velikol.ru
1



1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА


Определяется расход воздуха, количество и объемный вес продук­тов горения на единицу топлива и температура горения. Составляется материальный баланс процесса горения топлива и рассчитывается теп­лота сгорания. Рассмотрим сущность этого расчета на конкретных примерах.


ПРИМЕР № 1:


Спроектировать камерную печь с выдвижным подом для отжига заготовок размером 600х700х800 мм из стали 5ХНГ. Производитель­ность печи 40 тонн за садку.

Топливо — полукоксовый газ состава:

















11.2

2.8

0.4

7.2

20.9

47.3

10.2

20

Температура подогрева воздуха в рекуператоре 500 оС.


Определить расход воздуха, объемный выход продуктов сгорания, температуру горения данного газа и его теплотворную способность.


Перед началом аналитического расчета необходимо установить коэффициент расхода воздуха. Коэффициент расхода воздуха определяется видом топлива и типом выбранного топливосжигающего устройства (табл. 1).

Таблица 1

Выбор коэффициента расхода топлива


Топливо

Топливосжигающее устройство


*

%

Доменный, газогенераторный, коксодоменный, природный газ


Длиннопламенные горелки *


1.15 — 1.30


2 — 3

Все виды газообразного топлива

Короткопламенные горелки **


1.05 — 1.15


1 — 2

Мазут, смола

Форсунки ***

1.15 — 1.35

2 — 3


* Применять значения коэффициента расхода воздуха () меньшее для горелок и форсунок, дающих лучшее перемешивание топлива с воздухом, большее при худшем перемешивании.

** В термических печах короткопламенные горелки рекомендуется направлять на кладку, например, на свод и использовать косвенную передачу тепла металлу или производить полное сжигание топлива до выхода газов в рабочее пространство.

*** В термических печах мазут рекомендуется сжигать в топках, отделенных от рабочего пространства.

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ВОЗДУХА


Для данной печи применяют горелку с регулируемой длиной факела. Эта горелка может работать как короткопламенная и как длиннопламенная. Принимаем =1.15, при этом относительный химический недожог топлива будет составлять =2 %.Температура воздуха, поступающего в воздухопровод, равна 22 oС. Согласно справочным данным в насыщенном воздухе при данной температуре находится .


  1. Определение объема кислорода, необходимого для полного сжигания газа.





  1. Определение теоретического расхода воздуха.

;

  1. Определение действительного расхода сухого воздуха.

;

  1. Определение действительного расхода влажного воздуха.

;


^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОГО ВЫХОДА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ


  1. Определение в продуктах сгорания.





  1. Определение количества в продуктах сгорания.

;

3. Количество избыточного в продуктах сгорания.

;

4. Объем водяных паров в продуктах сгорания при теоретическом расходе воздуха.





5. Объем водяных паров в продуктах сгорания при практическом расходе воздуха.





  1. Объем продуктов сгорания.





7.Состав продуктов сгорания при полном горении.

; ; ;

; ; ;










9.56

69

19

2.42



Составим материальный баланс топлива на 100 газа.


ПРИХОД:


кг; кг;

кг; кг; кг;

кг; кг; кг;

молекулярный вес

Влага топлива:

кг

Воздух сухой:

кг

Влага воздуха:

кг


компоненты















влага топл.

возд. сух.

Влага

в-ха

кг

22

3.5

0.57

9

1.86

33.7

13

2

836

13.42


ИТОГО: 935.05 кг


РАСХОД:


кг; кг;

кг; кг;

кг; кг;

кг; кг


ИТОГО: 921.7 кг


Компо-ненты









неувязка

ИТОГО

кг

140

114

643

257

13.35

935.05



^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ПОЛУКОКСОВОГО ГАЗА

; где ; ;



;




^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА


Относительный химический недожог, обусловленный неудовлетворительным смешиванием газа и воздуха, принят для данной горелки =2 %.

Отсюда данный недожог будет равен .

Физическое тепло, вносимое подогретым воздухом (приложение 2) составит:

сухим воздухом — ;

влагой воздуха — ;

Вносится влажным воздухом тепла:

;

Общий приход тепла:

; ,

что соответствует: ;

; .

П
о известному теплосодержанию, с помощью диаграмм /1/ определяют температуру горения.


Рис.1.1. Общий вид диаграмм


Содержание избыточного воздуха. Практическая температура , где - пирометрический коэффициент (эмпирическая величина).


^ ПРИМЕР № 2:


Топливо — мазут состава:















87.4

11.2

0.3

0.6

0.5

2

0.1

Температура подогрева воздуха в рекуператоре равна 500 oС, .


Относительный химический недожог, обусловленный неудовлетворительным смешиванием мазута и воздуха, принят . Температура воздуха, поступающая в воздухопровод, равна . Содержание в нем влаги .

Пересчитаем мазут данного состава на рабочую массу. Для пересчета используется таблица 2.

Таблица 2


Заданная

масса

топлива

Масса топлива, на которую ведется пересчет




органическая

условная горючая

сухая

рабочая

органическая

1







условная горючая



1





сухая





1



рабочая







1


Содержание золы в рабочей массе топлива:

;;

Коэффициент пересчета с горючей массы топлива на рабочую:

;;

Содержание компонентов в рабочей массе топлива:

; ; ; ;

; ;;;

; .


Результаты расчета состава рабочей массы топлива















85.53

11

0.29

0.58

0.489

0.098

2


1. Определение объема , необходимого для сжигания мазута. ;;

2. Определение теоретического расхода воздуха.

; ;

3. Определение действительного расхода сухого воздуха.

; ;

4. Определение действительного расхода влажного воздуха.

; ;

5. Определение объема в дымовых газах.

; ;

6. Определение объема в дымовых газах.



7. Определение количества в продуктах сгорания.

; ;

8. Количество избыточного в продуктах сгорания при .

;;

9. Объем водяных паров в продуктах сгорания при .



Wф (кг) — пар, используемый для распыливания мазута. В данном примере для распыливания мазута применяется воздух, причем расход распылителя входит в , т.е. .



10. Объем водяных паров в продуктах сгорания при действительном расходе влажного воздуха.

;

;


11. Объем продуктов сгорания.

; ;

Состав продуктов сгорания и материальный баланс определяется подобно примеру 1. Материальный баланс составляется на 100 кг мазута. Определение для твердого и жидкого топлива производится по формуле Д. И. Менделеева:

;

.

Далее методика расчета подобна примеру 1.