Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Действительное количество воздуха, необходимое для горения,
Ьз = а?0, нм/кг (нм3), (15)
где а — коэффициент расхода воздуха, показывающий отношение действительного расхода воздуха к теоретически необходимому;
Избыточная часть воздуха
L„36 = (а - X)LV нм3/кг (назначения коэффициента расхода воздуха зависят от вида топлива, конструкции топливосжигающих устройств и условий их эксплуатации.
При факельном способе сжигания коэффициент расхода воздуха для всех видов топлива обычно находится в пределах
а = 1,05-5-1,25.
502
Если известен расход топлива В, кг/ч или нм /ч, то расход воздуха, необходимый для горения топлива, составит
К,„ = BL* нм3/ч- (16)
Атмосферный воздух содержит некоторое количество влаги, которое может быть выражено его влагосодержанием d, г/кг сухого воздуха. Тогда расход влажного, атмосферного воздуха:
L0' = (1 + 0,0016d)L0, нм3/кг (нм3)
La' = (1 + 0,0016d)La, нм3/кг (нм3) (17)
Увозт = BLa(l + 0,0016d), нм3/ч.
Влажность атмосферного воздуха увеличивает его объем примерно на 1,5 %, поэтому в расчетах горения топлива может не учитываться.
Количество продуктов горения при сжигании топлив всегда больше, чем количество израсходованного воздуха, на величину AV, которая зависит от вида топлива. Например, для природного газа теплотворностью 34542-36008 кДж/ нм3, значение AV = 1,00-5-1,02 нм3/нм3; для мазута теплотворностью 38730— 40615 кДж/кг значение AV = 0,63-5-0,70 нм3/кг; для коксового газа при Qk = 16750 кДж/нм3 AV= 0,68 нм3/нм3.
Общий объем продуктов горения при полном горении топлива будет равен сумме составляющих:
К = Vco2 + Vso2 + VH2o + \ + Vo2> нм3/кг (нм3)- (18)
Объемы отдельных составляющих можно найти по формулам Для твердого и жидкого топлив:
КСО2 = 0,01855Ср, нм3/кг; (19)
VSOi = 0,0075 Sp, нм3/кг; (20)
VHiQ = 0,112НР + 0,01240* + 0,0016dLs, нм3/кг; (21)
= 0,79La + 0,008NP, нм3/кг; (22)
V0^ = 0,21 (a - 1)I0, нм3/кг. (23)
Для природного газа количество продуктов горения определится по формулам
VC02 = 0,01(С02 + сн4 + 2С2Н6 + ЗС3Н8 + 4С4Н10 + 5С5Н,2), нм3/нм3; (24) VHiQ = 0,01 (2 СН4 + ЗС2Н6 + 4С3Н8 + 5С4Н10 +
+ 6С5Н|2 + Н20 + 0,16dLa), нм3/нм3; (25)
503
VN = 0,0IN, + 0,79L , hm3/hm3;
N2 ’ 2 ’ a’
VQ = 0,21 (a - 1 )L0, нм3/кг.
(26)
(27)
Для коксового газа объемы VN и VQ определяются по тем же формулам, что и для природного газа, объемы Ъ02 и Н20 находятся по формулам:
VC02 = 0,01(С02 + СО + сн4 + 2С2Н4 + 6С6Н6), нм3/нм3; (28)
V = 0,01H2S, нм3/нм3;
(29)
Общее количество продуктов горения при сжигании В, кг/ч (или нм3/ч) топ-
лива будет
Это количество дымовых газов соответствует только данному коэффициенту расхода воздуха, с которым идет процесс горения. При движении дымовых газов по дымоходам их количество увеличивается за счет подсосов окружающего воздуха через неплотности.
Количество дымовых газов, идущих через дымосос в дымовую трубу, будет равно:
где V0 — объем продуктов горения при коэффициенте избытка воздуха a = 1;
аобщ — общий коэффициент расхода воздуха с учетом подсосов окружающего воздуха.
Объем дымовых газов, уходящих из печи, увеличивается также за счет испарения влаги и разложения СаС03, MgC03, при нагреве сырьевых материалов.
При испарении п кг/ч влаги образуется водяных паров; нм3/ч:
Н20 = и/0,804.
1 кг СаС03 кг дает 0,222 нм3 С02;
1 кг MgC03 дает 0,264 нм3 С02.
Температура горения топлива. Различают калориметрическую, теоретическую и действительную температуры горения топлива.
При полном горении 1 кг (нм3) топлива количество выделяющегося тепла будет равно QJ кДж/кг (нм3). Если топливо и воздух, идущие для горения,
^дым = В\У0 + Кб* - 1 Нм3/Ч-
(32)
VQ = L0 + AV, нм3/нм3 (кг);
504
имеют температуру выше нуля, то они вносят свою долю физического тепла пропорционально произведению теплоемкости, температуры и их количества. При условии отсутствия потерь тепла в процессе горения и полного тепловыделения все тепло топлива и воздуха пойдет на нагрев продуктов горения, и они будут обладать максимально возможным теплосодержанием.
Следовательно, баланс тепла
где CJtT = iT — физическое теплосодержание топлива при его температуре t в
Отсюда получим, что общее теплосодержание дымовых газов равно сумме трех величин:
Эту температуру горения называют калориметрической или балансовой. Однако при высоких температурах горение топлива даже при теоретических условиях не дает полного тепловыделения, соответствующего
QJ + СА+ CJA = кД‘ж/кг (нм3)>
(33)
ккал/кг (нм3); CtL& = iB'La — физическое тепло воздуха в ккал/кг (нм3); / = C tK — общее теплосодержание продуктов горения в ккал/нм3.
общ
(34)
или
;, = i + L + i, кДж/нм ,
общ ХИМ Т в’ э
(35)
где
i =QP/V, кДж/нм3;
хим ^ и а7 ' ’ 7
/г= (Ст*тУК, кДж/нм3;
К = (CJLУК = кДж/нм3.
При этих условиях температура горения:
t
Qh + CTtT + CHtHLa
, °С. (36)
50S
Диссоциация обусловлена обратимостью реакций горения, поэтому при высоких температурах горение СО и Н2 не может быть завершено полностью, несмотря на свободный кислород в продуктах горения:
С02 <-» СО + '/2 02;
Н20 <-> Н2 + 72 о2.
