Практичне заняття №3

Розрахунок об'єму продуктів горіння твердого, рідкого та газоподібного палива

Теоретична частина

У випадку повного спалювання твердого чи рідкого палива димові гази, що виходять з топки, містять такі продукти горіння:

1) СО₂, SО₂, Н₂О – гази, що утворюються при спалюванні С, Sл та окислення водню (Н);

2) Н₂О – водяна пара, що сформована при випарюванні вологи з палива та вноситься з повітрям у топку (з V_О), а також можливо як додаткова при форсуночному розпилюванні рідкого палива (Gф);

3) N₂ – у вільному стані та у вигляді токсичних газів (NО_х), що виділяються зі складу палива (N^р/100), і надходить у топку з повітрям (0,79 V_О);

4) О₂ – кисень, що надходить у димові гази з надлишковим повітрям (підсосами повітря α', α'').

Усі ці компоненти становлять повний матеріальний баланс продуктів горіння при повному спаленні твердого або рідкого палива.

– склад сухих продуктів горіння.

N₂ не бере участь у горінні палива, але при високих температурах, близьких до температури горіння палива і температури газів на виході з топки, та при певних співвідношеннях виникають дуже токсичні гази (NО_х), що викидаються в атмосферу.

Загальний теоретичний об'єм продуктів спалення твердого та рідкого палива складається, м³/кг

, (11)

де – теоретичний об'єм сухих газів, м³/кг;

– теоретичний об'єм водяної пари, м³/кг.

Фактичний об'єм продуктів спалення визначається за формулою

. (12)

Теоретичний об'єм сухих газів (V_СГ) складається з дво- і триатомних газів, м³/кг

. (13)

Об'єм триатомних газів (V_RО2) складається з СО₂ і SО₂ та визначається

або

. (14)

Об'єм двоатомних газів (V_R2) складається з об'єму азоту, що утворюється в паливі, і об'єму азоту, внесеного з повітрям.

Об'єм азоту, що утворюється в паливі, м³/ кг

.

Об'єм азоту, внесеного з повітрям (в якому азоту 79%) м³/ кг

.

Тоді

. (15)

Фактичний об'єм сухих газів складає м³/ кг

_,

. (16)

Об'єм водяної пари, що міститься в продуктах спалювання, складається з:

1) водяної пари, що одержується в результаті окислення водню палива, складає м³/ кг

;

2) кількість водяної пари, що одержана при випаровуванні вологи палива, м³/ кг, складає

;

3) кількість вологи, що міститься у повітрі, приймаємо рівним 10 г на 1 кг повітря, тоді при α = 1

;

4) кількість вологи, що вноситься в топку у вигляді водяної пари (наприклад, при розпилюванні рідкого палива (мазуту)) Gф, визначає додаткову кількість водяної пари в продуктах спалення, м³/ кг, складає

.

Витрати форсуночної пари для розпилення 1 кг мазуту приймаються Gф = 0,3-0,4 кг.

Загальний теоретичний об'єм водяної пари в димових газах (при спалюванні 1 кг твердого або рідкого палива), м³/ кг

(17)

Фактичний об'єм водяної пари в димових газах дорівнює, м³/ кг

_,

– волога, що внесена з надлишковим повітрям, [м³/ кг].

,

. (18)