1 Расчет характеристик газообразного топлива

Согласно заданию район города Молодечно снабжается газом из месторождения

Соленинское. Состав газа приведён в таблице 1.

Таблица 1. Состав газа

Компонент	Химич.формула	Кол-во компонентов, %	Плотность компонентов , кг/м3	Низшая теплота сгорания, кДж/м3	Высшая теплота сгорания, кДж/м3
Метан	CH4	95,8	0,7168	35880	39820
Этан	C2H6	2,9	1,3566	64360	70310
Пропан	C3H8	0,07	2,0190	93180	101210
Н-Бутан	C4H10	0,2	2,7030	123570	133800
Пентан	C5H12	0,015	3,2210	156630	169270
Диоксид углерода	CO2	0,4	1,9768
Серводород	Н2S	0	1,5392	23490	25460
Азот	N2	0,7	1,2505

Высшая или низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива опре­деляется по формуле:

где Q^c-теплота сгорания сухого газообразного топлива, кДж/м³;

Q₁,Q₂,Q₃,…,Q_n -теплота сгорания компонентов, составляющих газообразное топливо, кДж/м³ ;

X1,x2,x3,...,xn- объемные доли компонентов, со­ставляющих газообразное топливо, % .

Плотность сухого газа определяется как сумма произведений плотностей компонентов, составляющих газообразное топливо, на их объемные доли:

где p^с- плотность сухого газа, кг/м³;

p₁, p₂,…, p_n-плотности компонентов, кг/м³.

Относительная плотность сухого газа по воздуху р^с_отн , кг/м³, определяется по формуле:

где р_в= 1,293 - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 м³ сухого газа при нормальных физических условиях, находится по формуле:

где V° -теоретически необходимое количество воздуха, (м³возд.)/(м³ газа);

СО, Н₂, H₂S,C_mH_n, О₂- содержание отдельных компонентов газообразного топ­лива, %.

Действительный объём воздуха несколько превышает теоретический объём, так как при сжигании газа практически невозможно обеспечить идеальное перемешивание газа с воздухом, и определяется по формуле:

где V_д – действительный объём воздуха, (м³возд.)/(м³ газа);

V° -теоретически необходимое количество воздуха, (м³возд.)/(м³ газа);

α – коэффициент избытка воздуха.

Если α<1, то нормальный процесс сжигания нарушен. Принимается α=1,05÷1,2 в зависимости от вида газогорелочного устройства.

Характеристики газа, определенные по приведенным выше формулам, сводят в таблицу 1.1

Таблица 1.1 Характеристики газообразного топлива при нормальных физических условиях (Т= 273,15 К, Р= 101,325 кПа)

Теплота сгорания, кДж/м3		Плотность газа , кг/м3		Относительная плотность , кг/м3		Теоретически необходимый объём воздуха Vo,м3/м3		Действительный объём воздуха Vд, м3/м3
Высшая	Низшая
40778,9	36786,79		0,752		0,581		9,74		10,71