2.3. Кількість продуктів згорання

Визначення об’єму топкових газів здійснюється для умов повного згорання у зв’язку з тим, що хімічна неповнота згорання мало впливає на кількість продуктів згорання. Наявність механічного недопалу враховується шляхом зменшення витрати палива.

У загальному випадку в топці котла газоподібні продукти згорання можуть містити, м³/кг (м³/м³)

, (2.10)

де СО₂, SO₂, H₂O – продукти повного згорання;

СО, Н₂, С_mH_n – продукти неповного згорання;

О₂, N₂ – надлишкове повітря.

В топках котлів можлива поява продуктів неповного згорання, в першу чергу СО, що не перевищує 0,5–1% і може не враховуватися.

Формулу (2.10) можна записати як

, (2.11)

де – об’єм сухих продуктів згорання.

При горінні вуглецю ( ) із 1 кг С маємо СО₂ (де 1,964 – густина СО₂, кг/м³) (див. табл. 2.1).

Отже, об’єм трьохатомних газів , м³/кг, визначається за формулою

. (2.12)

Теоретичний об’єм азоту, м³/кг

, (2.12)

де 1,251 – густина азоту, кг/м³.

Теоретичний об’єм водяної пари, м³/кг

, (2.14)

де – витрата форсункової або дуттєвої пари, м³/кг.

Аналогічно для газоподібного палива, згідно табл. 2.1, м³/м³

, (2.15)

де г/м³ – вологовміст палива.

При коефіцієнті надлишку повітря >1 продукти згорання містять додаткову кількість повітря і вологу, що вноситься цим повітрям. Тому при >1 маємо

. (2.16)

2.4. Ентальпія продуктів згорання

У загальному ентальпія продуктів згорання, що відраховується від 0 ºС, МДж/кг (МДж/м³), являється сумою ентальпій газів , повітря і ентальпії золи (якщо > 1,43 кг/МДж, де – величина виносу золи з газами)

, (2.17)

де

, (2.18)

де , , – теоретичні об’єми продуктів згорання, м³/кг (м³/м³); , , , , – ентальпії СО₂, N₂, H₂O, повітря, золи, МДж/м³ та МДж/кг для золи. При цьому враховано, що вміст SO₂ є незначним, тому для сухих трьохатомних газів значення ентальпії приймається таким, як для СО₂.

2.5. Матеріальний баланс середовища, що нагрівається

У котельних установках промислових підприємств отримують водяну пару, що використовується для виробництва електричної енергії і технологічних потреб|нужди|, гарячу воду, інші високотемпературні водяні і неводяні теплоносії. Приклад|зразок| матеріального балансу для водопарового| тракту котла| показаний на рис. 2.1.

Для видалення|віддалення| домішок|нечистот| води, що вводяться|запроваджуються| з|із| живильною| водою, з|із| котла передбачається видалення|віддалення| - продування деякої кількості води із|із| забруднюючими її домішками|нечистотами| . В зв'язку з цим в прихідну частину|частку| матеріального балансу входить поступаюча в котел живильна|живляча,поживна| вода кількістю , кг/с, а у витратну частину|частку| — кількість одержаної|отриманої,набутої| водяної пари і продування , кг/с

. (2.19)

Для випадку додаткової видачі споживачу | окрім| перегрітої ще і насиченої пари рівняння матеріального| балансу для робочої|робочого| речовини, що нагрівається, має вигляд

, (2.20)

де – виробництво насиченої пари|, кг/с.

Питання для самоперевірки

1. Записати та пояснити матеріальний баланс процесу горіння палива.

2. Методика визначення витрати окислювача і виходу продуктів згорання.

3. Методика визначення ентальпії продуктів згорання.

4. Записати та пояснити матеріальний баланс середовища, що нагрівається.