Влияние минеральной части топлива

На выход продуктов сгорания.

В минеральной части топлива в основном содержатся карбонаты MgCO₃, CaCO₃, FeCO₃. Все они при сгорании дают окислы MgO, CaO, FeO. Дальше при сжигании минеральная часть подвергается разложению, в результате чего образуется СО₂.

добавка СО_{2 ,} м³, где К – степень конверсии карбонатов, К<1.

 

ЛЕКЦИЯ 8 (разделы 3-4)

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ

Методика расчета температуры горения топлив

Рассчитать температуру горения мазута состава Н=10,8% С=87% О₂=1% S=0,7% N₂=0,5%. Воздух для горения содержит 0,015м³ Н₂О/м³ воздуха и подается с избытком . Начальная температура (воздух, мазут) . Общие тепловые потери стенками и факелом равны 6,5% от прихода теплоты.

Решение. Горение идет полностью по следующим реакциям:

(7)

(8)

(9)

 

 

Этап

Расчет ведем на 1 кг мазута. По формуле Менделеева (6) низшая теплота сгорания мазута:

По средней теплоемкости мазута в 1кг мазута при 20^°С будет .

Определим расход воздуха. Сперва подсчитаем количество О ₂

По реакции (7)

(8)

(9)

__________________________

Итого: 3191

С учетом имеющегося в мазуте (10г) необходимое количество кислорода составит:

С учетом расход кислорода , азота и всего воздуха или по массе . Влагосодержание 1кг воздуха:

на 1 кг воздуха

Определим количество теплоты, вносимого в топку с сухим воздухом ( при 20^°С) и влагой воздуха () - ,

Следовательно, весь приход теплоты:

Подсчитаем потери теплоты (6-10% от прихода):

Тогда уносится с топочными газами:

 

Этап

Определим состав (в кмоль) продуктов сгорания 1кг мазута заданного состава:

 

Составная часть топлива и воздуха	Продукты сгорания, кмоль
Вещество	кмоль
		0,075
			0,054
				0,0002
(мазута)					0,00018
(воздуха)					0,0508
(избыток) 3,02-2,22=0,8						0,0357
Влага воздуха			0,096
Итого		0,075	0,0636	0,0002	0,050818	0,0357

 

Следовательно газы, выходящие из топки, содержат:

0,075 кмоль или 10,94%

0,0636 9,3%

0,0002 0,02%

0,5082 74,5%

0,0357 5,24%

___________________________________

Итого: 0,6827 кмоль или 100%

Этап

Энтальпия этих газов в :

1700^°С 1800^°С

90800 96500

71700 76700

91100 96500

55700 59600

58400 59600

Для расчета температуры горения мазута принимаем 1700°С. Тогда количество теплоты выходящих из топки газов составит:

Следовательно, . Поэтому принимаем и тогда

Значит .

Определяем разность:

Следовательно:

Итак температура горения мазута 1732⁰С.

 

Тепловой баланс парогенератора

Схема парогенератора

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

 

 

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

ЛЕКЦИЯ 9 (раздел 5)

Основы теории горения органического топлива

Уравнения полного и неполного горения.

При ведении процесса горения необходимо систематически контролировать состав продуктов сгорания, определить коэффициент избытка кислорода. Для этого применяется газовый анализ, выполняемый с помощью газоанализаторов.

В методику расчета и определения количественного состава входит уравнение горения. Существует два уравнения горения: полного и неполного.

Уравнение полного горения

1) воздух → O₂ расходуется на горение

C,S,H, → CO₂, SO₂, H₂O

где CO₂, SO₂ – RO₂ (трехатомное соединение в сухих газах)

где

2)

где - продукты сгорания при необходимом количестве O₂

- избыток N₂ и O₂

а)

б)

в)

 

г)

3) Сухой газ (без воды)

 

4) Водяные пары

 

Из уравнений 1,2,3,4 следует:

где - часть воздуха расходуется на образование воды

 

умножаем на и получаем уравнение полного сгорания:

 

Пусть , где

- процентное содержание RO₂ в сухом газе

- процентное содержание O₂ в сухом газе

Получаем

Т.к. , а

 

следовательно:

 

 

Окончательный вид уравнения полного горения

 

Как вычислить β:

 

Из полного уравнения сгорания можно определить количество RO₂:

Если , то RO₂ не более 21%

 

Топливо	β	(RO2)max
Дрова	0,035	20,3
Торф	0,073	19,6
Уголь донецкий (длиннопламенный)	0,123	18,7
Мазут	0,3	16,1
Природный газ (Саратов)	0,78	11,8

 

 

Дрова, торф и уголь имеют наибольшую энергоемкость, но с точки зрения экологии их использование не рекомендуется.