Определение суммарного количества теплоты, которое необходимо подвести с парами ВОТ, кДж/ч,

 

. (6)

 

кДж/ч,

С учетом потерь теплоты в окружающую среду в дальнейших расчетах используется величина максимальной полезной нагрузки на печь Q _пол=1,15 Q _Σ,

Q _пол=1,15·5584460=6422129 кДж/ч.

 

2.2.7 Определение расхода топлива, сжигаемого в печи для нагрева паров ВОТ до температуры 375 °С, нм³/ч,

 

, (7)

 

где Q _пол – максимальная полезная нагрузка на печь, кДж/ч;

h - коэффициент полезного действия печи;
Q _сг – низшая теплота сгорания топлива, кДж/нм³.

Значение Q _сг находится в интервале 28 ÷ 34 МДж/нм³ .

 

=764,5 нм³/ч.

 

 

2.2.8 Определение расхода природного газа:

 

, (8)

 

где B _т–расход топлива, нм³/ч;
B _г – расход углеводородного газа, нм³/ч (см. таблицу 4 приложения).

Состав природного газа представляется в виде таблицы 6 приложения.

Исходя из данных таблиц 4 и 6 приложения, определяется общий состав и количество газообразного топлива, поступающего в печь на сжигание. Результаты заносятся в таблицу 7 приложения.

 

2.2.9 Определение состава дымовых газов, образующихся при сгорании 1 м³ топлива.

Реакции горения топлива представляются в следующем виде:

 

CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O
2C₂H₄+7O₂=4CO₂+6H₂O
С₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O
2C₄H₁₀+13O₂=8CO₂+10H₂O
C₅H₁₂+8O₂=5CO₂+6H₂O
2C₄H₉SH+15O₂=8CO₂+10H₂O+2SO₂
C₂H₄+3O₂=2CO₂+2H₂O
2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

 

2.2.9.1 Определение объема кислорода, необходимого для горения топлива, м³,

 

, (9)

 

где n – количество атомов кислорода в реакциях;

– содержание компонентов в природном газе, % (об.) (см. таблицу 6 приложения).

 

м³

 

2.2.9.2 Определение необходимого теоретического объема воздуха, расходуемого на горение, м³/(м³ топливного газа),

 

, (10)

 

где 0,21 – содержание кислорода в воздухе, % (об.);

- объем кислорода, рассчитанный по формуле (9), м³.

 

м³/(м³ топливного газа).

 

2.2.9.3 Определение удельного расхода воздуха, подаваемого в топку, м³/(м³ топлива),

 

, (11)

 

Для снижения температуры горения значение коэффициента избытка воздуха a принимается равным 2,36.

 

м³/(м³ топлива).

 

2.2.9.4 Определение объема продуктов сгорания газообразного топлива, нм³,

 

, (12)

 

где – объем углекислого газа в продуктах сгорания;

– объем водяных паров в продуктах сгорания;

– объем азота в продуктах сгорания;

– объем кислорода в продуктах сгорания;

– объем сернистого ангидрида в продуктах сгорания.

 

нм³

 

2.2.9.5 Определение содержания углекислого газа в продуктах сгорания, нм³/м³,

 

, (13)

 

где , – содержание компонентов топлива, % (об.);

m – количество атомов углерода в компонентах топлива.

 

нм³/м³.

 

2.2.9.6 Определение содержания водяных паров в продуктах сгорания, нм³/м³,

 

, (14)

 

где n – количество атомов водорода в компонентах топлива;

– содержание компонентов топлива, % (об.);

Z _m – объем воздуха, теоретически необходимый для сгорания 1 м³ топлива, м³;

d _в – влажность воздуха, г/м³.

Для загрязненного воздуха, используемого в процессе горения, среднее значение d _в составляет 15,7 г/м³ .

 

нм³/м³

 

 

2.2.9.7 Определение содержания азота в продуктах сгорания, нм³/м³,

 

, (15)

 

где a - коэффициент избытка воздуха;

Z _m – объем воздуха, теоретически необходимый для сгорания 1 м³ топлива, м³;

– содержание азота в топливе, % (об.).

 

2.2.9.8 Определение содержания кислорода в продуктах сгорания, нм³/м³,

 

, (16)

 

где – содержание кислорода в топливе, % (об.).

 

нм³/м³

 

2.2.9.9 Определение объема сернистых соединений в продуктах сгорания, нм3/м3,

 

, (17)

 

где и – содержание сернистых соединений в топливе, % (об.).

 

нм³/м³

 

2.2.9.10 Определение общего количества дымовых газов, нм³/ч,

 

, (18)

 

где V _п.сг. – объем продуктов сгорания, нм³/м³ (см. табл. 8 приложения);

В _т – расход топлива согласно уравнению (7), нм³/ч.

 

нм³/ч

Определение массового расхода компонентов дымовых газов, кг/ч,

 

, (19)

 

где m _i – массовый расход i -го компонента дымовых газов, кг/ч;

V _i – объемный расход i -го компонента дымовых газов, м³/ч;

M _i – молекулярная масса i -го компонента дымовых газов;

М _в – молярный объем 1 м³ воздуха, м³.

Состав дымовых газов представляется в виде табл. 8 приложения.

 

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

 

2.2.10. Определение расхода воздуха, необходимого для горения, нм³/ч,

 

. (20)

нм³/ч

 

Для составления материального баланса процесса горения необходимо определить содержание кислорода и азота в воздухе, подаваемом на горение, исходя из того, что в воздухе содержится 21 % (об.) кислорода и 78 % (об.) азота, а затем определить содержание влаги с учетом влажности воздуха d_в. Материальный баланс процесса горения представляется в виде таблицы 9 приложения.