Лекция 8 (разделы 3-4) тепловой баланс процесса горения

Методика расчета температуры горения топлив

Рассчитать температуру горения мазута состава Н=10,8% С=87% О₂=1% S=0,7% N₂=0,5%. Воздух для горения содержит 0,015м³ Н₂О/м³ воздуха и подается с избытком . Начальная температура (воздух, мазут) . Общие тепловые потери стенками и факелом равны 6,5% от прихода теплоты.

Решение. Горение идет полностью по следующим реакциям:

(7)

(8)

(9)

1 Этап

Расчет ведем на 1 кг мазута. По формуле Менделеева (6) низшая теплота сгорания мазута:

По средней теплоемкости мазута в 1кг мазута при 20^С будет .

Определим расход воздуха. Сперва подсчитаем количество О₂

По реакции (7)

(8)

(9)

__________________________

Итого: 3191

С учетом имеющегося в мазуте (10г) необходимое количество кислорода составит:

С учетом расход кислорода , азота и всего воздуха или по массе . Влагосодержание 1кг воздуха:

на 1 кг воздуха

Определим количество теплоты, вносимого в топку с сухим воздухом (при 20^С) и влагой воздуха () - ,

Следовательно, весь приход теплоты:

Подсчитаем потери теплоты (6-10% от прихода):

Тогда уносится с топочными газами:

2 Этап

Определим состав (в кмоль) продуктов сгорания 1кг мазута заданного состава:

Составная часть топлива и воздуха		Продукты сгорания, кмоль
Вещество	кмоль
		0,075
			0,054
				0,0002
(мазута)					0,00018
(воздуха)					0,0508
(избыток) 3,02-2,22=0,8						0,0357
Влага воздуха			0,096
Итого		0,075	0,0636	0,0002	0,050818	0,0357

Следовательно газы, выходящие из топки, содержат:

0,075 кмоль или 10,94%

0,0636 9,3%

0,0002 0,02%

0,5082 74,5%

0,0357 5,24%

___________________________________

Итого: 0,6827 кмоль или 100%

3 Этап

Энтальпия этих газов в :

1700^С 1800^С

90800 96500

71700 76700

91100 96500

55700 59600

58400 59600

Для расчета температуры горения мазута принимаем 1700С. Тогда количество теплоты выходящих из топки газов составит:

Следовательно, . Поэтому принимаем и тогда

Значит .

Определяем разность:

Следовательно:

Итак температура горения мазута 1732⁰С.

Тепловой баланс парогенератора

Схема парогенератора

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)