3. Пример расчёта

Исходные данные:

– производительность котла по пару D = 230 т/ч;

– давление пара – = 108 атм;

– температура перегретого пара – = 510 ºС;

– вид топлива – природный газ

– расход топлива – = 17550 м³/ч;

– коэффициент избытка воздуха:

в топке – = 1,05,

на выходе из котла – = 1,34;

– температура холодного воздуха и топлива – = 20 ºС;

– температура уходящих газов – = 150 ºС.

3.1. Расчёт материального баланса

Приходную часть баланса составляют: топливо, воздух для его сжигания (сгорания) и присосы воздуха по тракту котла. Их количества определяются на основе реакций окисления компонентов топлива:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

С₂Н₆ + 3,5О₂ = 2СО₂ + 3Н₂О

С₃Н₈ + 5О₂ = 3СО₂ + 4Н₂О

Теоретическая потребность кислорода ( =1) составляет:

0,92  2 = 1,940 м³

0,05  3,5 = 0,175 м³

0,03  5 = 0,150 м³

2,265 м³ О₂ на 1 м³ газа

Теоретическая подача воздуха в топку при =1 составляет м³.

Фактическая подача воздуха в топку на сжигание 1 м³ природного газа заданного состава при =1,05 будет м³.

Подача воздуха в топку в час: м³/ч.

Присосы воздуха по тракту котла

м³/ч.

Таблица 1.1

Приходная часть материального баланса котла

Статья баланса	Объём, м3	Масса, т	Плотность – , кг/ м3
Топливо	17550	13,78	0,785
Воздух организованный	198754	257,32	1,29
Присосы воздуха	54,896	65,87	1,29
Всего:	342856	336,97

Расходная часть материального баланса включает: перегретый пар (полезный продукт), компоненты уходящих газов, золу (минеральную часть топлива). Компоненты, их количества и содержание в уходящих газах определяются на основе реакций окисления, записанных выше.

Таблица 1.2

Количество и состав продуктов сгорания газа при =1

СО2	Н2О
1  0,92	2  0,92
2  0,05	3  0,05
3  0,03	4  0,03
1,11 м3	2,11 м3

Помимо этих компонентов в уходящих газах окажется и азот, подаваемый с воздухом в топку котла:

м³.

Таким образом, теоретический состав и количества компонентов в уходящих газах при сжигании 1 м³ природного газа равны:

Таблица 1.3

Компонент	Объём, м3	% об.
СО2	1,11	9,46
Н2О	2,11	17,97
N2	8,521	72,57
Всего:	11,741	100,0

Количества и состав отходящих газов на выходе из котла при =1,34 составляют:

Таблица 1.4

Компонент	Объём, м3	Объём, м3/ч 1	% об.
СО2	1,06	18608,0	6,88
СО	0,05	878,0	0,32
Н2О	2,11	37030,5	13,7
N2	11,418	200386,0	74,1
O2	0,77	13513,5	5,0
Всего:	15,408	270410,0	100,0

Таблица 1.5

Выбросы газов в атмосферу

Компонент	На 1 м3 топлива		В час		Плотность , кг/ м3	% об.
	м3	кг	тыс. м3	т
СО2	1,06	1,101	13,514	19,32	1,43	5,0
СО	0,05	14,273	200,386	250,48	1,25	74,1
Н2О	2,11	2,078	18,603	36,45	1,96	6,88
N2	11,418	0,063	0,878	1,1	1,25	0,32
O2	0,77	1,688	37,03	29,62	0,8	13,7
Всего:	15,408	19,203	270,41	396,97	=1,246	100,0