Определение объемного и массового расхода воздуха для топлива. Теоретическое количество сухого воздуха необходимого для полного сжигания топлива

Задача 12.

При лабораторных исследованиях был получен следующий элементный состав кузнецкого угля марки СС пониженного качества С^г= 84%, Н^г=4,5%, N^г=2%, О^г= 9%, S=0,5%. Влажность и зольность на рабочую массу равны W^р= 12% и А^р=11,4%.

Определить объемный и массовый расход воздуха для топлива.

Решение:

Определяем теоретическое количество сухого воздуха необходимого для полного сжигания топлива (α=1)находим:

Объемный расход воздуха, м³/кг:

V⁰=0,0889(С^Р+0,375S^Р)+0,265Н^Р-0,0333О^Р

V⁰=0,0889(64,34+0,375*0,38)+0,265*3,45-0,0333*6,9=6,42 м³/кг

Массовый расход воздуха, кг/кг

L⁰=0,115(С^Р+0,375S^Р)+0,342 Н^Р-0,0431 О^Р

L⁰=0,115(64,34+0,375*0,38)+0,342*3,45-0,0431*6,9=8,3 кг/кг

Задача 13.

Определить объемный расход воздуха для сжигания природного газа Бухарского месторождения, имеющего горючий состав: метан СН₄=94,9%, этан С₂Н₆=3,2%, пропан С₃Н₈=0,4%, бутан С₄Н₁₀=0,1%, пентан С₅Н₁₂=0,1%.

Решение

При сжигании природного газа объемный расход, м³/м³, определяется:

V⁰=0,0476[∑(m+n/4)С_mН_n+0,5(СО+Н₂)+1,5Н₂S-О₂]

V⁰=0,0476[(1+4/4)94,9+(2+6/4)3,2+(3+8/4)0,4+(4+10/4)0,1+(5+12/4)0,1]=9,73 м³/м³                 

Задача 14.

Определите теоретически необходимое количество воздуха при сжигании смеси твердого и газообразного топлива (кузнецкого угля марки СС и бухарского природного газа), элементарный состав: С^г= 84%, Н^г=4,5%, N^г=2%, О^г= 9%, S=0,5%,W^р= 12%, А^р=11,4%, метан СН₄=94,9%, этан С₂Н₆=3,2%, пропан С₃Н₈=0,4%, бутан С₄Н₁₀=0,1%, пентан С₅Н₁₂=0,1%.

Доля природного газа в общем тепловыделении q″=0,4, их низшая теплота сгорания соответственно равны Q ^{Р ′}_Н = 27420 кДж/кг и Q ^{Р ′′}_Н=36720 кДж/м³.

Решение.

Для смеси твердого (или жидкого) и газообразного топлива теоретически необходимое для горения объемное количество воздуха определяется:

q′=1- q′′=1-0,4=0,6

количество газа, приходящееся на 1 кг твердого топлива, находится:

χ =(1-q′) Q ^Р ′_Н/(q′ Q ^Р ′′_Н)=(1-0,6)27420/0,6*36720=0,498

V⁰= V⁰ ′+ χ V⁰ ′′

V⁰ ′, V⁰ ′′- соответственно объемные расходы воздуха для первого и второго топлив.

V^{0 ′}=0,0889(С^Р+0,375S^Р)+0,265Н^Р-0,0333О^Р

V^{0 ′}=0,0889(64,34+0,375*0,38)+0,265*3,45-0,0333*6,9=6,42 м³/кг

V^{0 ″}=0,0476[∑(m+n/4)С_mН_n+0,5(СО+Н₂)+1,5Н₂S-О₂]

V^{0 ″}=0,0476[(1+4/4)94,9+(2+6/4)3,2+(3+8/4)0,4+(4+10/4)0,1+(5+12/4)0,1]=9,73 м³/м³              

V⁰= 6,42+ 0,498· 9,73=11,26 м³/кг.

Задача 15.

При лабораторных исследованиях был получен следующий элементный состав кузнецкого угля марки СС пониженного качества С^г= 84%, Н^г=4,5%, N^г=2%, О^г= 9%, S=0,5%. Влажность и зольность на рабочую массу равны W^р= 12% и А^р=11,4%.определить элементный состав на рабочую массу топлива.

Решение: для пересчета с горючей массы на рабочая используем коэффициент пересчета:

К=(100 -W^р-А^р )/100=(100-12-11,4)/100=0,766

Отсюда получаем:

С^р=С^г*К=84*0,766=64,34%

Н^р=Н^г*К=4,5*0,766=3,45%

N^р=N^г*К=2*0,766=1,53%

О^р=О^г*К=9*0,766=6,9%

S^р=S^г*К=0,5*0,766=0,38%

Проверка: суммарный элементный состав топлива на рабочую массу

64,34+3,45+1,53+6,9+0,38+12+11,4=100%

Задача 16.

Задан следующий элементный состав на горючую массу кузнецкого угля марки СС пониженного качества С^г= 80,2%, Н^г=3,3%, N^г=2,1%, О^г= 14%, S=0,4%. Известно что зольность сухой массы А^с= 22,12%. Определить элементный состав топлива на рабочую массу при W^р=15%.

Решение: коэффициент пересчета масс имеет вид (100 -W^р-А^р )/100. для его использования пересчитаем зольность с сухой массы на рабочую

А^р=А^с(100-W^р)/100=22,12(100-15)/100=18,8%;

Отсюда получаем К=(100-W^р-А^р)/100=(100-15-18,8)/100=0,662

Определяем элементный состав на рабочую массу:

  С^р=С^г*К=80,2*0,662=53,09%

Н^р=Н^г*К=14*0,662=9,27%

N^р=N^г*К=3,3*0,662=2,18%

О^р=О^г*К=2,1*0,662=1,39%

S^р=S^г*К=0,4*0,662=0,27%

Проверяем полный элементный состав на рабочую массу:

53,09+2,18+9,27+1,39+0,27+18,8+15=100%

Задача 17.

Для кузнецкого угля (элементный состав С^г= 84%, Н^г=4,5%, N^г=2%, О^г= 9%, S=0,5%, W^р= 15% и А^р=11,4%)определить Q^С_Н, Q^Г_Н, Q^Р_В. Если низшая теплота сгорания рабочей массы равна Q ^Р_Н = 23990 кДж/кг.

Решение:

Q^Р_В= Q ^Р_Н+25,1(W^р+9 Н^р)=23990+25,1(12+9*3,45)=25071 кДж/кг

Н^р- величина посчитана в задаче 15.

Q^С_Н= (Q ^Р_Н+25,1 W^р)100/(100- W^р)-226Н^с=(23990+25,1*12)-226*3,92=27604-886=26718 кДж/кг

Q^Г_Н=( Q ^Р_Н+25,1 W^р)100/(100- W^р- А^р)-226 Н^г=(23990+25,1*12)100/(100-12-11,4)-226*4,5=30695 кДж/кг.

Задача 18.

Насколько увеличивается высшая и низшая теплота сгорания рабочей массы угольной пыли Назаровского угля (W^р=2,6%) при переходе от замкнутой схемы сушки к разомкнутой с окончательно влажностью пыли W^ПЛ = 10%. Исходная низшая теплота сгорания рабочей массы топлива равна Q ^Р_Н=13020 кДж/кг.

Решение: определяем низшую теплоту сгорания пыли:

Q ^ПЛ_Н=( Q ^Р_Н+25,1 W^р)(100- W^ПЛ)/(100- W^р)-25,1 W^ПЛ=(13020+25,1*39)(100-10)/(100-39)-25,1*10=20403 кДж/кг

Находим высшую теплоту сгорания исходного топлива и пыли:

Q^Р_В= Q ^Р_Н+25,1(W^р+9 Н^р)=13020+25,1(39+9*2,6)=14586 кДж/кг

Q^ПЛ_В= Q^Р_В(100- W^ПЛ)/(100- W^р)=14586(100-10)/(100-39)=21520кДж