Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
44/(12-1,964)= 1,866 м3.
Здесь 1,964 — плотность С02 при нормальных условиях, кг/м3. Аналогично определяются KsOi и УнГО-
Суммарный объем трехатомных газов определяется по формуле, м3/кг:
CP ,
VKOl = 1,866-^-+ 0,7 = 0,01866 (Ср + 0,0375SgP+K) = 0,01866КР, (3.36)
где Кр = Ср + 0,0375 Sgp+It.
При сжигании сланцев объем трехатомных газов дополнительно включает в себя продукты разложения карбонатов.
Теоретический объем азота топлива и воздуха в продуктах горения определяется по формуле
79 тчтр
Vt = —~У9л -А__—_= 3 761/9-, + 0Q08NP
21 °г+ 100-1,251 ^/{э|/о2 + И,ИИБП ,
или
У%г = 0,79F° + 0,Q08NP, (3.37)
где 1,251 — плотность азота при нормальных условиях, кг/м3.
Водяной пар в топочных газах получается в результате сгорания водорода в количестве 9Нр/(100- 0,804) = 0,111НР и испарения влаги топлива ^7(100-0,804) = 0,0124Wp. Кроме того, влага поступает с воздухом, идущим на горение. При влагосодержании воздуха aa = 10 г/кг или 13 г/м3 объем водяного пара при испарении влаги воздуха составит
4К°/(1000-0,804) = 0,0161.
При наличии парового (форсуночного) дутья G,p (кг/кг) в продуктах горения будет содержаться этот пар в объеме Оф/0,804 = l,24G<j). В этих формулах 0,804 — плотность водяного пара при нормальных условиях, кг/м3.
Таким образом, теоретический объем водяного пара определяется
241
суммированием по формуле, м3/кг:
V%2o = 0,ШНр + 0,0124 + 0,0167° + 1,24бф. (3.38)
Аналогично определяется объем продуктов сгорания газового топлива. Расчетные формулы в этом случае имеют следующий вид, м3/м3:
Vm2 = 0,01 (С02 + СО + H2S + ? mCmH„); (3.39)
V\2 = 0,797° 4- 0,01 N2; (3.40)
V°HI0 = 0,01 (n2 + H2S + ^yCmH„ + 0,124Jr + 0,124rfB7°J, (3.41)
где dr — влагосодержание газового топлива, г/м3.
При коэффициенте расхода воздуха а > 1 продукты сгорания содержат дополнительный объем воздуха и влагу этого воздуха. Поэтому для твердого, жидкого и газового топлив расчет объема продуктов сгорания ведется по формулам, м3/кг (м3/м3):
Ver = VROl + V°Ul + (ос + 1) 7°; (3.42)
V„2o= V°H2O + 0,0161 (a - 1)7°; (3.43)
Vr=Vc.r+ VHz0. (3.44)
При испытании действующих агрегатов для определения состава дымовых газов пользуются различными газоанализаторами, из которых наибольшее распространение нашел химический газоанализатор Орса, основанный на избирательном поглощении продуктов сгорания соответствующими реактивами.
Водяные пары конденсируются и полученные результаты анализа относятся только к сухим продуктам сгорания. Для полного горения: VCT = 7R0 + 7N + 7Qj, или в процентах по объему: R02 + N2 + + 02 = 100.
Так как 7С>Г = (7ROi/R02) 100, то подставив VROi из (3.36), получим
Vc.r = 0,01866Kp/RO2, (3.45)
где КР = С + 0,375SP; Ср и Sp - в %
Зная состав продуктов горения по данным анализа газов, можно определить коэффициент избытка воздуха при полном горении
Va Рд / УЮЛ ./. 7902
= 'V - 1г 100-рю,+ <>,))• . (346)
где Утб — избыточный объем воздуха; коэффициенты 79 и 21 — объемное содержание азота и кислорода в воздухе, %. В случае неполного горения до СО коэффициент избытка воздуха рассчитывается по формуле
гу-1/1 79 О2-0,5СО\ / Р2 - 0,5СО \ ...„.
а " 1\1 " -24—^-) = 1\1 - 3'67 100-(МО2 + О2))- (3'47)
242
При расчетах топочных устройств, печей и парогенераторов необходимы данные о парциальном давлении трехатомных газов и водяных паров, обладающих излучательной способностью. В этом случае парциальные давления определяются по объемным долям компонентов по формулам для газовых смесей:
PRO2 = P(WV..); (3.48)
Рп2о = р(УНіо/Ц), (3.49)
где р — общее давление продуктов сгорания, равное при отсутствии наддува атмосферному, т. е. 0,0981 МП а.
Энтальпий продуктов сгорания. Энтальпия продуктов сгорания 1 кг твердого топлива или 1 м3 газообразного топлива может быть вычислена по известной формуле
Я = Kc.tr, (3.50)
где Vr — объем продуктов сгорания, м3/кг; сг — средняя объемная теплоемкость при постоянном давлении продуктов сгорания, МДж/м3; г,- — температура газа, °С.
Обычно в таблицах наряду с теплоємкостями приводятся объемные энтальпии продуктов сгорания h = cpt. Тогда расчет энтальпии продуктов полного горения при а = 1 проводится по формуле, МДж/кг (МДж/м3):
Я? = FRo2 {сіког + Vl2 (cr)Nj + VHl0 (ct)Hlo. (3.51)
С учетом избыточного воздуха (а — 1) V0:
Яг = Я? + (а- 1)ЯВ°, (3.52)
где Но = V0 (сг)в — энтальпия теоретически необходимого объема воздуха и (ст)в - энтальпия 1 м3 влажного воздуха, МДж/м3.
При определении (cr)Ro2 учитывается, что содержание S02 в продуктах сгорания относительно мало и значение энтальпии берется, как для С02.
По приведенным формулам могут быть рассчитаны энтальпии продуктов сгорания заданного топлива для разных значений коэффициентов избытка воздуха а и построена Яг-диаграмма.
Пользуясь Яг-диаграммой, можно легко определить энтальпию продуктов горения при любой заданной температуре.
§ 3.4. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
Топочным устройством или топкой называется часть промышленной установки, предназначенная для сжигания топлива с целью получения продуктов сгорания высокой температуры и высокой энтальпии.
