Топливо. Примеры расчета горения топлива, страница 7

Состав горючих газов. Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество примесей в виде водяных паров, смолы и пыли. Состав сухого горючего газа, % (объемн.), выражается равенством, в котором горючие компоненты составляют горючую часть, а негорючие – балласт. Содержание примесей (водяных паров, смолы, пыли) выражается в граммах на 1 м3 (г/м3) сухого газа. Все расчеты, связанные с газообразным топливом, относят к 1 м3 сухого газа при нормальных условиях.

Состав газообразного топлива задается в виде процентного содержания составных частей газообразной смеси СО2, СО, СН4, Н2 и т. п. Влага задается обычно в виде массы воды на единицу объема сухого газа W г/м3. Для газообразного топлива пересчёт на рабочий состав топлива производится по формуле:

,                                         (22)

где xс – содержание какого–либо компонента в сухом газе, ; xвл – то же, во влажном газе, ;  – содержание влаги в рабочей массе топлива, .

Основные энергетические свойства технических горючих газов зависят от свойств и содержания в них простых газов – компонентов. Характеристика компонентов, входящих в состав технических искусственных и естественных горючих газов представлена в табл. 6. Искусственный генераторный газ приведен в зависимости от сырья (антрацит и т. д.) или способа дутья (воздушный).

Таблица 6

Средний состав газообразного топлива

Природный газ:

Состав топлива, %

СН4р

С2Н6р

С3Н8р

С4Н10р

CO2р

N2р

Заполярный

98,4

0,07

0,01

0,01

0,20

1,31

Уренгойский

92,5

2,00

0,66

0,65

0,33

3,86

Ср.-азиатский

89,2

4,60

1,50

0,81

0,55

3,34

Украинский

84,6

3,40

1,00

0,65

1,35

9,00

Покровский

65,3

4,90

2,10

1,40

0,30

26,00

Попутный газ

35,5

21,80

19,00

13,30

0,10

10,30

Генераторный

газ:

Состав топлива, %

Н2р

О2р

N2р

СН4р

СОр

CO2р

Антрацит

13,7

0,2

52,6

0,5

27,5

5,5

Каменный уголь

13,6

0,2

51,9

2,8

26,5

5,0

Бурый уголь

13,2

0,2

48,1

2,3

30,6

5,6

Торф

14,1

0,2

46,8

2,9

27,5

8,5

Воздушный

12,9

1,1

57,5

1,8

12,1

14,6

Теплота сгорания. Для горючих газов теплота сгорания принимается по данным калориметрических определений. При отсутствии таких данных теплота сгорания 1 м3 сухого газа подсчитывается по формуле смешения, кДж/м3:

.                         (23)

Расход кислорода, м3/м3, на горение горючего газа заданного состава при коэффициенте расхода воздуха :

.     (24)

Теоретический объем сухого воздуха, м3/м3, и  объем сухого воздуха  при n > 1 , м3/м3 определяются по формулам (12) и (13), соответственно.

Суммарный объем продуктов сгорания, образующихся при полном сгорании газообразного топлива, м3/м3:

,                           (25)

где  объемы отдельных составляющих:

;

;

;

.

Процентный состав  (доля) компонентов продуктов сгорания, содержание воздуха  в продуктах сгорания, %, и истинная энтальпия продуктов сгорания, кДж/м3, определяются по формулам (15), (16) и (18), соответственно.

Теплоёмкость топлива:

                         (26)

где  – средние теплоёмкости компонентов топлива при температуре подогрева топлива, кДж/(м3 . оС); Х – содержание компонентов в  рабочего состава топлива, .

Калориметрическая и действительная температуры горения определяются по формулам (20) и (21).

Смесь газов. Для смеси газов необходимо определить долю добавляемого газа и пересчитать состав смешанного газа, а затем вести расчет по изложенному выше алгоритму для газообразного топлива.

Доля  добавляемого в смесь газа:

,                                                     (27)

Скачать файл