Расчет горения мазута

Мазут малосернистый марки 40. Содержание золы А^р= 0,2%, содержание влагиW^р= 3,0%. Коэффициент избытка воздуха при сжигании мазута с помощью форсунки низкого давления= 1,20. Температура подогрева мазута 80°С, температура подогрева вторичного воздуха (90% от общего количества)t_возд= 400°С.

Состав горючей массы мазута, массовые %

Сг	Нг	Ог	Nг	Sг	Сумма
87,4	11,2	0,5	0,4	0,5	100,0

Определяем состав рабочего топлива. Пользуясь формулой (0), находим содержание элементов в рабочем топливе:

С^р = С^г= 87,4= 87,4^.0,968 = 84,6%.

Н^р = 11,2^.0,968 = 10,84%;

О^р = 0,5^.0,968 = 0,48%;

N^р= 0,4^.0,968 = 0,39%;

S^р= 0,5^.0,968 = 0,48%.

Результаты пересчета состава сводим в таблицу.

Состав влажного рабочего топлива, массовые %

Ср	Нр	Ор	Nр	Sр	Aр	Wр	Сумма
84,6	10,8	0,5	0,4	0,5	0,2	3,0	100,0

Определяем теплоту сгорания рабочего топлива по формуле (0)

= 339 ^. 84,6 + 1030 ^. 10,8  108,9 (0,5  0,5)  25 ^. 3,0 = 39739кДж/кг.

Тепловой эквивалент согласно формуле (0) составляет:

Э_т== 1,356.

Теоретически необходимое количество сухого воздуха находим по формуле (0):

L₀= 0,0889^.84,6 + 0,265^.10,80,0333 (0,50,5) = 10,40 нм³/кг.

Определяем действительное количество воздуха при = 1,20 по формуле (0):

L_д= 1,20^.10,40 = 12,48 нм³/кг.

Определяем количество атмосферного воздуха по формуле (0):

L_д= (1 + 0,016d)L_д= 1,016^.12,48 = 12,68 нм³/кг.

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

V_СО2= 0,01855^. 84,6 = 1,569 нм³/кг;

V_SО2= 0,007^.0,5 = 0,0035 нм³/кг;

V_Н2О = 0,112 ^. 10,8 + 0,0124 (3,0 + 100·0,0) + 0,0016 ^.10 ^.12,48 = 1,447 нм³/кг;

V_N2= 0,79^.12,48 + 0,008^.0,4 = 9,862 нм³/кг;

V_О2= 0,21^.0,20^.10,40 = 0,437 нм³/кг.

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

V_= 1,569 + 0,0035 + 1,447 + 9,862 + 0,437 = 13,32 нм³/кг.

Определяем процентный состав продуктов горения

 _CO2 = ·100% = 11,77%; _SO2 = ·100% = 0,03%;

 _Н2O = ·100% = 10,8 %; _N2 = ·100% = 74,1%;

 _О2=·100% = 3,3%. Всего 100,0 %.

Составляем материальный баланс процесса горения на 100 кг мазута при = 1,20.

Материальный баланс процесса горения мазута

Приход	кг	Расход	кг
Топливо	100,0	Зола (шлак)	0,2
Воздух		Продукты горения
O2 = 100 . 12,48 . 0,21 . 1,429	374,5	CO2 = 100 .1,569 . 1,977	310,2
N2 = 100 . 12,48.0,79.1,251	1233,4	H2O= 100.1,447.0,804	116,3
H2О = 100 . 0,0016 . 10 . 12,48 . 0,804	16,1	N2= 100.9,862 . 1,251	1233,7
		O2 = 100 . 0,437 . 1,429	62,4
		SO2 = 100 . 0,0035 . 2,852	1,0
		Невязка	0,2
Итого:	1724,0	Итого:	1724,0

Невязка баланса составляет: = 0,012%.

Определяем теоретическую температуру горения мазута. Для этого находим общее теплосодержание продуктов горения с учетом подогрева мазута (теплоемкость С_мазута = 2,05 кДж/(кг К)) и вторичного воздуха (90% от общего количества). Поi–t-диаграмме (рис. 1) находим теплосодержание воздуха приt_возд= 400°С:i_возд.= 536 кДж/нм³. Тогда по формуле (0):

i_общ.== 3455 кДж/нм³.

По i–t-диаграмме находим теоретическую температуру горения при коэффициенте= 1,20:t_теор= 2070°С.

Расчетное теплосодержание продуктов горения при = 0,8:

i_общ = i_общ ^.  = 3455^. 0,8 = 2764 кДж/нм³.

По i–t-диаграмме (рис. 2) находим действительную температуру горения мазутаt_действ= 1660°С.