Состав и количество продуктом сгорания.

В общем случае в топку котла газообразные продукты сгорания содержат:

CO2 SO2 H2O – продукты полного сгорания

CO H2 CmHn – продукты неполного сгорания

O2 N2 – азот из топлива и воздуха, избыточный кислород.

Vг можно выразить равенством:

Vг = VCO2 + VSO2 + VH2O + VCO + VH2 + VCmHn + VO2 + VN2 принято объединять CO2 + SO2 = RO2 – сухие 3атомные газы.VRO2 = VCO2 + VSO2

При полном сгорании топлива и α > 1, дымовые газы содержат лишь продукты полного окисления CO2, SO2, H2O, N2 и O2  Vг = VRO2 + VH2O +VO2 + VN2

При полном сгорании топлива и α = 1, дымовые газы содержат только CO2, SO2, H2O и N2

Vг = VRO2 + VN2 + VH2O  Vг = Vс.г. + VH2O

Vсух.г.

Таким образом, при горении газообразного топлива необходимо знать:

- теоретическое количество воздуха V

- теоретический объём продуктов сгорания V

V, V= VRO2 + V+ V

1. Теоретический объём воздуха 3атомных газов равен

VRO2 = 0.01 (CO2 + CO + H2S + ∑mCmHn),

2. Теоретический объём азота, складывается из V азота подавшего в воздухе и азота из топлива

V= V+ V , V = 0,79 V,

V = = 0,01N2

V = 0,79 V +

3. Теоретический объём водяных паров. Складывается из количества:

1) образуется при горении водорода

2) при испарения влаги из топлива

3) при испарения влаги поступившей из воздуха.

V= 0,01(H2S + H2 + ∑CmHn + 0,124 dг.тл.) + 0,0161 V,

где dг.тл. – влагосодержание газообразного топлива,

Влагосодержание воздуха принято равным d 0 = 10

V=== 0,0161V,

ρвозд = 1,293 ; ρ= 0,804

Увеличение количества воздуха подаваемого в топку приводит к возрастанию объёмов продуктов сгорания. При этом избыточный воздух в горении не участвует, объём продуктов сгорания увеличивается за счёт 2атомных газов (N2, O2)

Теоретический объём 3атомных газов остаётся неизменным.

Действительный объём сухих газов при полном сгорании топлива:

Vсг. = VRO2 + V+ (α - 1) V

Действительный объём водяных паров:

VH2O = V + 0,0161(α - 1) V

Суммарный объём продуктов сгорания:

Vг. = VRO2 + V + (α - 1) V + V + 0,0161(α - 1) V

Объёмные доли 3атомных газов и водяных паров определяются по формуле:

r RO2 = и r H2O =

При использовании типовых топлив значения V, VRO2, V, V берутся по таблицам в справочниках. При нестандартных топлив считаются по формулам.

Коэффициент избытка воздуха при выходе из топки αт принимаем по таблице 4. прил. [1]

αт = 1,1

Коэффициент α за каждой поверхностью определяется суммированием коэффициента избытка воздуха в топке αт с присосами Δα.

α˝ = αт + ∑Δα.

Расчётные значения Δα берутся по табл. 5 прил. [1]

за газоходом 1,1 + 0,1 = 1,2

за экономайзером 1,2 + 0,1 = 1,3.

Теоретические объёмы воздуха и дымовых газов

Наименование величин	обозначения	Расчётная формула	Размерность	Результат
Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения.	V	для газообразного 0,0476[0,5CO + 0,5H2 + 1,5 H2S + ∑(m + n/4)CmHn - O2]		9,64
Теоретический объём азота	V	0,79V+		7,64
Объём сухих 3атомных газов	VRO2	0,01[CO2 + CO + H2S + + ∑mCmHn]		1,03
Теоретический объём водяных паров	V	0,01[H2S + H2 + ∑n/2CmHn + 0,124dr] + 0,0161V, где dr – влагосодержание газообразного топлива, г/м³ (учитывается, если оно задано)		2,16

Объём газов, доли 3атомных газов.

Величина	Обозначение	Расчётная формула	Размерность	Газоходы
				топка	газоход	Экономайз.
Коэффициент избытка воздуха за газоходом	α˝	См. п 3-5	-	1,1	1,2	1,3
Коэффициент избытка воздуха средний	α		-	1,1	1,5	1,25
Объём избыточного воздуха	-	(α - 1)V		0,964	1,446	2,410
Объём водяных паров	VH2O	V+ 0,016(α-1)V	-	2,176	2,183	2,199
Объём прод. сгорания	V	VRO2+V+ V+(α-1)V	-	11,81	12,299	13,279
Объёмная доля сухих 3атомных газов	r		-	0,087	0,084	0,078
Объёмная доля водяных паров	r		-	0,184	0,177	0,166
Суммарная объёмная доля3атомных газов	rn	r+r	-	0,271	0,261	0,244

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания.

Количество тепла, содержащего в воздухе или продуктах сгорания называются теплосодержанием (энтальпией).

При выполнении расчётов принято энтальпию относить к 1кг твёрдого или жидкого топлива или 1м³ при н.у. газообразного топлива.

Обозначения:

- I, H, относятся к вазообразным продуктам и воздуху

- i, h, t – к теплоносителям (пар или вода)

Энтальпия теоретического количества воздуха равна

I = V(св), , где

св – удельная теплоёмкость влажного воздуха

–температура воздуха, °C

Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания подсчитывается как сумма энтальпий смеси газов при температуре υ.

I= (VRO2 · CRO2 + V· CN2 + V)=VRO2(c)RO2 + V(c)N2 + +V(c)H2O,

(c)RO2, N2, H2O – соответственно энтальпии одного м³ из табл. [1], - температура продуктов сгорания

При действительном количестве воздуха энтальпия продуктов сгорания будет равна сумме энтальпии теоретического объёма и энтальпии избыточного воздуха.

Iг = I + (α - 1) I

α = α˝