3.3. Розрахунок об'ємів повітря і продуктів згоряння

Об'єми повітря і продуктів згоряння визначають у кубічних мет­рах при нормальних умовах ( 0°С і 760мм рт.ст.) при спалюванні 1 кг твердого або рідкого палива або 1 м³ газового палива. Розрахунки ви­конують без урахування хімічної і механічної неповноти згоряння па­лива. Теоретично необхідний об'єм повітря при визначають за формулами:

для твердого і рідкого палива, м³/кг

(З.14)

для газового палива, м³/м³

(З.15)

де m і n - число атомів вуглецю і водню в хімічній формулі вугле­воднів, що входять до складу палива.

Теоретичні об'єми продуктів згоряння при у випадку твердо­го або рідкого палива, м³/кг підраховуються за формулами

(3.16)

(3.17)

(3.18)

Відповідні формули у випадку газового палива, м³/м³ мають вигляд

(З.19)

(3.20)

(3.21)

де - вологовміст палива, що віднесений до 1 м³ сухого газу, при температурі 10°С можна вважати, що =10 г/м³.

Об'єм повітря при буде

(3.22)

Об'єми продуктів згоряння палива при відрізняються від теоретичних на величину об'ємів повітря і водяної пари, що надхо­дить до котла з надлишковим повітрям.

У зв'язку з тим, що присоси повітря не містять трьохатомних газів, то об'єм цих газів від коефіцієнту надлишку повітря не залежить, у всіх газоходах залишається постійним і дорівнює теоре­тичному.

Об'єм двохатомних газів і водяної пари, м³/кг(м³/м³) визна­чають за формулами:

(3.23)

(3.24)

Сумарний об'єм продуктів згоряння при , м³/кг (м³/м³) буде

(3.25)

Об'ємні частки трьохатомних газів, що дорівнюють парціально­му тиску газів при загальному тиску 0,1 МПа підраховують за форму­лами

(3.26)

(3.27)

(3.28)

При спалюванні твердих палив концентрацію золи у продуктах згоряння (г/м³) підраховують за формулою

, (З.29)

де - доля золи, що уноситься з газами. Для камерних топок з твердим шлаковидаленням = 0,95 ( таблиця Д2).

Результати розрахунків об'ємів повітря і продуктів згоряння, об'ємних часток трьохатомних газів і концентрації золи зводить до таблиці 3.2.

Таблиця 3.2. - Характеристика продуктів згоряння у газоходах котла

Величина	Одиниця	Топка, фестон		Участки конвективних поверхонь нагріву
Розрахунковий коефіцієнт надлишку повітря у газоході	-
	м3/кг (м3/м3)
	м3/кг (м3/м3)
	м3/кг (м3/м3)
	(м3/м3)
	-
	-
	-
	г/м3

3.4. Розрахунок ентальпій повітря і продуктів згоряння

Ентальпії теоретичного об'єму повітря і продуктів згоряння, від­несені до 1 кг або 1 м³ палива при розрахунковій температурі ,°С визначають за формулами у кДж/кг (кДж/м³):

(3.30)

(3.31)

де

- питомі ентальпії повітря, трьохатомних газів, азоту і водяної пари, відповідно, кДж/м³. Питомі ентальпії повітря і продуктів згоряння вказані у додатку (таблиця Д5). При цьому питому ентальпію трьохатомних газів вважають такою, що дорівнює ентальпії вуглекислого газу . Результати розрахунку ентальпій зводять у таблицю 3.3.

Таблиця 3.3. - Ентальпії теоретичного об'єму повітря і продуктів згоряння, кДж/кг (кДж/м³)

Темпера-тура, С
25
100
200
…
1200
1400
1600
1800
2000
2200

Ентальпію продуктів згоряння при , кДж/ кг (кДж/м³) підрахо­вують за формулою

(3.32)

При спалюванні твердого палива, якщо кг/МДж, до енталь­пії димових газів слід додати ентальпію золи (кДж/кг), що визначаєть­ся за формулою

(3.33)

Результати розрахунку ентальпій газів при дійсному надлишку повітря у газоходах в очікуваному діапазоні температур зводяться до так званої ентальпійної таблиці 3.4. У цій таблиці також наведені різ­ниці двох суміжних значень J при одному значенні . Ці різниці J використовують при визначенні розрахункових значень ентальпії, або температур газів методом лінійної інтерполяції.

Таблиця 3.4.- Ентальпії продуктів згоряння у газоходах,

КДж/кг (кДж/м³)

Поверхня нагріву	Температура, , °С
Топкова камера, зона ядра факелу	2200 2000 1800 1600 1400
Верхня частина топкової камери, фестон	1200 1100 1000 900 800
ІІ пароперегрівник	1000 900 800 700
І пароперегрівник	900 800 700 600 500
ІІ економайзер	800 700 600 500 400
ІІ повітропідігрівник	700 600 500 400 300
І економайзер	500 400 300 200
І повітропідігрівник	400 300 200 100