12 Материальный баланс горения топлива

а) теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха α=1)[1]:

V⁰ =0.0889(C^p +0.375 S^p) + 0.265 H^p – 0.0333 O^p =

= 0.0889(60+0.375*0.2) + 0.265*3.1 – 0.0333*6.3=5.953 м³/кг. (1)

б) теоретические объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (α=1)[1]:

1) теоретический объем азота:

V⁰_N2 = 0.79V⁰ + 0.8N^p/100 = 0.79*5.953+0.8 0.6/100=4.708 м³/кг. (2)

2) объем трехатомных газов:

V_RO2 = 1.866= 1.866= 1.121 м³/кг. (3)

3) теоретический объем водяных паров:

V⁰_H2O=0.111H^p+0.0124W^p+0.0161V⁰ = 0.111* 3.1+0.0124 *10+0.0161* 5.953=

=0.564 м³/кг. (4)

При избытке воздуха α >1 расчет ведется по следующим формулам (α=1.23)[1]

4) объем водяных паров:

V_H2O=V⁰_H2O+0.0161(α-1)V⁰ =V⁰_H2O+0.0161(1.23-1)*5.953=0.586 м³/кг. (5)

5) объем дымовых газов:

V_Г=V_RO2+V⁰_NO2+V_H2O+(α-1)V⁰ = 1.121+4.708+0.586+(1.23-1)*5.953=

=7.784 м³/кг. (6)

6) объемные доли трехатомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении 1 кгс/см².

r_RO2=V_RO2/V_Г;r_RO2=1.121/7.784=0.144 (7)

r_H2O=V_H2O/V_Г;r_H2O=0.584/7.784=0.075 (8)

г) масса дымовых газов:

кг/кг (9)

д) концентрация золы в дымовых газах:

кг/кг (10)

д) энтальпия дымовых газов на 1 кг топлива подсчитываются из выражения:

кДж/кг (11)

е) энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха α=1,1 и температуре газов θ⁰С,

кДж/кг (12)

ж) энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях:

, кДж/кг (13)

з) энтальпия 1 м³влажного воздуха, углекислого газа, азотаи водяных паров[7]

и) энтальпию золы:

кДж/кг (14)

Значения энтальпий рассчитаем для реально возможных температур в газоходах (100-2000°С). Полученные данные сведены в Таблицу 1.

Таблица 1Энтальпия продуктов сгорания в газоходах котла

Θ0С			, кДж/кг	, кДж/кг
				Топочная камера αт=1,23	ПП αпп=1,26	ППП αпп=1,35	Вод. Эк-зер αвэ=1,37	Воздухопод-ль αв=1,43
0	0	0	0	0	0	0	0	0
100	885	787	15,2	1081,2	1104.8	1175.6	1191.4	1238.6
200	1794	1583	31,8	2189,9	2237.3	2379.8	2411.5	2506.5
300	2728	2395	49,6	3328,4	3400.2	3615.8	3663.7	3807.4
400	3693	3217	67,6	4500,6	4597	4886.6	4950.9	5143.9
500	4684	4067	86,1	5705,5	5827.5	6193.5	6274.9	6518.9
600	5691	4933	105,2	6930,8	7078.8	7522.8	7621.4	7917.4
700	6729	5824	124,4	8192,9	8367.6	8891.8	9008.3	9357.7
800	7796	6720	144,1	9485,7	9687.2	10292	10426.4	10829.6
900	8887	7616	164,1	10803,0	11031.5	11716.9	11869.2	12326.2
1000	9989	8537	184,8	12137,3	12393.4	13161.7	13332.5	13844.7
1100	11096	9483	206,0	13483,1	13767.6	14621	14810.7	15379.7
1200	12211	10428	226,5	14835,9	15148.7	16087.2	16295.8	16921.5
1300	13350	11375	255,5	16221,8	16563	17586.8	17814.3	18496.8
1400	14513	12345	297,2	17649,6	18019.9	19131	19377.9	20118.6
1500	15662	13316	330,2	19054,9	19454.4	20652.8	20919.1	21718.1

Продолжение таблицы 1

Θ0С			, кДж/кг	, кДж/кг
				Топочная камера (αт=1,23)	ПП αпп=1,26	ППП αпп=1,35	Вод. Эк-зер αвэ=1,37	Воздухопо д-ль αв=1,43
1600	16829	14287	352,3	20467,3	20895,9	22181.7	22467.4	23324.7
1700	18004	15258	387,6	21900,9	22358.7	23731.9	24037.1	24952.6
1800	19182	16228	410,4	23324,9	23811.7	25272.2	25596.8	26570.5
1900	20339	17224	448,2	24748,7	25265.4	26815.6	27160	28193.5
2000	21565	18219	471,8	26227,1	26773.7	28413.4	28777.8	29870.9

Температура уходящих газов выбирается в зависимости от влажности твердого топлива W^Pи температуры питательной воды.

t_ух.г.=145⁰С.

Температура горячего воздуха при сжигании твердых топлив определяется не только характеристиками топлива, но и организацией его сжигания так как V_Г> 25%, тоt_г.в.=310⁰С.