Определение коэффициента избытка воздуха

 

Для определения присосов и коэффициентов избытка воздуха используются следующие формулы:

1. углекислотная;

2. кислородная;

3. азотная.

Углекислотная формула

При полном сгорании топлива и α=1 сухие газы состоят из (). Если бы азот поступал только из воздуха, то он составил бы 79%, а - 21%, но это не так.

Величина зависит от содержания азота в топливе, реальное значение зависит еще и от коэффициента избытка воздуха.

Объем сухих газов соответствует объему воздуха. Следовательно при α=1 .

.

При α>1 - углекислотная формула.

Недостаток данного выражения в том, что состав топлива нестабилен, поэтому значения нестабильно особенно для твердого топлива, следовательно возникает неточность определения коэффициента избытка воздуха по углекислотной формуле.

 

Кислородная формула

Теоретически необходимый объем воздуха можно записать в виде:

,

где - это избыточное количество воздуха в продуктах сгорания.

(1).

При химически неполном горении и α>1 состав сухих газов можно записать выражением:

.

В данном выражении содержание кислорода в процентах равно:

.

.

Аналогично:

.

.

- кислородная формула.

При полном горении и пренебрегая содержанием азота в топливе:

.

Если принять содержание азота в продуктах горения 79%, то получим кислородную формулу в простейшем виде:

.

При химически неполном горении кислородная формула имеет вид:

,

где избыточное количество кислорода равно:

,

где - содержание кислорода по газовому анализу;

()-объем кислорода на окисление (сжигание) газообразных продуктов неполного сгорания ().

Содержание азота определяется как остаточный член уравнения материального баланса

.

Точность кислородной формулы снижается, если азот в заметном количестве содержится в топливе.

Для таких случаев используется азотная формула:

, где - азотная формула,

где -содержание азота в продуктах сгорания; - содержание азота в топливе.

 

ЛЕКЦИЯ №7

 

Энтальпия (теплосодержание) воздуха и продуктов сгорания

В расчетах энтальпию продуктов сгорания и воздуха относят к единице массы твердого, жидкого или к единице объема газообразного, сожженного топлива.

I_Г, I_В ; или ; .

При α=1 Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания состоит

(1);

Энтальпию теоретического объема отдельных составляющих продуктов сгорания записывают в следующем виде

; ; ; ,

где - доля минеральной части топлива, уносимая из топки продуктами сгорания в виде золы. , где - доля минеральной части топлива переходящей в шлак.

Например, при твердом шлакоудалении .

При

.

Последнее выражение показывает, что энтальпия газов определяется температурой и коэффициентом избытка воздуха. С увеличением коэффициента избытка воздуха увеличивается энтальпия.

 

 

 

 

 

 

Энтальпия газов в схеме б) будет меньше при = Const энтальпии газов в схеме а).

 

Тепловой баланс котла

Степень совершенства работы парового котла характеризуется его КПД, который учитывает полноту сгорания топлива в топке и глубину охлаждения продуктов сгорания. Все тепло, выделившееся в топке за счет сгорания топлива, делится на полезноиспользуемое и тепловые потери (7-12%).

Распределение тепла в котельном агрегате описывается уравнением теплового баланса, которое составляется в размерном виде на единицу сожженного топлива.

, или , где (1).

- располагаемое тепло, вносимое в котел;

- полезно используемое тепло, которое идет на нагрев воды, ее испарение и перегрев пара;

- потери тепла с уходящими газами; - потери тепла с химическим недожогом;

- потери тепла с механическим недожогом; - потери тепла в окружающую среду через обмуровку;

- потери тепла с физическим теплом шлака.

Если (1) разделить на и умножить на 100, то получим уравнение теплового баланса в процентах.

, % где (2).

,% (3).

Располагаемое тепло:

.

- основная величина; теплота сгорания топлива;

= учитывается, как правило, при сжигании мазута (t_м=100-120°).

, учитывается при распыле мазута с помощью пара. ≈0,3 кг/кг - расход пара на кг мазута.

.

- тепло внешнего подогрева воздуха. В некоторых случаях, для исключения коррозии, воздух перед входом в воздухоподогреватель подогревается с помощью пара в паровом калорифере.

.

Это тепло идет на разложение карбонатов, содержащихся в топливе.

.

- это содержание карбонатов в топливе в пересчете на CO