2. Технологічний розрахунок обертової печі

1. Розрахунок горіння мазуту

Мазут мало сірчистий «100», склад наведено в таблиці 15.

Таблиця 15

Склад мазуту
СТ	НТ	ST	NT+OT	AP	WP
87.6	10.5	0.9	1.0	0.3	4.0

Коефіцієнт витрати повітря при спалюванні мазуту з допомогою форсунки низького тиску приймаємо 1.15. Повітря для спалювання поступає підігрітим, до температури 500° С.

Склад робочого палива

Вміст елементів в робочому паливі:

С^Р=С^Т =87.6·0.967=83.83 %

Н^Р=10.5·0.967=10.71 %

Решту складових залишаємо без зміни. Склад вологого робочого палива наведено в таблиці 16.

Таблиця 16

Склад робочого палива
СР	НР	SР	NР+OР	AP	WP	∑
83.83	10.71	0.9	1.0	0.3	4.0	100.0

Теплота згоряння мазуту:

Q_н^р=339·С^р+1030· Н^Р-108.9·( O^Р- S^Р)-25· W^P, кДж/кг

Q_н^р =339·83.83+1030·10.71-108.9·(1-0.3)-25·4=39273 (кДж/кг)

Кількість повітря для горіння:

• Теоретичну кількість сухого повітря

L₀=0.0889· С^Р+0.265· Н^Р, нм³/кг

L₀=0.0889·83.83+0.265·10.71=10.29 (нм³/кг)

• Кількість атмосферного повітря, при вологовмісті d=10 г/кг сухого повітря:

L^I₀=L₀·(1+0.0016·d), нм³/кг

L^I₀=10.29·(1+0.0016·10)=10.45 (нм³/кг)

• Дійсна кількість сухого повітря, при α=1.15:

L_α=L₀·α, нм³/кг

L_α=10.29·1.15=11.83 (нм³/кг)

• Дійсну кількість атмосферного повітря, при α=1.15:

L^I_α = L^I₀·α, нм³/кг

L^I_α =10.45·1.15=12.02 (нм³/кг).

Кількість і склад продуктів повного горіння, при α=1.15:

V_CO2=0.01855· С^р, нм³/кг

V_CO2=0.01855·83.83=1.555 (нм³/кг)

V_SO2=0.007· S^Р, нм³/кг

V_SO2=0.007·0.9=0.006 (нм³/кг)

V_H2O=0.112·Н^P+0.0124·(W^P+100·ω_пар)+0.0016·d·L_α, нм³/кг

V_H2O=0.112·10.71+0.0124·(4+0)+0.0016·10·77.83=1.438 (нм³/кг)

де ω_пар – кількість водяної пари для розпилювання мазуту, ω_пар=0.

V_N2=0.79·L_α+0.008·N^Р, нм³/кг

V_N2=0.79·11.83+0.008·1=9.354 (нм³/кг)

V_O2=0.21·(α-1)· L^I_α, нм³/кг

V_O2=0.21·(1.15-1)·12.02=0.379 (нм³/кг)

Загальна кількість продуктів горіння при α=1.15:

V_α=0.379+9.354+1.438+0.006+1.555=12.732 (нм³/кг)

Процентний склад продуктів горіння, при α=1.15:

CO₂= =11.324 %

SO₂= =0.043 %

H₂O= =10.472 %

N₂= =68.118 %

O₂= =2.759 %

∑=100.0 %.

Матеріальний баланс процесу горіння мазуту, на 100 кг мазуту, при α=1.15, наведено в таблиці 17.

Таблиця 17

Матеріальний баланс процесу горіння на 100 кг мазуту
Прихід, кг	Витрата, кг
Паливо	Продукти горіння
Мазут – 100	СO2 – 1.555·1.977·100 – 307.4
Повітря	SO2 – 0.006·2.86·100 – 1.7
N2 - 100·12.02·0.79·1.251 – 1193.9	H2O – 1.438·0.805·100 – 115.7
O2 - 100·12.02·0.21·1.429 – 363.7	N2 – 9.354·1.251·100 – 1170.2
H2O – 0.16·10·12.02·0.805 – 17.5	O2 – 0.379·1.429·100 – 54.2
	Зола – 0,2
	Нев’язка – 3,7
Всього – 1675,1	Всього – 1675,1

Нев’язка балансу =0,22 %

Теоретична температура горіння.

Загальний тепловміст продуктів горіння (з врахуванням підігріву повітря, для спалювання палива, до 500° С і мазуту до t_м=140° С):

і_з= , кДж/нм³

і_з= =3421.5 (кДж/нм³)

Теоретична температура горіння за і-t діаграмою:

t_теор=2090° С

Практична температура горіння:

і^І_з=і_з·ζ, кДж/нм³

і^І_з =3421.5·0.7=2395 (кДж/нм³)

t_пр=1600° С

де ζ – пірометричний коефіцієнт.

Коефіцієнт надлишку повітря в зоні спучування α₁=1.15, з врахуванням підсмоктування на стиках барабанів, в барабані термопідготовки α₂=1.4, в холодильнику α₃=1.6.

Дійсна витрата повітря:

• В барабані спучування:

V^I_n=L₀·α₁·хⁿ, нм³/кг

V^I_n=10.23·1.15·хⁿ=11.76·хⁿ (нм³/кг)

• В барабані термопідготовки:

V^IІ_n=L₀·α₂·хⁿ, нм³/кг

V^IІ_n=10.23·1.4·хⁿ=14.32·хⁿ (нм³/кг)

• В холодильнику:

V^IІІ_n=L₀·α₃·хⁿ, нм³/кг

V^IІІ_n=10.23·1.6·хⁿ=16.37·хⁿ (нм³/кг)

Загальний вихід димових газів:

V^з_д.г.= V_д.г.+V_в, нм³/кг

при α₂=1.4:

V_д.г.=10.23·х^Т+10.23·(1.4-1)·х^Т =14.32·х^Т (нм³/кг)

при α₂=1.15:

V_д.г.=10.23·х^Т+10.23·(1.15-1)·х^Т =11.76·х^Т (нм³/кг).