Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Донецкий техникум промышленной автоматики

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

методичкаКурс и расчетн.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

2.97 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 108 9 10 > Следующая >>>

Механические топки

цепные топки – угли и антрацит . . . . . . . . 1,3

щахтно-цепные топки – торф в кусках. . . .1,3

наклонно-переталкивающие топки –

бурые угли и угольные отбросы. . . . . . . . .1,30

топки с нижней подачей – каменные

угли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..1,20 – 1,35

Пылеугольные топки . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,20 – 1,25

Механическое и паравое распыливание –

мазут. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,10 – 1,15

Газообразное топливо. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,05 – 1,15

Величина п имеет большое значение. Правильный выбор и поддержание постоянным значения п в процессе сжигания топлива непосредственно влияют на величину коэффициента использования топлива в печи.

Анализ результатов нашего первого рачёта поможет уяснить механизм влияния коэффициента избытка воздуха на ряд характеристик процесса.

Приме 27. Для каменного угля, содержащего: 85,32% С^г; 4,56% Н^г; 4,07% О^г; 1,80% N^г; 4.25% S^r; 7,78% A^c; 3% W^P, определить расчётом все основные характеристики горения при сжигании его с расходом воздуха в 1,0; 1,25; 1,50; 1,75 и 2,00 раза больше теоретического.

Заданный анализ топлива содержит свединья о составе горючей массы, содержание золы в сухом веществе и влаги в рабочем состоянии. Так как расчёт ведётся для топлива в рабочем состоянии, то данные анализа необходимо отнести к этому состоянию.

Так как

х^Р = х^С ;

х^Р = х^Г ;

то

А^Р = А^С = 7,55%

С^P = C^Г  85,32  0.8945 = 76,32%

Н^Р = 4,56  0,8945 = 4,08%

О^Р = 4,07  0,8945 = 3,64%

N^Р = 1,80  0,8945 = 1,61%

S^Р = 4.25  0,8945 = 3.80%

A^Р = 7.78  0,9700 = 7.55%

W^Р = 3.00%

 = 100.00%

Расчёты, связанные с определением расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания, удобно вести в форме таблицы (табл. 34).

Образуется при сгорании

газообразных продуктов

всего

нм³

3,639  22,4 = 820,7

820,7

1018,5

1216,2

1413

1611,7

Примичание. Предлагается, что сера входит в каменный уголь в виде FeS₂ окисляется по ур – ию FeS₂+2,5O₂=FeO+2SO₂. Поэтому расход кислорода на окисление Fe в золе 0,25S. Расход О₂: О=nO_m азота: N=nN_m. Неиспользованый кислород О₂=О_т (1 - п)



моль

36,639

100,0

45,467

100,0

54,295

100,0

63,122

100,0

71,949

100,0

N₂

27,85

(из воз-

духа)

0,058

27,953

76,30

34,927

76,82

41,901

77,18

48,847

77,42

55,848

77,61

O₂

1,854

4,08

3,708

6,83

5,562

8,81

7,415

10,31

SO₂

0,119

0,32

0,119

0,26

0,119

0,22

0,119

0,19

0,119

0,17

Н₂О

2,04

0,167

2,207

6,02

2,207

4,85

2,207

4,06

2,207

3,50

2,207

3,07

СО₂

6,36

17,36

6,36

13,99

6,36

11,71

6,36

10,08

6,36

8,84

Участвуют в горении

воздух

всего

нм³

35,31  22,4 = 790,9

790,9

988,7

1186,4

1384,1

1581,9

158

моль

7,415 + 27,895 = 35,31

35,310

100,00

44,138

100,00

52,966

100,00

61,792

100,00

70,620

100,00

N₂ млль

7,415  3,762 = 27,895

27,895

79,0

34,896

79,0

41,843

79,0

48,816

79,0

55,790

79,0

О₂ моль

6,36

1,02

0,119

-0,114

0,03

7,415

21,0

9,269

21,0

11,123

21,0

12,976

21,0

14,830

21,0

топливо

количество мол.

m=g/

6,36

2,04

0,119

0,114

0,058

0,167

% моль

моль

моле-

куляр

ный вес



п = 1,0 . . . . . . . . . . . . . . .

п = 1,25. . . . . . . . . . . . . .

п = 150. . . . . . . . . . . . . . .

п = 1,75. . . . . . . . . . . . . .

п= 2,00. . . . . . . . . . . . . . .

вес

кг

76,32

4,08

3,80

3,64

1,61

3,00

7,55

100

содер-

жание %

76,32

4,08

3,80

3,64

1,61

3,00

7,55

100

Составляющие

С. . .

Н. .

S. . .

O. .

N. .

W. .

A. . . . . .

. . .

Для проверки расчёта составляем материальный баланс процесса при п = 1,0

А. Поступило Б. Получено

1. Каменного угля . . . . . . . . . . . 100 кг 1. Газообразных продуктов сгорания

2. Воздуха СО₂ – 6,36  44 = 279,84 кг

О₂ – 7,415  32 = 237,28 кг Н₂О – 2,207  18 = 39,73 »

N₂ – 27,895  28 = 781,06 » SО₂ – 0,119  64 = 7,62 »

_______________________ N₂ – 27,953  28 = 782,68 »

Всего. . . .1018,34 кг ________________________

_______________________ Всего . . . . . . . 1109,87 кг

Итого . . . . .1118,34 кг 2. Золы. . . . . . . . . . . . . 7,55 кг

3. Кислорода в золе

0,03  32 = 0,96 »

_________________________

Итого . . . . . . . . .1118,38 »

4. Невязка . . . . . . . . . . . . . . 0,04 »

__________________________

Всего . . . . . . . . . .1118,34 кг

Результаты этой части расчёта представлены в таблице 19

Таблица 19

Состав продуктов сгорания при различных значениях п

Коэффициент избытка воздуха п

Расход воздуха L,

нм³/кг

Объём продуктов сгорания V, нм³/кг

Все продукты сгорания G, кг/кг

Объёмный вес , кг/нм³

Состав продуктов горения, %

СО₂

Н₂О

SО₂

О₂

N₂

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

7,909

9,887

11,864

13,841

15,819

8,207

10,185

12,162

14,139

16,117

11,099

13,645

16,191

18,736

21,282

1,352

1,340

1,331

1,325

1,320

17,36

13,99

11,71

10,08

3,07

6,02

4,85

4,06

3,50

3,07

0,32

0,26

0,22

0,19

0,17

0,00

4,08

6,83

8,81

10,81

76,30

76,82

77,18

77,42

77,64

Для определения калориметрической и теоретической температуры горения необходимо прежде всего вычислить теплотворность топлива (поскольку она не задана) и начальное теплосодержание продуктов сгорания. Для нахождения теплотворности каменного угля наиболее близкие к данным калориметрического определения результаты даёт формула Дюлонга. Для нижнего предела эта формула имеет вид:

Q_H= 80,8 C + 344,6 (H – ) + 25 S – 6 (9 H + W)

следовательно

Q = 80,8  76,32 + 344,6 (4,08 – ) + 25  3,80 – 6(9  4,08 + 3,0 )

Q = 7273 ккал / кг

Начальное теплосодержание продуктов сгорания:

i₀ =

в зависимости от n составаим:

n i₀= ккал / м³

1,00 7273 : 8,207 = 886

1,25 7273 : 10,185 = 714

1,50 7273 : 12,162 = 598

1,75 7273 : 14,139 = 514

2,00 7273 : 16,117 = 451

Определяем колориметрическую температуру горения:

п = 1,0; i₀ = 886 ккал / м³

t_K = 2200 t_K = 2100

CO₂ 0,1736  1289 = 223,0 ккал / м³ CO₂ 0,1736  1224 = 212,0 ккал / м³

SO₂ 0,0032  1262 = 4,0 » SO₂ 0,0032  1200 = 3,8 »

Н₂О 0,0602  1042 = 62,7 » Н₂О 0,0602  985,8 = 59,3 »

N₂ 0,7630  790,3 = 603,0 » N₂ 0,7630  750,6 = 573,0 »

____________________________ ____________________________

t₂₂₀₀ = 892,7 ккал / м³ t₂₁₀₀ = 848.1 ккал / м³

t_K = 2100 +  100 = 2100 + 85 = 2185,

п = 1,25; i₀ = 714 ккал / м³

t_K = 1900 t_K = 1800

CO₂ 0,1399  1095 = 153,0 ккал / м³ CO₂ 0,1399  1031 = 144,0 ккал / м³

SO₂ 0,0026  1078 = 2,8 » SO₂ 0,0026  1018 = 2,6 »

Н₂О 0,0485  873,2 = 42,4 » Н₂О 0,0485  819,3 = 39,8 »

O₂ 0,0408  710,5 = 29,1 » О₂ 0,0408  669,1 = 27,4 »

N₂ 0,7682  673,2 = 517,0 » N₂ 0,7682  635,3 = 481,0 »

____________________________ ____________________________

t₁₉₀₀ = 744,3 ккал / м³ t₁₈₀₀ = 694,8 ккал / м³

t_K = 1800 +  100 = 1800 + 39 = 1839,

п = 1,25; i₀ = 714 ккал / м³

t_K = 1900 t_K = 1800

CO₂ 0,1399  1095 = 153,0 ккал / м³ CO₂ 0,1399  1031 = 144,0 ккал / м³

SO₂ 0,0026  1078 = 2,8 » SO₂ 0,0026  1018 = 2,6 »

Н₂О 0,0485  873,2 = 42,4 » Н₂О 0,0485  819,3 = 39,8 »

O₂ 0,0408  710,5 = 29,1 » О₂ 0,0408  669,1 = 27,4 »

N₂ 0,7682  673,2 = 517,0 » N₂ 0,7682  635,3 = 481,0 »

____________________________ ____________________________

t₁₉₀₀ = 744,3 ккал / м³ t₁₈₀₀ = 694,8 ккал / м³

t_K = 1800 +  100 = 1800 + 39 = 1839,

п = 1,50; i₀ = 598 ккал / м³

t_K = 1600 t_K = 1500

CO₂ 0,1171  903,9 = 106,0 ккал / м³ CO₂ 0,1171  840,7 = 98,5 ккал / м³

SO₂ 0,0022  895,0 = 2,0 » SO₂ 0,0022  835,3 = 1,8 »

Н₂О 0,0406  711,1 = 28,9 » Н₂О 0,0406  658,6 = 26,8 »

O₂ 0,0683 588,3 = 40,3 » О₂ 0,0683  548,9 = 37,6 »

N₂ 0,7718  558,3 = 432,0 » N₂ 0,7718 520,8 = 402,0 »

____________________________ ____________________________

t₁₆₀₀ = 609,2 ккал / м³ t₁₅₀₀ = 566,7 ккал / м³

t_K = 1500 +  100 = 1500 + 74 = 1574,

п = 1,75; i₀ = 514 ккал / м³

t_K = 1400 t_K = 1300

CO₂ 0,1008  777,8 = 78,4 ккал / м³ CO₂ 0,1008  714,7 = 72,0 ккал / м³

SO₂ 0,0019  775,3 = 1,5 » SO₂ 0,0019  715,3 = 1,4 »

Н₂О 0,0355  607,2 = 21,3 » Н₂О 0,0355  555,7 = 19,5 »

O₂ 0,0881  509,8 = 45,0 » О₂ 0,0881  470,5 = 41,5 »

N₂ 0,7742  482,9 = 375,0 » N₂ 0,7742  444,9 = 345,0 »

____________________________ ____________________________

t₁₄₀₀ = 521,2 ккал / м³ t₁₃₀₀ = 479,4 ккал / м³

t_K = 1300 +  100 = 1300 + 83 = 1383,

п = 2,00; i₀ = 451 ккал / м³

t_K = 1300 t_K = 1200

CO₂ 0,0884  714,7 = 63,2 ккал / м³ CO₂ 0,0884  652,7 = 57,8 ккал / м³

SO₂ 0,0017  715,3 = 1,2 » SO₂ 0,0017  654,9 = 1,1 »

Н₂О 0,0307  555,7 = 17,1 » Н₂О 0,0307  506,0 = 15,6 »

O₂ 0,1031  470,5 = 48,5 » О₂ 0,1031  430,5 = 41,5 »

N₂ 0,7764  444,9 = 346,0 » N₂ 0,7764  408,0= 317,0 »

____________________________ ____________________________

t₁₃₀₀ = 476,0 ккал / м³ t₁₂₀₀ = 435,8 ккал / м³

t_K = 1200 +  100 = 1200 + 38 = 1238,

Калориметрическую температуру горения можно весьма просто подсчитать с учётом теплоёмкости продуктов сгорания.

Теплоёмкость продуктов сгорания каменных углей - с при сжигании в теоретических условиях, т.е. при п = 1, равна ~ 0,404 ккал / м³ в температурном интервале от 0 до 2100. Отсюда для разбираемого случая:

t_КАЛ = 

При сжигании с коэффициентом избытка воздуха равным 1,25 температура горения снижается за счёт разбавления продуктов сгорания воздухом несколько менее, чем на 25%

Задаёмся температурой 2188  0,75 = 1650. При этом средняя теплоёмкость неразбавленных воздухом продуктов сгорания каменных углей округленно равна 0,39 и воздуха 0,35.

Объём избыточного воздуха в продуктах сгорания составляет:

10,185 – 8,207 = 1,978 нм³ (на 1 кг угля)

Отсюда температура горения равна:

t_КАЛ = = = 1860

Соответственно при п = 1,50:

t_КАЛ = = 1590

при п = 1,75

t_КАЛ = = 1400

при п = 2,00

t_КАЛ = = 1230

Приводим сводку значений температуры горения, подсчитаной по двум методам (табл. 20).

Таблица 20

Сводка значений температуры горения, подсчитаных по двум методам

Температура горения, С

1 – й метод

2 – ой метод

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2185

1839

1574

1383

1238

2190

1830

1590

1400

1230

Таким образом, полбзуясь округлёнными значениями средних тплоёмкостей продуктов сгорания топлива и воздуха, можно подсяитать температуру горения топлива с точностью около 1%.

Переходим теперь к определению теорнтических температур горения при различных п.