

СН42Н63Н84Н105Н12+СО2+N22S+O2+СO+Н22Н43Н64Н86Н6=100%

89,7+5,2+1,7+0,5+0,1+2,7+0,1=100%

                                          100%=100%

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива Q кДж/1м3 (при нормальных условиях):

Q= 358СН4+637С2Н6+912С3Н8+1186С4Н10+1460С5Н12+234Н2S+126СO+108Н2+591С2Н2+ +860С3Н6+1134С4Н8+1406С6Н6

Q= 358×89,7+637×5,2+912×1,7+1186×0,5+1460×0,1=37714,4 кДж/1м3

 

2.  Выбор способа сжигания и типа камеры сгорания.

Газообразное топливо сжигается только факельным способом

3.  Выбор коэффициента избытка воздуха в камере сгорания и присосов воздуха по газоходу котла.

Присосы воздуха по газоходу выбираются в соответствии с конструкцией котла и рекомендации таблица П4, «Тепловой расчет парогенератора», Методическое указание к дипломному проектированию, часть I , Л.Ф. Фёдоров, С.М. Покровский, И.П. Уткин.

αкс=1,15

αухкс×0,15=1,15+0,15=1,3

4.  Определение объёмов воздуха и присосов сгорания при α=1

(теоретические объёмы.)

Теоретические объёмы воздуха и продуктов сгорания определяются в кубических метрах при нормальных условиях (0°С; 760 мм. рт. ст.) на 1 м3 сухого газообразного топлива:

- теоретический объём воздуха, м33

V°=0,0476×[0,5×СО+0,5×Н2+1,5×Н2S+]

 м33

- теоретический объём азота, м33

 м33

- объём трёхатомных газов, м33

 м33

- теоретический объём водяных паров, м33

dг=10 г/м3 – влагосодержание газообразного топлива.

 м33

- теоретический объём продуктов сгорания топлива, м33

 м33

5.  Определение действительного объёма продуктов сгорания при α>1.

Действительный объём м33 продуктов сгорания зависит от коэффициента избытка воздуха α и определяется формулой:

, где

 - объём водяных паров в избыточном воздухе;

 - объём избыточного воздуха.

Таким образом:

 или

 м33

 м33

6.  Средние характеристики продуктов сгорания в элементах котла.

Средний коэффициент избытка воздуха в каждом элементе котла:

, где

αi – коэффициент избытка воздуха на выходе в газоход i-го элемента;

∆αi – присосы воздуха в газоходе этого элемента.

Средний объём водяных паров, м3/кг

 м3/кг

 м3/кг

Средний объём продуктов сгорания, м3/кг

 м3/кг

 м3/кг

Для водяных паров:

Для трёхатомных газов:

Суммарная доля водяных паров и трёхатомных газов:

Средние характеристики продуктов сгорания

Таблица №

Наименование величины

Ед-ца измерения

В камере сгорания

В уходящих газах

1

2

3

4

Коэффициент избытка воздуха:  α

Средний коэффициент избытка воздуха:

Средний объём водяных паров:

Средний объём продуктов сгорания:

Доля водяных паров:

Доля трёхатомных газов:

Суммарная доля водяных паров и трёхатом-

ных газов: 

м3/кг

м3/кг

1,15

1,15

2,23

12,73

0,175

0,085

0,260

1,3

1,225

2,24

13,50

0,166

0,080

0,246

7.  Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

Построение I-t диаграммы.

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания рассчитывается на 1 м3 газообразного топлива в Дж/м3.

Энтальпия теоретического объёма воздуха определяется из выражения, кДж/м3

- для камеры сгорания:

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

- для конвективного пучка:

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания, кДж/м3

- для камеры сгорания:

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

- для конвективного пучка:

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

Энтальпия действительных объёмов продуктов сгорания, кДж/м3

- для камеры сгорания:

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

- для конвективного пучка:

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

 кДж/м3

Значение энтальпий воздуха , продуктов сгорания , ,  при соответствующих температурах, принимаем из табл. №7, стр.41 «Методических указаний» (см. выше).

ДИАГРАММА

Таблица №

Наименование газохода

Коэффициент избытка воздуха

Расчётная температура

Энтальпия теоретического объёма воздуха

Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания

Энтальпия действительных объёма продуктов сгорания

α

t, [°C]

, кДж/м3

, кДж/м3

, кДж/м3

Камера сгорания

1,5

2200

1500

1000

800

34000

22400

14300

11300

41677

27035,9

17189,6

13422

46777

30395,9

19334,6

15117

Конвективный пучок

1,3

1000

800

500

100

14300

11300

6850

1320

17189,6

13422

7997,1

1555,2

21479,6

16812

10052,1

1951,2

8.  Тепловой баланс водогрейного котла.

Составление теплового баланса заключается в установлении равенства между поступившими в агрегат количеством тепла Q (располагаемое тепло) и суммой полезно используемого тепла Q1 и тепловых потерь Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, кДж/м3

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

Располагаемое тепло Q на 1 м3 газообразного топлива:

Q=Q, где

Qв вн=0 – тепло, внесённое в топку с воздухом, подогретым вне котла;

iтл=0 – физическая теплота топлива;

Qф=0 – тепло, внесённое в агрегат с форсуночным паром;

Q – низшая теплота сгорания

Q=Q=37714,4 кДж/м3

Тепловой коэффициент полезного действия котла (брутто) определяется методом обратного баланса, %:

ηк=100-(q2+q3+q4+q5+q6)

q3=0,5% - потери тепла от химической неполноты сгорания;

q4=0% - потери тепла от механической неполноты сгорания;

q2 – потери тепла с уходящими газами:

q2, где

Похожие материалы

Информация о работе