3.2 Розрахунок горіння палива

За вихідними даними (див. табл. 3.1) підтопок сушильного барабана опалюється змішаним коксодоменним газом з теплотою згоряння _________ кДж/м³.

Перераховують склад сухого газу (див. табл. 3.2) на вологий стан за формулою

, %,				(3.12)
де	,	-	вміст j-го компонента в складі газу у вологому та сухому стані відповідно,%;
		-	складові компоненти газу;
		-	вологість газу, %.

;

.

Вміст складових вологого коксового газу дорівнює:

………….%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%.

Вміст складових вологого доменного газу дорівнює:

………….%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%.

Результати розрахунків складу вологих газів зведено в таблиці 3.3.

Таблиця 3.3 – Вміст складових компонентів вологих газів, %

Вид газу	Н2	СН4	С2Н2	С2Н4	СО	СО2	N2	О2	Н2О	Σ
Коксовий										100
Доменний										100

Нижчу теплоту згоряння газів визначають за формулою

, кДж/м3;

(3.13)

…………………………………………………………………..……кДж/м³;

………………………………………………………………………..кДж/м³.

Приймають частку коксового газу в коксодоменній суміші за . Тоді частка доменного газу буде.

Із рівняння теплового балансу

(3.14)

знаходять , що дорівнює:

.

(3.15)

Частка коксового газу у складі коксодоменної суміші дорівнює

…………...

Тоді частка доменного газу складає

.

Вміст складових компонентів коксодоменної суміші визначають за формулою

, %,				(3.16)
де	,	-	вміст j-го компонента в складі вологого коксового та доменного газів відповідно,%;
		-	складові компоненти вологого газу;
	,	-	частка коксового і доменного газу у складі коксодоменної суміші відповідно.

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%;

%.

Нижчу теплоту згоряння коксодоменної суміші знаходять за формулою (3.13):

………………………………………………………………………...кДж/м³.

Правильність розрахунку оцінюють за показником нев’язки теплового балансу процесу згоряння коксодоменної суміші за формулою:

%;

(3.17)

%.

Допускається нев’язка не більше ніж 0,5%.

Витрату кисню для згоряння коксодоменної суміші знаходять за формулою

, м3/м3;

(3.18)

……………………………………………………………………………м³/м³.

Витрату сухого повітря (), необхідного для згоряння коксодоменної суміші, знаходять за формулою

, м3/м3,				(3.19)
де		-	коефіцієнт витрати повітря, який для газоподібного палива дорівнює (див. табл.3.1).

м³/м³.

Вміст складових продуктів згоряння знаходять за формулами:

, м3/м3;				(3.20)
, м3/м3;				(3.21)
, м3/м3;				(3.22)
, м3/м3,				(3.23)
де		-	надлишкова кількість повітря, що надається в топку для повного згоряння палива, м3/м3;
		-	коефіцієнт витрати повітря (див. табл.3.1).

м³/м³;

м³/м³;

м³/м³;

м³/м³.

Загальний об’єм продуктів згоряння складає:

, м3/м3,

(3.24)

м³/м³.

Склад продуктів згоряння, об. %:

%,

%,

%,

%,

%

Далі складають матеріальний баланс процесу згоряння коксодоменної суміші із розрахунку об’єму газа 100 м³, користуючись формулою

, кг,				(3.25)
де		-	кількість j-го компонента в складі 100 м3 коксодоменної суміші, кг;
		-	вміст j-го компонента в складі коксодоменної суміші, %;
		-	складові компоненти вологого газу;
		-	молекулярна маса j-го компонента, кг/моль;
		-	об’єм газу при нормальних умовах, моль/м3.

кг,

кг,

кг,

кг,

кг,

кг,

кг,

кг,

кг,

кг.

Прийнята кількість повітря, яке надходить для згоряння 100 м³ коксодоменної суміші, розраховується за формулою

, кг,				(3.26)
де		-	густина повітря (кг/м3).

кг.

кг.

Одержану кількість продуктів згоряння 100 м³ коксодоменної суміші розраховують за формулою

, кг,				(3.27)
де		-	вміст j-го компонента в складі продуктів згоряння, кг;
		-	вміст j-го компонента в складі продуктів згоряння, м3/м3;
		-	складові компоненти продуктів згоряння;
		-	молекулярна маса j-го компонента, кг/моль;
		-	об’єм газу при нормальних умовах, моль/м3.

Одержано продуктів згоряння, кг:

,

,

,

,

кг.

Правильність розрахунку оцінюють за показником нев’язки матеріального балансу процесу згоряння коксодоменної суміші за формулою

%;

(3.28)

%.

Допускається нев’язка не більше ніж 0,5%.

Дійсну ентальпію продуктів згоряння визначають за формулою:

, кДж/м3,				(3.29)
де		-	теплота згоряння газу, кДж/м3 (див. табл. 3.1);
		-	витрата сухого повітря, необхідного для згоряння коксодоменної суміші, м3/м3;
		-	питома теплоємність сухого повітря при температурі повітря, кДж/(м3·К);
		-	температура атмосферного повітря, ˚С;
		-	питома теплоємність палива при температурі нагрівання газу, кДж/(м3·К);
		-	температура нагрівання газу, ˚С.

Для кожного компонента палива при заданій температурі газу˚С знаходятьза формулою

, кг,				(3.30)
де		-	вміст складових компонентів коксодоменної суміші, %;
		-	питома теплоємність j-го компонента в складі коксодоменної суміші при заданій температурі газу, кДж/(м3·К);
		-	складові компоненти коксодоменної суміші.

Для ˚С (див. табл. 3.1) питома теплоємність компонентів коксодоменної суміші складає, кДж/(м³·К):

;

;

;

;

;

;

;

;

кДж/(м³·К).

Теплоємність сухого повітря при заданій температурі ˚С (див. табл. 3.1) складаєкДж/(м³·К).

Тоді дійсна ентальпія продуктів згоряння складає

кДж/м³.

Визначають калориметричну температуру горіння коксодоменної суміші:

, ˚С,				(3.31)
де		-	дійсна ентальпія продуктів згоряння, кДж/м3;
		-	ентальпія продуктів згоряння при заданих температурах івідповідно, кДж/м3.

Для цього необхідно знайти такий температурний інтервал, якому відповідає умова

, кДж/м3.

(3.32)

При заданій температурі знаходять ентальпію продуктів згоряння за формулою

, кДж/м3,				(3.33)
де		-	ентальпія складових продуктів згоряння, кДж/м3;
		-	об’єм продуктів згоряння, м3/м3;
		-	загальний об’єм продуктів згоряння, м3/м3.

У разі виконання умови збільшують задану температуру на˚С

, ˚С

(3.34)

і знаходять ентальпію продуктів згоряння при .

Задають температуру ˚С і при цій температурі знаходять ентальпію продуктів згоряння:

кДж/м³.

При виконанні умови , тобтокДж/м³, приймають ˚С і знаходять ентальпію продуктів згоряння:

кДж/м³.

Тоді калориметрична температура згоряння коксодоменної суміші складає

˚С.

Дійсну температуру згоряння коксодоменної суміші визначають за формулою

, ˚С,				(3.35)
де		-	пірометричний коефіцієнт, який дорівнює 0,65÷0,8.

˚С.