2.Расчет процесса горения

Расчет процесса горения выполняем по формулам в соответствии с источником [2,с. 38].

Из таблицы характеристик топлив [3,с.168] выбираем расчетные характеристики природного газа газопровода Пермьнефть Ярино-Пермь, %: СН₄=38,0; С₂Н₆=25,1; С₃Н₈=12,5; С₄Н₁₀=3,3; С₅Н₁₂=1,3; N₂=18,7; H₂S=0,55 СО₂=0,55; Q^р_р = 46928 кДж/м³; =1,196 кг/м³;

Определяем теоретический объем воздуха V⁰, м³/м³, необходимого для полного сгорания при сжигании газа в соответствии с источником [2,с.38]

V⁰=0,0476 [0,5 СО+0,5Н₂+1,5Н₂S+∑(m+n/4)С_mН_n-О₂], (1)

где m – число атомов углерода;

n – число атомов водорода.

V⁰=0,0476[1,5*0,55+(1+4/4)38,0+(2+6/4)25,1+(3+8/4)12,5+(4+10/4)3,3+

+(5+12/4)1,3]=12,33.

Определяем теоретический объем азота V⁰_N2, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа

V⁰_N2=0,79 V⁰ +N₂ / 100. (2)

V⁰_N2=0,79 * 12,33+18,7 / 100 =9,93.

Определяем объём трехатомных газов V_RO2, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа

V_RO2=0,01(СО₂+СО+Н₂S+∑ m С_mН_n). (3)

V_RO2=0,01(0,55+0,55+(1*38,0+2*25,1+3*12,5+4*3,3+5*1,3)=1,47.

Определяем теоретический объём водяных паров V⁰_H2O, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа

V⁰_H2O=0,01(Н₂S+Н₂+∑ n/2 С_mН_n+0,124d_г.тл)+0,0161 V⁰. (4)

V⁰_H2O=0,01(0,55+(4/2*38,0+6/2*25,1+8/2*12,5+10/2*3,3+12/2*1,3+0,124*10))+

+0,0161*12,33=2,46

Определим теоритический оббьем продуктов сгорания V⁰_дг

V⁰_дг= V⁰_RO2 +V⁰_N2 +V⁰_H2O (5)

V⁰_дг=1,47+9,93+2,46=13,86

Определяем коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева, после топочной камеры подсчитывается прибавление к α_т соответствующих присосов воздуха, [1, с. 47]

α_i=α_т + ∑ ˄α_i

где α_т - коэффициент избытка воздуха на входе в топочную камеру

α_т=1,05[5,с.212]

i – номер поверхности нагрева после топки по ходу движения продуктов сгорания

α_т”= α_т+0,1=1,05+0,05=1,1

α_ср”= α_т”+0,1=1,1+0,1=1,2

α_{ср эк} = α_ср^”+0,1=1,2+0,1=1,3

Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе поверхности нагрева и экономайзера определяем по формуле:

α_ср=( α’+ α’’)/2

α_{ср т}=(α_т+ α_т”)/2=(1,05+1,1)/2=1,075

α_i^”=(α_т”+ α_ср”)/2=(1,1+1,2)/2=1,15

α_ii^”=(α_ср”+ α_{ср эк})/2=(1,2+1,3)/2=1,25

Определяем действительное количество воздуха V^в_д, м³/м³, для каждого газохода

V^в_д = V^оa . (7)

=12,33*1,05=12,94

=12,33*1,075=13,25

=12,33*1,1=13,56

=12,33*1,125=13,87

=12,33*1,15=14,18

=12,33*1,2=14,79

=12,33*1,25=15,41

=12,33*1,3=16,029

=12,33*1,35=16,646

Определяем действительный объём азота V_N2,м³/м³для газа

V_N2=V⁰_N2+(a - 1) V⁰ (8)

V_N2=9,93+(1,05-1)*12,33 =10,547

V_N2=9,93+(1,075- 1) *12,33 =10,855

V_N2=9,93+(1,1- 1) *12,33 =11,163

V_N2=9,93+(1,125- 1) *12,33 =11,471

V_N2=v+(1,15-1) *12,33 =11,78

V_N2=9,93+(1,2-1) *12,33 =12,396

V_N2=9,93+(1,25-1) *12,33 =13,012

V_N2=9,93+(1,3-1)* 12,33 =13,629

V_N2=9,93+(1,35-1)* 12,33 =14,246

Определяем действительный объём водяных паров V_H2O, м³/м³, для газа

V_H2O=V⁰_H2O + 0,0161 (a–1) V⁰. (9)

2,46+0,0161*(1,05-1)*12,33=2,469

2,46+0,0161*(1,075-1)* 12,33=2,474

2,46+0,0161*(1,1-1)*12,33=2,479

2,46+0,0161*(1,125-1)* 12,33 =2,484

2,46+0,0161*(1,15-1)* 12,33 =2,489

2,46+0,0161*(1,2-1)* 12,33=2,499

2,46+0,0161*(1,25-1)* 12,33=2,5

2,46+0,0161*(1,3-1)* 12,33=2,519

2,46+0,0161*(1,35-1)* 12,33=2,529

Определяем действительный суммарный объём продуктов сгорания V_д.г, м³/м³, для газа

(10)

1,47+10,547+2,469=14,486

1,47+10,855+2,474=14,8

1,47+11,163+2,479=15,113

1,47+11,471+2,484=15,426

1,47+11,78+2,489=15,739

1,47+12,396+2,499=16,365

1,47+13,012+2,5=16,992

1,47+13,629+2,519=17,619

1,47+14,246+2,529=18,245

Определяем объемные доли трехатомных газов r_RO2 и водяных па42в r_H2O, а также суммарную объемную долю r_п

r_RO2= V_RO2 / V_г. (11)

=1,47/14,486=0,101

=1,47/14,8=0,099

=1,47/15,113=0,097

=1,47/15,426=0,095

=1,47/15,739=0,093

=1,47/16,365=0,089

=1,47/16,992=0,086

=1,47/17,619=0,083

=1,47/18,245=0,080

r_H2O= V_H2O / V_г. (12)

=2,469/14,486=0,170

=2,474/14,8=0,167

=2,479/15,113=0,164

=2,484/15,426=0,161

=2,489 /15,739=0,158

=2,499 /16,365=0,152

=2, 5/16,992=0,147

=2,519 /17,619=0,143

=2,529 /18,245=0,138

r_п = r_RO2+ r_H2O. (13)

=0,101+0,170=0,272

=0,099+0,167=0,266

=0,097+0,164=0,261

=0,095+0,161=0,256

=0,093+0,158=0,251

=0,089+0,152=0,242

=0,086+0,147=0,234

=0,083+0,143=0,226

=0,080+0,138=0,219

Результаты расчета действительных объемов продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 1.

Таблица 1 – объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов.

Обозначение и расчетные формулы	м3/м3 м3/м3 м3/м3 м3/м3 м3/м3
	α т=1,05	α срт=1,075	α т”=1,1	α срI=1,125	α I”=1,15	α срII=1,2	α II”=1,25	α ср эк=1,3	α эк”=1,35
	12,94	13,25	13,56	13,87	14,18	14,79	15,41	16,029	16,646
	1,47
	10,547	10,855	11,163	11,471	11,78	12,396	13,012	13,629	14,246
	2,469	2,474	2,479	2,484	2,489	2,499	2,5	2,519	2,529
	14,486	14,8	15,113	15,426	15,739	16,365	16,992	17,619	18,245
rH2O=/	0,170	0,167	0,164	0,161	0,158	0,152	0,147	0,143	0,138
rRO2=/	0,101	0,099	0,097	0,095	0,093	0,089	0,086	0,083	0,080
rn=rH2O+ rRO2	0,272	0,266	0,261	0,256	0,251	0,242	0,234	0,226	0,219

Вып. Балук А.Н

Пров Белобородов В.В

Изм Лист № докум. Подп. Дата

БККП. 038501.000 ПЗ

Лист