Пример полного расчета горения мазута

Для показа практического использования приведенных выше формул приводим расчет горения мазута. Исходный мазут имеет следующий состав, % (по массе): С^г=88,3; Н^г=10,5; О^г+N^г=0,7; S^г=0,5; W^р=3; А^с=0,31.

Пересчитаем состав топлива на рабочую массу, %,:

А^р=А^с·

С^р=С^г

Н^р=Н^Г

О^р+N^p=0,7·0,967≈0,7;

S^p=0,5·0,967≈0,5;

W^р=3

---------------------------------------------

Итого……………………………….100%.

Теплотворность мазута по формуле (3), принимая, что О^р=0,5(О^р+N^p):

0,328·85,3+1,21·10,2+0,109(0,35-0,5)-0,0251(9·10,2+3)=

=37,96 МДж/кг

Теоретическое количество сухого воздуха при U=21% и d_в=0 по формуле(10):

L _теор=0,0889

Практическое количество воздуха при заданном коэффициенте избытка α =1,15 по формуле (11):

L _пр=1,15·10,3=11,9 м³/кг

Количество продуктов горения, м³/кг, по формуле (12):

0,0187·85,3=1,6;

0,112·10,2+0,0124·3=1,18;

0,007·0,5=0,0035;

Общее количество газов от горения по формуле (13):

Состав продуктов горения, %, по формуле (14):

CO₂=

H₂O=

SO₂=

O₂=

N₂=

---------------------------------------------

Итого…………………100

Плотность продуктов горения по формуле (20)

кг/м³

Для проверки проделанного расчета горения мазута составляем материальный баланс процесса горения на 1кг исходного топлива:

Приход, кг

1.Мазут……………………………………………………1

2.Воздух…………………………………….....11,9 ,29=15,4

----------------------------------------------------------------------------

Итого…………………………………………………16,4

Расход, кг

1.Газообразные продукты горения…………12,5 ,29=16,1

2.Зола топлива………………………………………0,3

------------------------------------------------------------------------------

Итого…………………………………………………..16,4

Теоретическая температура горения мазута определяется по формуле (5) и графику рис.1 из условия подогрева воздуха и мазута до 100ºC. Вначале вычисляем физическое тепло, вносимое мазутом и воздухом:

кДж/кг

Приняв приблизительное значение теоретической температуры горения мазута 2100ºC, найдем тепло, идущее на диссоциацию H₂O и CO₂. По рис.1 при t =2100ºC и парциальном давлении и , величина а =0,06 и b =0.2.

Отсюда: кДж/кг

Напишем теперь формулу (5):

При условии t _теор=2100ºC найдем значение с помощью развернутого расчета по теплоемкостям отдельных газовых составляющих:

При этом значении находим t _теор= =1679ºC

Так как полученная температура не совпадает с ранее принятой 2100ºC, производим пересчет. Примем t_теор =1900ºC и определим для этого значения Q _дисс:

МДж

Значение при t =1900^oC будет равно:

При полученных значениях величин находим 1970ºС

Это значение t _теор может считаться окончательным, так как оно отличается от принятого для расчета диссоциации и теплоемкостей всего на 70ºС. Практическая температура горения t _пр мазута в металлургической печи при величине пирометрического коэффициента определится по формуле (9):

ºC.

Проделаем расчет горения мазута заданного состава с помощью диаграммы, представленной в Приложении 6:

Состав топлива, %: С^р=85,3; Н^р=10,2; S^р=0,5; N^р+О^р=0,7; W^р=3,0; А^р=0,3

ккал/кг; L _пр=11,7м³/кг; V _Г=12,6м³/кг. Состав продуктов сгорания, %: 12,8 СО₂; 10,3 Н₂О; 2,5 О₂. Теоретическая температура горения при и t _в=100^оС: t _теор=1930ºС. Теплосодержание продуктов сгорания 9670 ккал.

Варианты расчетно-графического задания

Произвести расчет горения мазута с применением аналитических методов расчета.

Таблица 4

Вариант	Состав мазута,%	Вариант	Коэффициент избытка воздуха
С^г	H^г	O^г	N^г	S^г	W^р	A^с
	87,4	11,2	0,3	0,6	0,5		0,1	1,05
	85,4	13,2	0,3	0,6	0,5		0,2	1,10
	86,4	12,2	0,5	0,4	0,5		0,15	1,15
	88,4	10,2	0,5	0,4	0,5		0,1	1,20
	85,0	13,6	0,2	0,2	1,0		0,15	1,25
	90,0	10,0	-	-	-		0,1	1,30
	88,0	10,0	-	-	2,0		0,2	1,35
	84,0	14,0	0,5	0,5	1,0		0,15	1,40
	87,4	11,2	0,8	0,2	0,4		0,3	1,45
	85,0	15,0	-	-	-		0,1	1,50

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ РЕФЕРАТА