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 5

Агрегатное состояние топлива

Способ сжигания топлива или вид топливосжигающего устройства

Коэффициент избытка воздуха

Твердое

Слоевое сжигание (в кусках)

n=1,4-1,5

Факельный метод (в пылевидном состоянии)

n=1,15-1,20

Вихревой метод (в пылевидном состоянии)

n=1,05-1,1

Жидкое

Форсунки низкого давления

n=1,1-1,2

Форсунки высокого давления

n=1,05-1,15

Газообразное

Горелки с предварительным смешением (инжекционные, керамические)

n=1,02-1,05

Горелки без предварительного смешения (типа “Труба в трубе”, турбулентные)

n=1,10-1,20

Тогда теоретически необходимое количество кислорода для окисления С, Н и S топлива (в ):

;                                                       (13)

теоретически необходимо количество воздуха (в ):

                                           (14)

действительное количество воздуха (в ):

 = n · .                                                                                                  (15)

В формулах (13), (14) СР; 0,5НР; SP; ОР – содержание указанных элементов с соответствующими коэффициентами реакций горения, масс.%;

μс, μс, μs, μс – молекулярные массы, кг/кмоль;

vμ – объем 1 кмоля газа при нормальных условиях, м3/кмоль; vμ = 22,4.

В том случае, если расчет ведется с учетом влажности воздуха, количество воздуха для горения будет отличаться от вычисленного по формуле (11) и будет равно (в ):

,                                 (16)

где dв – влажность воздуха, г/м3 сухого газа.

2.5  Определение теоретического (V0) и действительного (Vд) количества продуктов сгорания

В состав продуктов полного сгорания могут входить СО2, H2O, SO2, N2, O2 и оксиды азота. Количество последних в дыме весьма незначительно, а определение их связано с большими сложностями, поэтому в расчете полного горения принято учитывать лишь 5 составляющих продуктов сгорания: СО2, H2O, SO2, N2, O2. Тогда действительное количество продуктов сгорания:

.                                                        (17)

Здесь общее количество СО2 в продуктах сгорания складывается из СО2, содержащегося в газообразном топливе, и СО2, образовавшегося при горении углеродсодержащих компонентов (в ):

,                                                   (18)

где СО2 – содержание СО2 в газообразном топливе, %;

СО, CH4, C2H4 – содержание углеродсодержащих компонентов топлива, %.

Общее количество H2O складывается из влаги топлива, влаги воздуха и водяных паров, образовавшихся при горении водородосодержащих компонентов (в ):

,                                         (19)

где H2O – содержание влаги в топливе, %;

Н2, СН4, C2H4, C2H4 – содержание водородсодержащих компонентов топлива, об.%.

Общее количество N2 складывается из N2, содержащегося в топливе, и N2, внесенного с воздухом (в ):

,                                                                                         (20)

где n – коэффициент расхода воздуха;

N2 – содержание N2 в топливе, % об.

О2 входит в состав продуктов сгорания, если n>1, и определяется как разница действительного и теоретического количества О2 (в ):

.                        (21)

SО2 присутствует в продуктах сгорания топлива, содержащего серу, и определяется (в ):

,                                                                                           (22)

где Н2S – содержание Н2S в топливе, % об.

Теоретическое количество продуктов сгорания можно определить, если в формулах (20), (21) принять n=1. Ясно, что

; ;

и соответствует стехиометрическим соотношениям (реакциям горения) независимо от величины n. Таким образом, разница между vд и v0 определяется суммой объема кислорода, превышающего теоретически необходимое количество, и объем азота, внесенного с этим количеством кислорода.

Скачать файл