Расчет горения топлива: Рекомендации к выполнению курсового проекта по дисциплине "Теплотехнологии и конструкции нагревательных печей" и при изучении дисциплины "Теория и практика теплогенерации", страница 10

·  недостатке окислителя (n<1) в условиях безокислительного и малоокислительного нагрева;

·  неудовлетворительном смесеобразовании в условиях обычных температур.

Неполное горение приводит к потере тепла от химического недожога топлива и понижению вследствие этого температуры горения.

Однако в последние годы в высокотемпературных зонах нагревательных печей с целью снижения угара металла умышленно сжигают топливо с коэффициентом расхода воздуха n = 0,7-0,9 с последующим дожиганием топлива в низкотемпературных зонах.

Точный расчет неполного горения представляет большие трудности. Приблизительный расчет основан на следующих предпосылках:

·  продукты горения имеют равновесный состав по СО₂, H₂O, СО, H₂ (согласно реакции водяного газа СО₂ + H₂  СО+ H₂O) и N₂;

·  в продуктах сгорания отсутствуют СH₄ и H₂S;

·  известны температура продуктов неполного сгорания и константа равновесия реакции водяного газа при этой температуре (таблица 9) [5];

·  расчет ведется на 100 м³ газообразного топлива.

Таблица 9 – Константы равновесия реакции водяного газа

Темпе-ратура, 0С	500	600	700	800	900	1000	1050	1100	1150	1200	1250	1300
Конс-танта К	0,205	0,392	0,645	0,96	1,32	1,73	1,94	2,15	2,37	2,58	2,79	3,00

3.2 Определение количества кислорода и воздуха

Количество кислорода, необходимого для горения при n<1 (в м³/м³):

,                                                                       (42)

где и  – соответственно теоретическое количество кислорода и воздуха.

С этим количеством кислорода внесется азот (в м³/м³):

,                                                                                 (43)

где с – объемная концентрация О₂ в дутье (в %).

Тогда общее количество N₂ с учетом N₂ топлива (в м³/м³):

,                                                                                (44)

где  – процентное содержание N₂ в топливе, % об.

   3.3 Определение количества и состава продуктов неполного сгорания

Обозначим содержание газов в продуктах неполного сгорания (в м³/м³): , , ,  и запишем уравнения материальных балансов по углероду, водороду и кислороду, входящих в состав топлива и воздуха.

,                                                   (45)

по балансу водорода (в м³/м³):

,                                                 (46)

по балансу кислорода (в м³/м³):

.                                          (47)

Здесь СО₂, СО, СН₄, Н₂, С_mH_n, H₂O,  – содержание газов в топливе, %;  – содержание O₂ в дутье, % об.

Из (45), (46), (47) получаем:

y = A – x;

                                                                  (48)

Константа равновесия реакции водяного газа при температуре t:

, откуда

 или                                                       x² + D·x +E = 0,                                                                                  (49)

где  и .

Решение уравнения (49) дает значение х:

, а подстановка этого значения в формулы (48) позволяет определить остальные составляющие продуктов неполного сгорания (в м³/м³):

, , , .

Общий объем продуктов неполного сгорания (в м³/м³):

.

Состав продуктов неполного сгорания (в %):

 и т.д.

Изложенный здесь способ расчета состава продуктов неполного сгорания [6] дает хорошее совпадение с опытными данными для коэффициента расхода воздуха не ниже 0,7-0,8.

Библиографический список

1.  Самохвалов Г.В. Учебно-методическое пособие по проектированию металлургических печей. – Новокузнецк: Изд. СМИ, 1971. – 132 с.

2.  Арсеев А.В. Сжигание природного газа. – М.: Металлургия, 1963. – 407 с.

3.  Линчевский В.П. Топливо и его сжигание. – М.: Металлургиздат, 1959. – 398 с.

4.  Филимонов Ю.П., Старк С.Б., Морозов В.А. металлургическая теплотехника. Т. 2. – М.: Металлургия, 1974. – 519 с.

5.   Расчеты нагревательных печей. / Под. ред. Н.Ю. Тайца. – Киев: Техника, 1955. – 264 с.

План 2003

Составители

Динельт Владимир Михайлович

Михайличенко Татьяна Алексеевна

Расчет горения топлива

Рекомендации к выполнению курсового проекта по дисциплине "Теплотехнологии и конструкции нагревательных печей"  и при изучении дисциплины "Теория и практика теплогенерации"

для студентов специальности 110300

Редактор

Лавренюк Н.П.

Изд.лиц. № 01439 от 05.04.2000 г. Подписано в печать

Формат бумаги 60х84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная.

Усл. печ. л.           Уч.-изд. л.    Тираж      экз. Заказ   

© ГОУ ВПО "Сибирский государственный индустриальный университет",

654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42.

Издательский центр ГОУ ВПО "СибГИУ"