Зависимости химического состава продуктов сгорания от коэффициента расхода первичного воздуха, 1
Коэффициент расхода первичного воздуха, α1 |
Химический состав продуктов сгорания природного газа, |
|||||||||
Без подогрева воздуха (tmax) |
С подогревом воздуха до 250 C (tкал) |
|||||||||
СО |
СО2 |
Н2 |
Н2О |
N2 |
СО |
СО2 |
Н2 |
Н2О |
N2 |
|
СО + СО2 |
Н2 + Н2О |
СО + СО2 |
Н2 + Н2О |
|||||||
0,5 |
11,9 |
2,9 |
17,7 |
11,9 |
55,6 |
12,2 |
2,6 |
17,4 |
12,2 |
55,6 |
14,8 |
29,6 |
14,8 |
29,6 |
|||||||
0,6 |
9,9 |
3,4 |
11,4 |
15,2 |
60,1 |
10,1 |
3,2 |
11,2 |
15,4 |
60,1 |
13,3 |
26,6 |
13,3 |
26,6 |
|||||||
0,7 |
7,7 |
4,4 |
6,8 |
17,4 |
63,7 |
7,9 |
4,2 |
6,7 |
17,5 |
63,7 |
12,1 |
24,2 |
12,1 |
24,2 |
|||||||
0,8 |
5,3 |
5,8 |
3,6 |
18,6 |
66,7 |
5,5 |
5,6 |
3,6 |
18,6 |
66,7 |
11,1 |
22,2 |
11,1 |
22,6 |
|||||||
0,9 |
2,7 |
7,5 |
1,4 |
19,0 |
69,4 |
2,8 |
7,4 |
1,3 |
19,1 |
69,4 |
10,2 |
20,4 |
10,2 |
20,4 |
|||||||
1,0 |
– |
9,5 |
– |
19 |
71,5 |
– |
9,5 |
– |
19 |
71,5 |
9,5 |
19,0 |
9,5 |
19,0 |
|||||||
Список литературы
1. А р с е е в В.В. Сжигание природного газа. – М.: ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1963. – 407 с.
2. Горелочные устройства промышленных печей и топок (конструкции и технические характеристики): Справочник / А.А. В и н т о в к и н , М.Г. Л а -д ы г и ч е в, В.Л. Г у с о в с к и й и др. – М.: ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 1999. – 552 с.
3. Г у с о в с к и й В.Л., Л и в ш и ц А.Е. Методики расчета нагревательных и термических печей. – М.: Теплотехник, 2004. – 395 с.
4. З е л ь д о в и ч Я.Б. Теория горения и детонации в газах. – М.: АН СССР, 1944. – 172 с.
5. Л а в р о в Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива. – М.: Наука, 1971. – 271 с.
6. М а с т р ю к о в Б.С. Теплотехнические расчеты промышленных печей. – М.: Металлургия, 1972. – 368 с.
7. М е н д е л е е в Д.И. Горючие материалы // Менделеев Д.И. Сочинения. – М.: АН СССР, 1948. – Т. 11. – 224 с.
8. М е н д е л е е в Д.И. Основы фабрично-заводской промышленности // Менделеев Д.И. Сочинения. – М.: АН СССР, 1949. – Т. 11. – 389 с.
9. Окисление и обезуглероживание стали / А.И. В а щ е н к о, А.Г. З е н ь- к о в с к и й , А.Е. Л и в ш и ц и др. – М.: Металлургия, 1972. – 336 с.
10. Р а в и ч М.Б. Газ и его применение в народном хозяйстве. – М.: Наука, 1974. – 367 с.
11. Р а в и ч М.Б. Ступенчатое использование тепла природного газа в промышленности // Газовая промышленность. – 1966. – № 3. – С. 37–40.
12. Р а в и ч М.Б. Эффективность использования топлива. – М.: Наука, 1977. – 344 с.
13. С е м е н о в Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. – М.: АН СССР, 1958. – 686 с.
14. Совершенствование сжигания природного газа в металлических U-образных радиационных трубах / В.И. М а с л о в, О.Н. Б о н д а р е н к о , В.Т. Р я з а н о в и др. // Сталь. – 1980. – № 3. – С. 252–253.
15. Справочник конструктора печей прокатного производства / А.Л. Б е р- г а у з, В.Л. Г у с о в с к и й , Н.И. И в а н о в а и др. – М.: Металлургиздат, 1970. – Т. 2. – 576 с.
16. Э с т р и н Б.М. Производство и применение контролируемых атмосфер. – М.: Металлугиздат, 1963. – 343 с.
17. Э с т р и н Б.М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали). – М.: Металлургия, 1973. – 392 с.
18. Ю д и н Р.А. Повышение эффективности работы печей метизного производства // Производство проката. – 1998. – № 5. – С. 36–46.
19. Ю д и н Р.А., В и н о г р а д о в А.В., Ю д и н И.Р. Алгоритм расчета теплофизических характеристик и химического состава продуктов неполного сгорания природного газа // Сталь. – 2008. – № 6. – С. 63–67.
20. Ю д и н Р.А., В и н о г р а д о в А.В., Ю д и н И.Р. Протяжные печи открытого малоокислительного нагрева и алгоритм их расчета // Вестник ЧГУ. – 2008. – № 3. – С. 74–78.
21. Ю д и н Р.А., К р е й н и н Е.В. Промышленные испытания U-образной радиационной трубы // Газовая промышленность. – 1980. – № 5. – С. 55–57.
22. Ю д и н Р.А., Т а т а р н и к о в а Л.Н., П а н и н Е.И. Реконструкция печей-ванн горячего оцинкования // Сталь. – 1993. – № 3. – С. 55–57.
23. Ю д и н Р.А., Ш е с т а к о в Н.И., Ю д и н И.Р. Совершенствование конструкций и способов отопления печей-ванн горячего оцинкования // Сталь. – 2004. – № 9. – С. 45–46.
Оглавление
Введение 3
1. Основные понятия 5
2. Теплотехнические и физико-химические параметры процессов горения, формулы расчета 13
2.1. Теплота сгорания 13
2.2. Температуры 15
2.3. Химический состав топлива, наличие сернистых соединений, токсичность. Калорийный эквивалент, условное топливо 17
2.4. Объемы 17
2.5. Коэффициенты 18
2.6. Максимальное содержание компонентов 20
2.7. Теплоемкость продуктов сгорания: СΣ 20
3. Физико-химические реакции горения углерода и однокомпонентных газов при стехиометрических условиях 21
3.1. Химические реакции горения компонентов топлива в воздухе 22
3.2. Стехиометрический (теоретический) объем воздуха 25
3.3. Стехиометрический объем диоксида углерода 27
3.4. Стехиометрический объем водяных паров 28
3.5. Суммарный объем продуктов полного сгорания и объем сухих продуктов сгорания 29
4. Физико-химические реакции горения газов при нестехиометрических условиях 30
4.1. Общие положения 30
4.2. Сжигание метана (СН4) при существенных избытках воздуха, включая нижнюю концентрационную границу воспламенения 31
4.3. Сжигание природного газа при существенных недостатках воздуха, включая верхнюю концентрационную границу воспламенения 33
4.4. Малоокислительный и безокислительный нагрев металлопродукции, проблемы обезуглероживания ее поверхности 35
4.5. Сжигание природного газа для получения защитного газа в пределах концентрационных границ горения 39
4.6. Сжигание природного газа за концентрационными границами воспламенения, получение эндогаза 41
5. Физико-химический механизм цепных реакций горения 44
5.1. Предпосылки к разработке теории разветвленных цепных реакций горения, получение формальдегида при горении метана 44
5.2. Физико-химический механизм цепной реакции горения водорода 45
5.3. Горение метана 48
5.4. Горение оксида углерода (СО), особенности цепных реакций горения СО при наличии в реагирующей смеси влаги, активных центров и катализаторов 52
6. Классификация газогорелочных устройств. Способы сжигания топлива 56
6.1. Сожигательные устройства, гомогенное и гетерогенное горение 56
6.2. Классификация газовых горелок по физическим и теплотехническим характеристикам 57
6.3. Способы смесеобразования и сжигания топлива и классификация горелок на их основе 58
7. Требования, предъявляемые к узлам, деталям и системам автоматизации газогорелочных устройств 64
7.1. Требования техники безопасности и надежности 64
7.2. Конструктивные требования к деталям и узлам газогорелочных устройств 68
7.3. Требования охраны окружающей среды и экологической безопасности 69
7.4. Необходимые требования к конструкциям газогорелочных устройств 77
7.5. Необходимые требования к автоматике 80
8. Конструкции и характеристики газогорелочных устройств 82
8.1. Горелки без предварительного смешения 82
8.2. Горелки с частичным предварительным смешением 99
8.3. Горелки с полным предварительным смешением 113
Примеры расчетов 121
Контрольные вопросы 129
Приложение 134
Список литературы 136
Юдин Рафаил Айзикович,
Юдин Илья Рафаилович