Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания выполняется на основании данных о составе рабочей массы топлива. Объемы продуктов сгорания и воздуха выражаются в кубических метрах при нормальных условиях (на что указывает верхний индекс «н») на 1 кг сжигаемого топлива (твердого или жидкого) или на 1 м³ газообразного топлива.

2.3.1. Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания (коэффициент избытка воздуха ) при сжигании твердого и жидкого топлив определяются следующим образом:

Теоретическое количество воздуха, м³/кг

 

. (2.4)

 

Теоретические (минимальные) объёмы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (), м³/кг:

азота

 

; (2.5)

 

трёхатомных газов

 

; (2.6)

 

водяных паров

 

. (2.7)

 

При наличии парового дутья или парового распыливания мазута при расходе пара G _ф, кг/кг, в величину включается член 1,24 G _ф.

Масса дымовых газов, кг/кг определяется при избытке воздуха a>1:

 

. (2.8)

 

При наличии парового дутья или парового распыления мазута к величине G _г добавляется величина G_ф.

 

2.3.2. Теоретический объем воздуха и продуктов сгорания при сжигании 1 м³ сухого газообразного топлива в атмосферном воздухе определяют по формулам:

Теоретическое количество воздуха (a = 1), м³/м³

 

.(2.9)

 

При содержании в топливе до 3 % непредельных углеводородов неизвестного состава их принимают состоящими из С₂Н₄;

Теоретический объем азота, м³/м³:

 

. (2.10)

 

Объем трехатомных газов, м³/м³:

 

. (2.11)

 

Теоретический объем водяных паров, м³/м³:

 

,(2.12)

 

где d _г.тл – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м³сухого газа, г/м³ (при расчетной температуре 10 ^оС d _г.тл = 10 г/м³).

Масса дымовых газов, кг/м³ для a > 1:

 

, (2.13)

 

 

где - плотность сухого газа при нормальных условиях, кг/м³:

 

. (2.14)

 

2.3.3 Далее расчет ведется для всех видов топлив при избытке воздуха > 1 следующим образом:

Объём водяных паров, м³/кг:

 

. (2.15)

 

Объём дымовых газов, м³/кг:

 

. (2.16)

 

Объёмные доли трёхатомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении кПа (1 кгс/см²):

; (2.17)

 

. (2.18)

 

Объемная суммарная доля трёхатомных газов:

 

. (2.19)

 

 

Безразмерная концентрация золы в дымовых газах:

 

, (2.20)

 

где доля уноса шлаков а _ун = 0,95 для ТШУ; а _ун = 0,8 для ЖШУ; для газового топлива не рассчитывается.

Данные расчёта объёмов газов, объёмных долей трёхатомных газов, концентрации золы сводятся в таблицу 2.4.

 

Таблица 2.4 – Объёмы газов, объёмные доли трёхатомных газов,.концентрация золы

 

Рассчитываемая величина	На выходе из топки,	На выходе из котла,
Коэффициент избытка воздуха
, м^3/кг (м^3/м^3)
Действительный объем водяного пара , м^3/кг
Объём дымовых газов: , м^3/кг (м^3/м^3)
Объемная доля трехатомных газов
Объемная доля водяного пара
Объемная доля водяного пара
Доля трехатомных газов и водяного пара

Продолжение табл. 2.4

 

Масса дымовых газов, G г, кг/кг (кг/м^3)
Концентрация золы в дымовых газах , кг/кг