Расход воздуха на горение

В расчетах принимают следующий состав сухого воздуха: азот – 79,0%, кислород – 21,0% по объему.

Теоретически необходимый для горения расход сухого воздуха (L₀) рассчитывают по следующим формулам:

для твердого и жидкого топлива

для природного газа

Достаточная полнота смешивания потоков топлива и воздуха обеспечиваются при некотором избытке воздуха.

Действительный расход сухого воздуха (L_д) равен:

где a – коэффициент избытка воздуха.

Минимальные допустимые значения a зависят от вида сжигаемого топлива, способа сжигания, конструкции топливосжигающих устройств и условий работы печи. Для газа и мазута a = 1,05–1,2; для пылевидного твердого топлива a = 1,20–1,25; при слоевом сжигании углей, антрацита и торфа в механических топках с непрерывной подачей топлива и золоудалением a = 1,3–1,4. Для снижения температуры продуктов горения топлива (ПГТ) по сравнению с теоретической температурой принимают бóльшие значения a: до 1,5 и более.

Пары воды, содержащиеся в атмосферном воздухе, незначительно увеличивают его расход по сравнению с сухим воздухом. Количество этой влаги учитывают с помощью влагосодержания атмосферного воздуха, выраженного в массовых %. Расход атмосферного воздуха (L_д’) при влагосодержании d (г/кг сухого воздуха) равен:

Влагосодержание d (г/кг сухого воздуха) можно определить по i–d-диаграмме Рамзина или по справочным таблицам [1], зная значения среднегодовой относительной влажности воздуха (j) и температуры для данной местности. Можно принять d = 10 г/кг сухого воздуха (при 20ºС и j = 60%).

Объем продуктов горения топлива

При полном сгорании любого топлива образуются следующие газообразные продукты: СО₂, Н₂О_газ, N₂, SО₂. Обычно горение происходит с избытком воздуха, поэтому в ПГТ присутствует О₂, содержание которого зависит от коэффициента избытка воздуха a.

Объемы дымовых газов по отдельности рассчитывают по формулам:

для природного газа

для твердого и жидкого топлива

где w_пар – количество пара, вводимого для распыления жидкого топлива в форсунках высокого давления, кг/кг топл.;

Объем кислорода V_О2рассчитывают по формуле (17).

Общий объем продуктов горения топлива рассчитывают по формуле:

Температура горения

При выполнении расчетов определяют действительную температуру дымовых газов при данных условиях горения топлива и сравнивают ее с заданной температурой технологического процесса, чтобы проверить, правильно ли выбрано топливо и условия его горения. При необходимости изменяют условия горения (величину a, температуру подогрева вторичного воздуха) и повторяют расчеты.

Рассчитывают общее теплосодержание продуктов горения топлива по формуле:

i общ = + + – , кДж/нм3,

(23)

где k – доля вторичного (подогреваемого) воздуха на горение;

i_возд = С_возд·t_возд – теплосодержание вторичного воздуха, которое определяют по линии воздуха на i–t-диаграмме при данной t_возд (рис. 1),

i_топл = С_топл·t_топл – теплосодержание подогретого топлива (С_СН4 = 1,55 кДж/(м³ К), С_мазут = 1,88 – 2,05 кДж/(кг К), С_уголь = 0,92 кДж/(кг К)), (С_возд, С_топл, С_СН4, С_мазут, С_уголь×– удельная теплоемкость воздуха, топлива, метана, мазута, угля соответственно). Если воздух и топливо не подогревают, вторым и третьим слагаемыми можно пренебречь;

q_дисс – теплота диссоциации СО₂ и Н₂О.

Потерями на диссоциацию СО₂ и Н₂О можно пренебречь, если пользоваться i–t-диаграммой, построенной с учетом диссоциации (сплошные линии на рис. 2).

Рассчитывают действительное теплосодержание ПГТ с учетом пирометрического коэффициента h на потери тепла от ПГТ в процессе теплообмена с окружающими их поверхностями:

i´ _общ = h · i _общ.

Значения h зависят от вида топлива и типа печи, т.е. типа топливосжигающих устройств (горелок или форсунок), они приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Пирометрический коэффициент для различных типов печей и видов топлива

С помощью i–t-диаграммы (рис. 1, 2) находят значение действительной температуры продуктов горения топлива при данных условиях горения.

Поиск по сайту: