ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ

ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Расчет объема воздуха, необходимого для горения, предполагает вычисление теоретического объема воздуха V_в^теор и практического объема воздуха V_в^пр, затраченного на горение (с учетом коэффициента избытка воздуха). Объём воздуха, необходимого для горения одного кубического метра жидкого топлива, определяем по формуле

V^o = 0,0889∙ (C^p + 0, 375 ∙S^p_л) + 0, 265 ∙N^p – 0, 0333 ∙O^p,	(12)

где V^o – теоретический объем воздуха, м³;

C^p – углерод,
S^р_л– сера,

O^p – кислород,

N^p – азот.

Подставляем значения в формулу 12 и находим

V^o = 0,0889∙ (85,3 + 0, 375 ∙0, 5) + 0, 265 ∙10,2 – 0, 0333 ∙0,7 = 10,3 м³/ м³

Механизм горения мазута

В топочных устройствах мазут сжигается в распылённом состоянии, в виде капель в потоке воздуха. Горение происходит в паровой фазе, поскольку процессу горения капли всегда предшествует процесс испарения с её поверхности. Поступившая в топочное устройство капля прогревается и начинается испарятся. Вокруг капли образуется сферическая зона, насыщенная парами испаряющейся жидкости. В условиях наличия окислителя и достижения в зоне температуры воспламенения в тонком слое на внешней части сферической поверхности начинается горение паров жидкости. Этот слой называется фронтом горения. Выделяющаяся при этом теплота способствует ещё более интенсивному испарению капли.

Скорость сгорания мазута определяется скоростью его испарения с поверхности, которая многократно увеличивается при распылении жидкого топлива н мелкие капли.

Таким образом, процесс сжигания мазута состоит из следующих последовательных этапов:

- распыление топлива;

- образование горючей смеси, состоящей из окислителя, а также продуктов испарения и термического разложения углеводородов топлива;

- воспламенение горючей смеси в зоне фронта горения;

- горение горючей смеси.

Эффективность сжигания мазута в значительной степени зависит от начальных подготовительных этапов, работой топливосжигающих устройств – мазутных форсунок.

СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ

Исходная вода из трубопровода х/в с температурой порядка 5-7 С^о с помощью насоса направляется на ХВО. Умягчённая вода поступает в атмосферный деаэратор, где нагревается до температуры кипения (100^оС) и удаляется кислород. Образовавшийся при этом выпар выходит в атмосферу. Умягчённая деаэрированная вода разделяется на два потока. Одна ветка подаётся для питания паровых котлов и дальнейшего приготовления пара. Второй поток направляется на восполнение потерь сетевой воды.

Рисунок 6 – Принципиальная тепловая схема

Определение объёмов продуктов сгорания

При сгорании топлива образуются дымовые газы. При полном сгорании топлива образуются углекислый газ (СО₂), оксид серы (SO₂), водород (Н₂) и кислород (О₂), а при не полном сгорании в дымовых газах содержится угарный газ (СО).

Для определения объёмов продуктов сгорания необходимо использовать формулу

V_п.г.=V∙SO₂+V∙CO₂+V∙N₂+V∙H₂O=V∙RO₂+V∙N₂+V∙H₂O,

(13)

где VRO_{2 =}V∙CO₂+V∙SO₂ – объем сухих трехатомных газов,
V^oN₂ - теоретический выход азота при полном сгорании топлива;

V^oH₂O - теоретический выход паров воды при полном сгорании топлива.

Подставляем значения и получаем

VRO₂ = 1, 866 + 0, 7

VRO₂ = 1, 866 + 0, 7 = 1,59 м³/ м³

Теоретический объем азота V^oN₂, м³/кг определяется по формуле

V^oN₂ = 0, 79 ∙V^o_в+ 0,008∙W^p,

(14)

V^oN₂ = 0, 79 ∙ 10,3 + 0, 008 ∙ 0, 7 = 8,06 м³/кг

Теоретический объем водяного параV^o_H_2Ом³/кг определяется по формуле

V^o_H₂_O= 0, 111 ∙ H^p + 0, 0124 ∙W^p + 0, 00124 ∙d_в∙V^o_в + 1, 24 ∙G_ф,

(15)

V^o_H₂_O=0, 111 ∙ 10,2 + 0, 0124 ∙ 3 + 0, 00124 ∙ 10 ∙10,3+ 1, 24 0,3 = 1,66 м³/кг

Оформление сводной таблицы

Таблица 9 – Сводная таблица

Наименование величин

Формулы для расчета

Коэффициент избытка воздуха

α_т= 1, 1

α_к=1, 25

α_г= 1, 26

Теоретический объем воздуха необходимого для сгорания

V^o = 0,0889∙ (C^p + 0, 375 ∙S^p_л) + 0, 265 ∙H^p – 0, 0333 ∙O^p

10,3

Величина (α=1)

(α - 1)

0, 1

0,25

0, 26

Объем избыточного воздуха

∆V =(α-1)∙V^o

1,03

2,575

2,678

Избыточный объем водяных паров

0, 016∙(α-1)∙V^o

0, 01648

0,0412

0, 0428

Теоретический объем трехатомных газов

V_RO²=1,866 С^Р/100 + 0,7 S_{орг к}/100

1,59

Теоретический объем двухатомных газов

V_R2=0, 79*V_в + 0,008*W^P

8,06

Теоретический объем водяных паров

_H₂_O=0,111 H^P+ 0,0124* W^P +0,0124*d_в* V^в

1,66

Действительный объём сухих газов

10,68

12,225

12,328

Действительный объём водяных паров

1,686

1,74

1,742

Общий объём дымовых газов

12,366

13,965

14,07

Расчётное значение присосов воздуха в топку и в газоходы парового котла:

1) первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева α₁=0,05;

2) второй конвективный пучок α₂=0,1;

3) водяной экономайзер (чугунный) с обмуровкой α₃=0,1;

4) газоходы (стальные) на каждые 10 метров α=0,01.

Расчётные значения коэффициентов избытка воздуха О_{2 изб.}на выходе из топки принимаем равному α_т=1,1;

α_кон= α_т+∑ α_к= 1,25

α_газ=1,25 +0,01 = 1,26

6.3 Теплосодержание продуктов сгорания (таблица)

Количество тепла, содержащего в воздухе или продуктах сгорания называются теплосодержанием (энтальпией). По разности энтальпий определяется количество тепла, отдаваемое дымовыми газами.

Энтальпия I смеси газов подсчитывается как ∑ I отдельных компонентов по формуле

Iд.г.=

(16)

где , объёмы дымовых газов, применяем согласно таблица 9;

Cco_2,Cso_2,C_N_2, Co_2, C_В.П.– теплоёмкости дымовых газов выбираем по справочнику согласно температуре дымовых газов;

t – температура уходящих газов (170 – 200 ^оС)

Энтальпия воздуха определяется по формуле

I_в=α_в + V_в * C_в*t_в,

(17)

где α_в – коэффициент избытка воздуха принимаем по справочнику Панина (α_в=1,1);

V_в– объём воздуха необходимого для горения (V_в=10,3 м³);

C_в – теплоёмкость воздуха принимаем по справочнику Панина (C_в=0,31);

t_в– температура воздуха, поступающего в топку. Определяется по самому жаркому месяцу согласно СНиП «Климатология» (t=25,7^o).

Расчёт энтальпии воздуха по формуле 17. Полученные данные заносим в таблицу 10

I_в=1,1 * 10,3 * 0,31 * 25,7 = 90,26 ккал/м³

Потеря тепла с уходящими газами определяется по формуле

Q₂ =

(18)

Потери тепла с дымовыми газами не должны превышать 25 %

Определяем коэффициент полезного действия котельной установки по формуле

η=100 - ∑q,

(19)

∑q=8,9+0+1,5+0+4+0=13,4

η=100-13,4=86,6%

Температура газов в градусах	Трехатомные газы			Двухатомные газы			Водяные пары			Избыточный воздух			∑V_c	Теплосодержания пр.сгорания ( ∑V_c)V
Температура газов в градусах	V_RO₂	C_RO₂	V_RO_{2 ∙}C_RO₂	V_N₂	C_R₂	V_N_2∙C_R₂	V_H₂_O	C_H₂_O	V_H₂_O_∙C_H₂_O	∆V	C_в.в.	∆V ∙ C_в.в.	∑V_c	Теплосодержания пр.сгорания ( ∑V_c)V
α_т = 1, 1
1500	1,59	0,5578	0,88	8,06	0,3449	2,77	1,686	0,4425	0,74	1,03	0,3565	0,36	4,75	7125
α_к= 1, 25
500	1,59	0,475	0,75	8,06	0,3171	2,5	1,74	0,3797	0,66	2,575	0,3268	0,84	4,75	2375
α_г= 1, 26
200	1,59	0,4269	0,67	8,06	0,3104	2,50	1,742	0,3636	0,63	2,678	0,3181	0,85	4,65	930

Таблица 10 – Теплосодержание продуктов сгорания

α_т– коэффициент избытка воздуха на выходе из топки

α_кон- коэффициент избытка воздуха в конвективных пучках (α_т+ ∑α_к)

α_газ - коэффициент избытка воздуха в газоходах (α_кон+ α_г)

∑α_к– сумма коэффициентов конвективных пучков (0,15) и поверхности нагрева

α_г – коэффициент, учитывающий материал газоходов на каждые 10 м. стальные – 0,01

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Аэродинамический расчёт газо-воздушного тракта выполняется с целью определения аэродинамических сопротивлений (потери напора на трение и местные сопротивления) и выбор необходимых тягодутьевых устройств, а также определения размеров газоходов и воздуховодов.

Газо-воздушный тракт включает в себя:

- газоход,

- дымосос,

- воздуховод,

- вентилятор,

- дымовая труба,

- решётка для забора воздуха.

Различают следующие схемы газо-воздушного тракта:

- с естественной тягой, создаваемой дымовой трубой,

- с подачей воздуха вентилятором и удалением продуктов сгорания дымососом,

- с подачей воздуха вентилятором и удалением продуктов сгорания за счёт давления в газовом тракте (Универсал).

Перед тем как приступить к расчёту, необходимо проработать компоновку оборудования котельной со составлением аксонометрической схемы газо-воздушного тракта и разбить её на расчётные участки.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 341; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!