6 Расчет теоретических и действительных объемов продуктов сгорания
Исходные данные и порядок расчета
Для определения объемов продуктов сгорания необходимо знать элементарный состав топлива. Вид применяемого топлива задан в задании. Элементарный состав различных топлив приведен в таблице 6.1.
Количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива при условии безостаточного использования кислорода, называют теоретически необходимым объемом воздуха Vв0 и определяют по процентному составу топлива:
Здесь и далее объемы продуктов сгорания приведены к нормальным атмосферным условиям: 0 °С; 101,3 кПа (760 мм рт. ст.).
Таблица 6.1 – Элементарный состав топлива
Вид топлива |
Рабочая масса топлива |
Низшая теплота сгорания Qнр МДж/кг |
||||||||
Состав % |
||||||||||
Wр |
Aр |
Sкр |
Sорр |
Cр |
Hр |
Nр |
Oр |
|||
Донецкий каменный уголь |
13,0 |
19,6 |
2,4 |
1,6 |
50,6 |
3,7 |
1,1 |
8,0 |
20,3 |
|
Челябинский бурый уголь |
17,0 |
24,9 |
0,7 |
0,5 |
41,8 |
3,0 |
1,0 |
11,1 |
15,8 |
|
Мазут 40 |
3,0 |
0,3 |
- |
0,5 |
85,3 |
10,2 |
0,3 |
0,4 |
40,7 |
|
Мазут 100 |
1,5 |
0,15 |
- |
1,5 |
85,1 |
9,5 |
1,75 |
0,5 |
40,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теоретические объемы продуктов полного сгорания 1 кг топлива определяются по следующим формулам:
объем трехатомных газов
(6.1)
объем азота
(6.2) объем водяных паров
(6.3)
Теоретически полный объем продуктов сгорания
(6.4)
Для повышения полноты сгорания действительный объем воздуха подаваемого в топку, всегда несколько больше теоретического Vв > Vв0, причем отношение этих объемов называют коэффициентом избытка воздуха α= Vв /Vв0.
Коэффициент
избытка воздуха на выходе из топочной
камеры зависит от вида сжигаемого
топлива и задан в задании. При наличии
экономайзера вследствие присосов
(давление в газовом тракте ниже
атмосферного) коэффициент избытка
воздуха в выходном сечении экономайзера
возрастает на величину Δαэ
(см. задание), т.е.
Расчет действительных объемов продуктов сгорания в курсовой работе производится для двух вариантов конструкции котлоагрегата:
C установкой экономайзера,
Без установки экономайзера.
(В дальнейшем для кратности варианты ”С” и ”Б” соответственно).
В курсовой работе влагосодержание воздуха принято αв=10 г/кг и учтено третьим слагаемым при определении теоретического объема водяных паров. В связи с тем, что в реальном случае всегда α >1, действительный объем водяных паров будет отличаться от теоретического:
(6.5)
При определении действительного объема продуктов сгорания необходимо учесть объем не участвующего в процессе горения