Промышленность \ Теплотехнологии и конструкции нагревательных печей

Расчет горения топлива: Рекомендации к выполнению курсового проекта по дисциплине "Теплотехнологии и конструкции нагревательных печей" и при изучении дисциплины "Теория и практика теплогенерации", страница 4

1.  Пересчитать составы заданных сухих газов с поправкой на влажность по формулам (3), (4).

2.  Принять объемную долю первого газа в смеси за х, а долю второго газа за (1-х). Тогда

, откуда

.

Величины  и , теплоты сгорания первого и второго газов, рассчитываются по формуле (1).

3.  Рассчитать состав смешанного газа:

Например, СО2 см =  ·х + ·( 1– х)  и т.д.,                           (8)

где СО2 см – содержание компонента в смеси;

 – содержание компонента в первом газе;

 – содержание компонента во втором газе.

Составы сухих газов (природного, коксового и доменного) приведены в [1, таблицы 6-8].

Состав твердого и жидкого топлива может быть задан органической, горючей или сухой массой. Перед расчетом горения заданный состав необходимо пересчитать на рабочую массу по одной из следующих формул:

,

,                                                                          (9)

.

Здесь хо, хг, хс, хр – содержание элемента топлива соответственно в органической, горючей, сухой и рабочей массе, масс.%;

Sр, Ар, Wр – содержание серы, золы и влаги в рабочей массе топлива (по данным технического анализа), масс.%.

Обратный пересчет можно осуществить по тем же формулам (9). Данные элементарного и технического анализа твердого и жидкого топлива представлены в [1, таблицы 11, 14].

2.4 Определение теоретического () и действительного () количества воздуха для горения

Расчет основан на анализе термохимических реакций окисления составляющих топлива, записанных для 1 кмоля горючего:

С + О2 = СО2,

S + O2 = SO2,

H2 + O2 = H2O,

CO + O2 = СО2,

H2S + O2 = H2O + SO2,

CH4 + 2O2 = СО2 + 2 H2O и т.д.

Например, для сжигания 1 м3 (или 1 кмоля) CH4 необходимо 2 м3 (2 кмоля) O2. С этим количеством O2 внесется  (м3 или кмоля) N2. Теоретическое количество воздуха , необходимого для полного сжигания 1 м3 (кмоля) CH4, составляет 9,52 м3 (кмоля).

Порядок расчета  и  следующий [3]: зная состав топлива и записав соответствующие реакции окисления горючих составляющих, можно подсчитать общий расход кислорода как сумму расходов кислорода, необходимого для сжигания отдельных горючих составляющих топлива (в

):

,                            (10)

где СО, H2, CH4, C2H4, H2S – содержание горючих составляющих топлива, об.%;

О2 – содержание О2 в топливе, об. %;

0,5; 1,5; 2,0; 3,0 – стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Тогда теоретическое количество воздуха для горения

.                         (11)

На практике для более полного сжигания топлива в зону горения подается воздуха больше, чем это требуется по стехиометрическим соотношениям: >. Отношение действительного количества воздуха к теоретическому называется коэффициентом расхода воздуха: n =/ .

Численное значение коэффициента расхода воздуха принимается в зависимости от вида топлива и условий его сжигания (таблица 3) [4].

Рассчитав по формуле (11)  и приняв значение n, можно определить действительное количество воздуха:

 = n · .                                                                                                  (12)

При определении величин  и  для твердого и жидкого топлива необходимо сначала сделать пересчет состава топлива, выраженного в массовых процентах, на молярный. Это связано с тем, что для твердого и жидкого топлива объемные доли и процентные содержания компонентов топлива не совпадают, как это имеет место для газообразного топлива. Для пересчета на молярный состав необходимо процентные содержания составляющих топлива поделить на их молекулярные массы, и расчет величин  и  вести в кмолях, которые затем пересчитать в объемные единицы (м3) умножением на vμ = 22,4 м3/кмоль.

Таблица 3 – Значения рекомендуемых коэффициентов расхода воздуха в зависимости от вида топлива и условий его сжигания

Скачать файл