СОСТАВ И ОБЪЕМ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

При сжигании твердого и жидкого топлива образуются следующие объемы продуктов сгорания, м3/кг:

Vro,, = 0,01866 (С р + 0,375Sр); (2.4)

KЈ3=0,79r° + 0,008NP; (2.5)

Г£2О = 0,11Ї Нр + 0,0124^р + 0,0161К° + 1,24аф, (2.6)

Где Оф — расход пара на распыл 1 кг мазута, кг/кг;

V0r = V^+Vl+Vlo. (2.7)

При сжигании сланцев объем трехатомных газов за счет карбонатной углекислоты составит

^=^ + 0,509^^, (2.8)

Где Vro2 — расчетный объем трехатомных газов в продуктах сгорания по (2.4).

Тогда полный объем газов при <х=1

Vr = +0,509 (2.9)

Где V°r определяется по (2.7).

При сжигании природного газа объем продуктов сгорания,

М3/м :

К£2 = 0,79К° + 0,0Ш2; (2.10)

FROj = 0,01 (J> CmHn + С02 + СО + H2S); (2.11)

= (S^CmH„ + H2S + H2 + 0,124^r + 0,0161F°), (2.12)

Где DT — влагосодержание газообразного топлива, которое в за­висимости от температуры газа принимают:

Г, 0 С……………………………………………………………… о 10 20

D г/м3 …………………………………………………………… 5,0 10,1 19,4

Действительные объемы воздуха и продуктов сгорания, м3/кг, при коэффициенте избытка воздуха а:

Кв = асК°; (2.13)

^o=^o + 0,0161(a-l)F°; (2.14)

Кг = Г? + 1,0161(а-1)К°. (2.15)

13

Масса продуктов сгорания, кг/кг, при сжигании твердого и жидкого топлива

= 1-/^+1,306 а (2.16)

Плотность и масса продуктов сгорания при сжигании газообразного топлива, кг/м3:

Рг. тл=0,01 [1,96 С02 +1,52 H2S 4-1,25 N2 +1,43 02 +

+1,25 СО+0,0899 Н2+£ (0,:536,т+0,045 и)СмНя ]; (2.17)

Сг = р°.ТЛ + <*г-10-3 + 1,306аК°. (2.18)

Объемные доли трехатомных газов и безразмерная кон­центрация золы в продуктах сгорания:

Гко=Ко2/Уг; (2.19)

>н, о = Г„20/^; (2-20)

»зл = А»ауи/(вг-Ю0), (2.21)

Где ауп—доля золы, уносимой продуктами сгорания, определя­ется по табл. П7.

Объем продуктов сгорания при рециркуляции газов, м3/кг,

K.P*=K+rVr. OT6, (2.22)

Где VT отб—объем продуктов сгорания в сечении за местом отбора; г—доля отбираемых газов на рециркуляцию.

Избытки воздуха в газовом тракте при известном значении избытка на выходе из топки ат составляют: в объеме топки в зоне горелок а =ат —Аат; в газоходе за топкой а, = ат+£ Ааг, где Дат, Да,-— присосы воздуха в топке и в повер­хностях за топкой.

Относительный избыток горячего воздуха в горелке при сжигании твердого топлива составляет

Prop ^гор ^ ^пл>

Где Аапл — присосы воздуха в пылеприготовительной установке. ПРИМЕРЫ

Пример 2.4. Определить объемы продуктов сгорания для кузнецкого угля марки СС, приведенного в примере 1.1.

Решение. Определяем составляющие продуктов сгорания по (2.4)—(2.6):

VKOi = 0,01866 (64,34 + 0,375 • 0,38) = 1,20 м3/кг;

^0 = 0,111-3,45 + 0,0124• 12,0 + 0,0161 ■ 6,417 = 0,64 м3/кг;

F&j = 0,79-6,417+0,008-1,53 = 5,08 м3/кг.

Суммарный объем; продуктов сгорания по (2.7) V°R = 1,20 + 0,64 + 5,08 = 6,92 м3/кг.

Пример 2.5. Как изменится объем и объемные доли трехатомных продуктов сгорания и водяных паров при сжига­нии подмосковного бурого угля (приложение, табл. П1, топливо № 10) при избытке воздуха а =1,20, если его влажность увеличилась до 40,0%?

Решение. Элементный состав подмосковного бурого угля следующий: = 32,0%; Лр = 28,6%; Sp = 2,7%; Ср = 26,0%; Нр = 2,1%; Np = 0,4%; Ор = 8,2%.

Коэффициент пересчета на новую рабочую влажность

100— И^Р 100-40,0 К=—^—=0,882.

100- W 100-32,0

В соответствии с этим А = 28,6 -0,882 = 25,24%; = 2,7 -0,882 = = 2,38%; Ср2 = 26,0-0,882 = 22,94%; Н§ = 2,1 -0,882= 1,85%; N5 = = 0,4 — 0,882 = 0,35%; Ор2 = 8,2 • 0,882 = 7,24%.

Проверка полученного элементного состава: 25,24+2,38 + 22,94 + 1,85+0,35 + 7,24 + 40,0= 100,0%.

Объемы воздуха и продуктов сгорания для исходного топлива:

F° = 2,68 м3/кг; FRO2 = 0,50 м3/кг; Fg3 = 2,12 м3/кг; ^н2о = 0,69м3/кг; F?=3,31 м3/кг.

При избытке воздуха а =1,2 объем газов в соответствии с (2.15)

Vr = 3,31 +1,0161 (1,20 -1,0) 2,68 = 3,85 м 3/кг.

Объем водяных паров по (2.14)

FHj0 = 0,69+ 0,0161 (1,20-1,0)2,68 = 0,70 м3/кг.

Доли трехатомных газов в соответствии с (2.19) и (2.20): гКОг = 0,50/3,85 = 0,130; гНг0 = 0,70/3,85 = 0,182.

Определяем объемы воздуха и продуктов сгорания для угля с влажностью И^|=40,0%.

Теоретическое количество сухого воздуха находим по (2.1):

= 0,0889 (22,94+0,375 -2,38)+0,265 • І,85- -0,0333-7,24 = 2,37 м3/кг.

Теоретические объемы продуктов сгорания для нового состава топлива по (2.4)—(2.7):

KROi=0,01866 (22,94 + 0,375 • 2,38) = 0,44 м3/кг;

*н, о = 0,111 1,85 + 0,0124-40,0+0,0161 -2,37 = 0,74 м3/кг;

FS2 = 0,79-2,37 + 0,008-0,35 = 1,88 м3/кг;

= 44+0,74+1,88 = 3,06 м3/кг.

При избытке воздуха ос =1,2 находим объемы газов по (2.15): = 3,06 +1,0161 (1,2 -1,0) 2,37 = 3,54 м 3/кг и водяных паров по (2.14):

КНгО = 0,74 + 0,0161 (1,2-1,0)2,37 = 0,75 м3/кг.

Определяем доли трехатомных газов и водяных паров:

‘но, = 0,44/3,54 = 0,124; гН20 = 0,75/3,54 = 0,212.

Таким образом, за счет снижения теплоты сгорания полный объем газов при возрастании влажности топлива несколько снизился, объем и доля трехатомных газов сократились, а водяных паров увеличились.

Пример 2.6. Определить коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания при сжигании экибастузского угля (приложение, табл. П1, топливо № 9), если известно, что содержание кислорода в газоходе равно 3,5%; содержание трехатомных газов 14,17%.

Решение. Избыток воздуха в газоходе при известной концентрации кислорода определяется по формуле

А = 21/(21 —02),

Где 02—содержание кислорода в продуктах сгорания, %.

При известном содержании R02 в газовом потоке значение а находят по формуле

Ос« R02aKe/R02,

Где R02aK’—максимальное содержание грехатомных газов в продуктах сгорания топлива при а =1,0.

1. Определяем избыток воздуха по кислороду:

А = 21/(21 -3,5)= 1,20.

2. Определяем избыток воздуха по R02. В соответствии с табл. ПЗ приложения для экибастузского угля (№ 9) максималь­ное содержание FROj = 0,84 м3/кг, теоретический объем газов = =4,94 м /Кг. В процентном отношении RO^^^Ro jV®) Х Х 100=(0,84/4,94) -100= 17,00%, тогда а = 17,0/14,17 = 1,20."

Пример 2.7. Для кузнецкого угля марки СС (пример 2.4) определить плотность продуктов сгорания при температуре 0Г = 850°С и избытке воздуха а =1,2, а также концентрацию золовых частиц при доле уноса яун = 0,95.

Решение. Суммарный объем продуктов сгорания при нор­мальных условиях Гг =6,92 м3/кг. Для избытка воздуха а = 1,2

VT = 6,92 + 1,0161 (1,2 -1,0) • 6,42 = 8,2 м3/кг, где К° = 6,42м3/кг (см. пример 2.1). 16

Масса продуктов сгорания на 1 кг топлива по (2.16)

GT = І 1,306 -1,2 • 6,42= 10,94 кг/кг.

Плотность газов при нормальных условиях (0° С и 760 мм рт. ст.) составляет

P? = Gr/Kr = 10,94/8,2= 1,33 кг/м3.

Плотіїость газов в реальных условиях

?7Я 977

Расчетная концентрация золовых частиц в потоке газов составляет по (2.21)

Пример 2.8. Определить размеры коробов уходящих газов после парового котла, сжигающего сернистый мазут (приложе­ние, табл. П1, топливо № 19). Расход мазута Вм = 8,3 кг/с, температура уходящих газов Эух = 150° С при избытке воздуха аух=1,18. Принять скорость уходящих газов нг~ 10 м/с, соот­ношение сторон газохода 1:4, количество коробов 2.

Решение. 1. Определяем в соответствии с (2.15) объем продуктов сгорания на 1 кг топлива:

VT= 1,27 +1,0161 (1,18 — 1) 10,45 = 13,18 м3/кг.

2. Секундный расход уходящих газов:

П = 3^=169,5 м*,с.

3, Необходимое сечение одного газохода

^ V/ 169,5

^,475 м2.

2н — 2-Ю

4. Линейные размеры газохода в соответствии с соотноше­нием сторон 1:4. Принимаем ширину газохода B — 4H. ТогдА

Сечение___ газохода Fr = hb=^4h2. При этом h — V/FJ4- =

= v/8.475/4 = 1,45 м; Ъ^А-1,45 = 5,80м.

ЗАДАЧИ

Задача 2,4. Определить, насколько объем газов за пароперегревателем превосходит объем воздуха, пост>паюшего через горелки в паровом котле с избытком воздуха за топочной камерой 1.20, присосами воздуха в ней 0,05, в пылесистеме 0,04 и присосами воздуха в пароперегревателе 0,03. Топливо — промпродукт каменных углей маріи Г (приложение, табл. П1, топливо № 7).

17

Задача 2.5. Определить состав продуктов сгорания в уходящих газах (KRCb. V°Nl, FH2o, У?, fy фи сжигании донецкого угля марки Д (приложение, табл. П1, топливо № 1) при а= 1 и избытке воздуха в уходящих газах аух= 1,35.

Задача 2.6. Как измештся состав продуктов сгорания в уходящих газах (данные — см. задачу 2.5) при изменении JVP с 13 до 18 и 23%?

Задача 2.7. Как измештся соотношение объемов воздуха через горелку и продуктов сгорания зг пароперегревателем для условий задачи 2.4 при работе котла под, наддуюм?

Задача 2.8. Определить теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания при разомкнутой схеме сушки назаровского бурого угля (приложение, табл. П1, топливо № 15). Принять влажность пыли 15,0%.

Задача 2.9. Определить необходимое сечение канала горячего воздуха при температуре 300′ С, избыточном давлении в газоходе 3000 Па для котла, сжигающего нерюнгринсмй уголь (приложение, табл. П1, топливо № 16) в количестве 23,8 кг/с. Прі решении задачи принять скорость воздуха 15 м/с, количество газоходов 2, форма—круглая (1-й вариант) и прямоугольная с соотношением сторон 2 1 (2-й вариант); принять отношение объема воздуха к теоретически необходииому (5=1,16 и барометрическое давление 750 мм рт. ст. (99 990 Па).

Задача 2.10. Определить объем воздуха для горения и объем продуктов сгорания в топке при схигании эстонских сланцев (приложение, табл. П1, топливо № 17). Избыток юздуха в топке принять а =1,3; сжигание — камерное.

Задача 2.11. Как измінитея объем и объемные доли трехатомных газов и водяных паров, если при сжигании челябинского бурого угля (приложение, табл. П1, топливо № 12) избыток воздуха увеличить с 1,2 до 1,3?

Ваш отзыв

Рубрика: РАСЧЕТ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *