Расчет горения угольной пыли

Горючая масса Буланашского каменного угля.

Состав горючей массы угольной пыли, массовые %

Сг	Нг	Ог	Nг	Sг	Сумма
80,5	5,5	11,2	1,5	1,3	100,0

Содержание золы А^с = 24,0%, содержание влаги в рабочем (пылевидном) топливе W^р = 2,0%. Принимаем коэффициент избытка воздуха= 1,2.

Температура подогрева вторичного воздуха t_возд= 400°С, доля первичного (холодного) воздуха 30%. Температура угольной пылиt_топл= 50°С.

Определяем состав рабочего топлива.

Содержание золы в рабочем топливе по формуле (0):

А^р = А^с= 24,0= 23,5%

Содержание других элементов в рабочем топливе:

С^р = С^г = 80,5= 80,5·0,745 =60,0%;

Н^р = 5,5^.0,745 = 4,1%;

N^р = 1,5^.0,745 = 1,1%;

О^р = 11,2^.0,745 = 8,3%;

S^р = 1,3^.0,745 = 1,0%.

Результаты пересчета состава сводим в таблицу.

Состав рабочего топлива

Компонент	Ср	Нр	Ор	Nр	Sр	Aр	Wр	Сумма
Обозначение	С	Н	О	N	S	A	W
Количество, массовые %	60,0	4,1	1,1	8,3	1,0	23,5	2,0	100,0

Определяем теплоту сгорания рабочего топлива по формуле (0):

= 339 · 60,0 + 1030 · 4,1  108,9 (8,3  1,0)  25 · 2,0= 23732 кДж/кг.

Тепловой эквивалент согласно формуле (0) составляет:

Э_т== 0,810.

Находим теоретически необходимое количество сухого воздуха по формуле (0):

L₀ = 0,0889 · 60,0 + 0,265^.4,10,0333 (8,31,0) = 6,18 нм³/кг.

Определяем действительное количество воздуха при = 1,2:

L_д= 1,2 · 6,18 = 7,41 нм³/кг.

Определяем количество атмосферного воздуха:

L_д= (1 + 0016d)L_д= 1,016 · 7,41 = 7,53 нм³/кг.

Определяем состав продуктов горения по формулам (0) – (0):

V_СО2= 0,01855 · 60,0 = 1,113 нм³/кг;

V_SО2= 0,007 · 1,0 = 0,007 нм³/кг;

V_Н2О= 0,112^.4,1 + 0,0124^.2,0 + 0,0016·10·7,41 = 0,603 нм³/кг;

V_N2= 0,79^.7,41 + 0,008^.1,1 = 5,863 нм³/кг;

V_О2= 0,21^.0,2^.6,18 = 0,260 нм³/кг.

Общий объем продуктов горения при = 1,2 по формуле (0):

V_= 1,113 + 0,007 + 0,603 + 5,863 + 0,260 = 7,85 нм³/кг.

Процентный состав продуктов горения:

 _CO2 = ·100% = 14,2%; _SO2 = ·100% = 0,1%;

 _Н2O = ·100% = 7,7%; _N2 = ·100% = 74,7%;

 _О2=·100% = 3,3%. Всего 100,0 %.

Составляем материальный баланс процесса горения на 100 кг угольной пыли при = 1,2.

Материальный баланс процесса горения угольной пыли

Приход	кг	Расход	кг
Топливо	100,0	Зола (шлак)	23,5
Воздух:		Продукты горения
O2 = 100 . 7,41 . 0,21 . 1,429	222,0	CO2 = 100 .1,113 . 1,977	220,0
N2 = 100 . 7,41.0,79.1,251	731,0	H2O= 100.0,603.0,804	48,4
H2О = 100 . 0,0016 . 10 . 7,41. 0,804	9,5	N2= 100.5,859 . 1,251	732,0
		O2 = 100 . 0,26 . 1,429	37,2
		SO2 = 100 . 0,007 . 2,852	2,0
		Невязка	-0,6
Итого:	1062,5	Итого:	1062,5

Невязка баланса составляет: = 0,056%.

Определяем теоретическую температуру горения угольной пыли. Для этого находим общее теплосодержание продуктов горения с учетом подогрева угольной пыли до 50°С (теплоемкость С_{уг.пыли}= 0,92 кДж/(кг К)) и подогрева вторичного воздуха (70% от общего количества воздуха). Поi–t-диаграмме (рис. 1) находим теплосодержание воздуха приt_возд = 400°С:i_возд.= 536 кДж/нм³, тогда по формуле (0):

i _общ = ++= 3393 кДж/нм³.

По i–t-диаграмме находим теоретическую температуру горения (при коэффициенте= 1,20)t_теор= 1970°С.

Расчетное теплосодержание продуктов горения с учетом пирометрического коэффициента = 0,75:

i_общ = i _общ ^.  = 3393^.0,75 = 2545 кДж/нм³.

По i–t-диаграмме (рис. 2) находим действительную температуру горенияt_действ= 1570°С.