2.4. Состав и объем продуктов сгорания

При полном сгорании продукты сгорания состоят из смеси уг­лекислого газа СО₂, сернистого ангидрида SO₂, паров воды Н₂О, кислорода и азота. На основании соотношений горения отдельных элементов топлива установлено, что при горении 1 кг углерода об­разуется 1,86 м³ СО₂, 1 кг серы - 0,684 м SO₂. В соответствии с этим можно определить теоретический объем трехатомных газов RO, = СО₂ + SO₂ в продуктах горения:

• твердого и жидкого топлива

V⁰_RO2 = 0,0186 (C^P + 0,375S^P),

• газообразного топлива

V⁰_RO2 = 0,01 (СО₂ + СО + H₂S + СН₄ + 2С₂Н₄ + п С_nН_m)

Теоретический объем азота в уходящих газах равен при сжи-

гании:

• твердого и жидкого топлива

• газообразного

Теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания равен:

для газообразного топлива

• для твердого и жидкого топлива

Таким образом, теоретический объем продуктов сгорания со­ ставит:

Для того чтобы определить не теоретический, а фактический объем продуктов горения, необходимо знать коэффициент избытка воздуха в расчетной точке. При проектировании топливосжигающих установок коэффициент избытка воздуха задается (для твердого то­плива а = 1,2... 1,4, жидкого а = 1,1... 1,2, для газа а = 1,03... 1,05). В условиях эксплуатации коэффициент избытка воздуха определяется по результатам газового анализа продуктов горения в следующей последовательности:

• определяется коэффициент избытка воздуха

• рассчитывают содержание азота в уходящих газах

• энтальпию продуктов горения при коэффициенте избытка воздуха a > 1

• энтальпию избыточного количества воздуха

где N₂, СО₂, О₂, СО, Н₂, СН₄ - содержание в продуктах горе­ния азота, оксида углерода, кислорода, водорода и метана, %.

Действительные объемы воздуха и продуктов горения составят:

• воздуха

• избыточного воздуха

• водяных паров

• азота

• газов

2.5. Энтальпия воздуха и продуктов горения

Количество теплоты, которое содержится в воздухе и продук­тах горения, называют энтальпией (теплосодержанием). Расчет эн­тальпии продуктов горения производится при действительных ко­эффициентах избытка воздуха. При выполнении расчетов принято энтальпию воздуха и продуктов сгорания относить к 1 кг сжигаемо­го твердого (жидкого) или 1 м³ газообразного топлива. В процессе расчета определяют:

• энтальпию теоретического объема продуктов горения

• теплосодержание теоретического объема воздуха

где С_RO2, C_N2, С _H2O - объемная теплоемкость воздуха, трех атом­ных газов, азота и паров воды;

t_в, t_Г - температуры соответственно воздуха и продуктов горения;

I_зл - энтальпия золы, учитывается при сжигании высокозоль­ного топлива, ккал/кг золы.

Теплоемкость отдельных компонентов можно определить по эмпирическим формулам:

C_В = 0,315 + 0,0201∙ 10^-3∙ t_в

C_RO2 = 0,382 + 0,2161∙ 10^-3∙ t_Г

C _N2 = 0,306 + 0,0264∙ 10^-3∙ t_Г

C _H2O = 0,352 + 0,0597∙ 10^-3∙ t_Г