Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
От = пс —я„ + ns — п0, Моль/кГ. (X, 22)
Практический расход кислорода:
On = а От, Моль/кГ (X, 23)
Так как объемное (или, что то же самое,—молярное) содержание кислорода в воздухе составляет 21%, то практический расход воздуха (сухого) составит
1п=4г~°п' мольікг- .. (х> 24>
В других единицах практический расход воздуха будет равен
29. -М-On, кГ\кГ или 22,4.^^-Оп, нм'/кГ.
21 21
I
Состав дымового газа в расчете на 1 кГ топлива при полном сгорании будет:
¦ 1
двуокиси углерода
NcO2 = пс, Моль/кГ; (X, 25)
сернистого газа
NsO2 = Ws г Моль j'кГ; (X, 26)
азота
79
Nn= —^- Zn + Моль/кГ; , (X, 27)
Д. v/V-/
M 1
свободного кислорода
W0 = On-От=(а—1) От, Моль/кГ; (X, 28)
водяного пара
Nh2O= пн + «v + -?- + 29'Lon'X Моль/кГ, (X, 29)
18 18
279
где Z
ф
X
расход форсуночного пара при паровом распылива-нии жидкого топлива в кГ на 1 кГ топлива; обычно Z ^ 0,4-0,5 кГ\кГ\
практический расход сухого воздуха, Моль/кГ;
-влагосодержание воздуха, кГ\кГ сухого воздуха. Для газообразного толлива, обычно, расход воздуха и состав дымовых газов относят к 1 нмъ топлива; с этой целью
отнесенные к 1 кГ
достаточно величины
топлива умножить
на
22,4
где Мт—средний молекулярный вес газового топлива, 22,4—объем 1 Моля любого газа в нмг* .
График l—t. Для расчета и анализа работы трубчатой печи удобно пользоваться графиком
l—t, показывающим зависимость между температурой и теплосодержанием дымовых газов, отнесенных к 1 кГ топлива (фиг. 98).
Теплосодержание дымового гдза, являющегося смесью отдельных компонентов, может быть найдено на основе аддитивности этого свойства:
УуККйЛІКГ{ГГЮПЛ)
Фиг. 98. График I—t
і
t
S (Nqt )i = tZ(Nmc)u (X, 30)
где t
С;
Ni
І
температура,
теплосодержание при температуре t дымовых газов,
полученных в результате сгорания 1 кГ топлива, ккал)кГ (топл.);
числа молей отдельных компонентов дымового газа» МольїкГ (топл.);
теплосодержание отдельных компонентов дымового газа при температуре t, ккал\Моль.
(qt)
і
(m-c)rt,
(X, 31)
Ci
где mi—молекулярный вес отдельных компонентов дымового
газа;
средняя изобарная теплоемкость (в пределах от 0 до fC) компонентов дымового газа, ккалікГ °С.
Определив по уравнению (X, 30) значения / для ряда температур, можно построить кривую зависимости / от t. Обычно значения / откладываются на оси абсцисс. Так как при увеличении коэффициента избытка воздуха количество дымовых газов возрастает, то при одной и той же температуре с уве-
280
личением а их теплосодержание в расчете на 1 кГ топлива увеличивается. Поэтому для одного и того же топлива с
увеличением а кривая I—t располагается под меньшим углом к оси абсцисс (см. фиг. 98).
Теоретическая температура горения. Введем следующие обозначения:
QH—низшая теплотворная способность;
qT—тепло, внесенное 1 кГ нагретого топлива, т. е. удель-.
ное теплосодержание топлива; qB—тепло, внесенное в топку с воздухом, в расчете на 1 кГ топлива;
тепло, внесенное форсуночным паром, в расчете на 1 кГ топлива.
Значения qr, q$ и qB могут быть определены по формулам:
qT = c^-tTt ккал\кГ (топл.); (X, 32)
?Ф = 'ф-2Ф» ккалІкГ (топл.), (X, 33)
^ = (0,24 4 + 0,46-^ + 595*) In, ккал/кГ (топл.) - (X, 34)
или приближенно
qB = 0,24 tB Ln ккал\кГ. * (X, 35)
где ст—удельная теплоемкость топлива, ккал]кГ 0C; tT—температура топлива, °С;
Ln—практический расход сухого воздуха, кГ/кГ (топл.);
влагосодержание воздуха, кГ\кГ\ 4—температура воздуха при входе в топку, 0C; іф—удельное теплосодержание форсуночного пара,
ккал\кГ\ \
Z^—расход форсуночного пара, кГ\кГ (топл.). \ При изучении топок за теоретическую (или максимальную) температуру горения, обычно, принимают такую температуру, до которой нагрелись бы дымовые газы, если бы все тепло
(Qh + Ят +<7в + <7ф) затрачивалось только на их нагревание. При этом предполагается, что диссоциации компонентов дымового газа (CO2, H2O), а также потерь тепла не происходит. Теоретическая температура легко может быть найдена при
наличии графика I—t (см. фиг. 98).
Для одного и того же топлива с уменьшением коэффицие^ та избытка воздуха теоретическая температура горения (tTQOp) будет возрастать.
Действительная температура в топке будет ниже теоретической, так как часть теплоты теряется /через теплоизоляцию печи, а часть теплоты—лучеиспусканием передается
радиантным трубам (так называемая прямая отдача радиантным трубам). /
281
4.определение полезной тепловой нагрузки
печи
В печи могут быть помещены несколько самостоятельных змеевиков для нагревания потоков различных веществ (сырье, теплоноситель для кипятильников, отработанный в насосах водяной пар и т. д.).
Вся полезная тепловая нагрузка печи (?)пол) будет равна сумме теплот, полученных отдельными потоками (Qi)
<ЭП0Л. = E Qi, ккал\час. (X, 36)
При практических расчетах, с целью использования существующих данных об удельных теплосодержаниях, обычно тепло Q, полученное в печном змеевике за T час любым сырьг ем, определяют по следующему выражению
