Часть 2. Расчет горения газообразного топлива

Природный газ — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ, газ относится к группе осадочных горных пород.

Качество топлива является критичным в производстве цемента. Топливо — не только источник энергии, необходимый для нагрева материала до температуры спекания, обычно 1350 °C, но и источник сырьевого материала, поскольку топливо в реальном процессе смешивается с сырьевым материалом. Поэтому химический состав золы также важен. Для каждого вида топлива в модель вводится новым компонент. Один топливный компонент описывается химической формулой, рассчитанной путем химического анализа, а его молекулярная масса принимается за 1000 г сухого вещества на моль. Энтальпия образования каждого топлива затем рассчитывается как энтальпия продуктов минус энтальпия реагентов. Энтальпия реагентов аппроксимируется с калориметрической теплотворностью сухого образца топлива.

Расчет горения топлива сводится к определению теплоты горения топлива (кДж/нм³ газа), количества воздуха, необходимого для сгорания топлива (теоретического и действительного, соответственно инм³/нм³ газа) и выхода продуктов горения (нм³/нм³ газа). Для расчета необходимо знать состав рабочей массы топлива и коэффициент избытка воздуха , который для вращающихся печей изменяется от 1,05 до 1,3 в зависимости от свойств используемого топлива. Все расчеты проводятся на 1 нм³ газообразного топлива.

Формулы для расчета горения природного газа:

8С_5);

где ,и т.д. – процент составляющих природного газа .

Массовый расход воздуха (и, кг/нм³ газа) и выход продуктов горения (G_пг,кг/нм³ газа) определяют с учетом плотности газов:

G_ПГ=G_СО2+G_Н2О+G_N2+G_O2

Результаты расчета сводят в таблицу материального баланса горения топлива при действительном расходе воздуха. Сумма масс не должна расходиться более чем на 1%.

Расчеты расхода топлива приведены в таблице 2.

Вывод:

Определили количество топлива, которое необходимо для оптимального обжига сырьевой смеси при постоянной температуре и количество воздуха, необходимое для подачи на горения для полного сгорания топлива. Определили массовый и объемный расход топлива, а также определили материальный баланс его состава. Невязка составляет 0,23911%, следовательно все приходящее топливо в полной мере расходуется на обжиг сырьевой смеси.

Исходные данные:			Плотность, r кг/м3		0,726	коэффициент избытка воздуха, a					1,2		Месторождение топлива
Состав топлива, %				CH4	C2H6	C3H8	C4H10	CO2	N2	Сумма		Волгоградское
				98	0,1	0	0	0,1	1,8	100
Состав топлива в пересчете на 100 %				CH4	C2H6	C3H8	C4H10	CO2	N2	Сумма
				98	0,1	0	0	0,1	1,8	100
Теплота сгорания топлива:			Qн(р)=	35167,35	кДж/нм3
Расход воздуха на горение:			Теор.	Lо=	9,35	нм3/нм3	Go=	12,08	кг/нм3
			Действ.	Lд=	11,22	нм3/нм3	Gд=	14,50	кг/нм3
Материальный баланс горения топлива
Приход		Количество		Расход		Количество
		нм3	кг			нм3	кг
Топливо		1,00	0,73	Углекислый газ		0,983	1,94
Воздух		11,22	14,50	Водяные пары		1,963	1,58
				Азот		8,88	11,11
				Кислород		0,39	0,56
Сумма		12,22	15,23	Сумма		12,2	15,19
Невязка=	0,23911	%

Таблица 2