Как найти объем избытка воздуха

Объем воздуха,
объем и масса продуктов сгорания
определя­ются на 1 кг твердого, жидкого
или на 1 м³
сухого газообраз­ного топлива при
нормальных условиях.

Объем воздуха,
необходимый для сгорания топлива.
Теорети­ческий (при коэффициенте
избытка воздуха в топке α_т=1)
объем сухого воздуха (м³/кг),
необходимый для полного сгорания 1 кг
твердого или жидкого топлива, определяется
по формуле

V⁰=0,089C^p+0,226H^p+0,033(S-O^p). (1.27)

Теоретический
объем воздуха (м³/м³),
необходимый для пол­ного сгорания 1
м³
сухого газообразного топлива, определяется
по формуле

V⁰=0,0478[0,5(CO+H₂)+1,5H₂S+2CH₄+Σ(m+n/4)C_mH_n-O₂]. (1.28)

В формуле (1.27)
содержание элементов топлива выражается
в процентах на 1 кг массы топлива, а в
(1.28) содержание горю­чих газов СО, Н₂,
H₂S,
СН₄
и т. д. — в процентах по объему.

Для сгорания смеси
двух твердых, жидких или газообразных
топлив теоретический объем сухого
воздуха определяется по формуле

V=b₁V+(1-b₁)
V, (1.29)

где b₁
— массовая
доля одного из топлив в смеси.

Действительный
объем воздуха (м³/кг,
м³/м³),
поступивший в топку, определяется по
формуле

V_д=α_тV⁰,
(1.30)

где α_т—
коэффициент избытка воздуха в топке.

Состав и
объем
продуктов сгорания
топлива. При
полном сгорании топлива продукты
сгорания содержат газы: СО₂,
SO;
N₂,
О₂
и пары воды Н₂О,
т. е.

CO₂+SO₂+N₂+O₂+H₂O=100%.

Полный объем
продуктов сгорания V_г(м³/кг)
представляет собой сумму объемов сухих
газов V_cг
и водяных
паров V_HгO:

V_г=V_сг+V_HгO, (0.31)

при этом

V_сг=V_ROг+V_Nг+V_Oг

где V_ROг=V_COг+V_SOг
— объем
трехатомных газов, м³/кг;
V_Nг+V_Oг
— объем двухатомных газов, м³/кг.

Для твердых (кроме
сланцев) и жидких топлив теоретические
объемы (м³/кг)
продуктов полного сгорания при
α_т=1
определяются по формулам:

объем двухатомных
газов

; (1.32)

объем трехатомных
газов

V_ROг=0,0187(C^P+0,375S); (1.33)

объем сухих газов

V=V_ROг+=0,0187(C^P+0,375S) (1.34)

объем водяных
паров

V=0,0124(9H^p+W^p)+0,0161V⁰; (1.35)

полный объем
продуктов сгорания

V=V+V=0,0187(C^P+0,375S)+0,0124(9H^p+W^p)+0,0161V⁰.

(1.36)

Для сланцев объем
трехатомных газов определяется по
формуле

V=V+[0,509(СО₂)/100]
K=0,0187
(C^p+0,375S)+[0,509(CO₂)/l00]К, (1.37)

где K
— коэффициент разложения карбонатов:
при слоевом сжи­гании К=0,7,
при камерном
— 1,0.

Для газообразного
топлива теоретические объемы продуктов
сгорания (м³/м³)
при α_т=1
определяются по формулам:

объем двухатомных
газов

; (1.38)

объем трехатомных
газов

V=
0,01[CO₂+CO+H₂S+ΣmC_mH_n]; (1.39)

объем сухих газов

V=V+V; (1.40)

объем водяных
паров

V=0,01[H₂S+H₂+Σ(n/2)С_mН_n+0,124d_г]+0,0161V⁰, (1.41)

где d_г
— влагосодержание
газообразного топлива, отнесенное к 1
м³
сухого газа, г/м³;

полный объем
продуктов сгорания

V=V+V. (1.42)

Для твердых (кроме
сланцев), жидких и газообразных топлив
объемы продуктов полного сгорания
(м³/кг)
при α_т
>1 определя­ются по формулам:

объем сухих газов

V_сг=V+(α_т-1)V⁰=V+V+(α_т-1)V⁰; (1.43)

объем водяных
паров

V=V+0,0161(α_т-1)V⁰; (1.44)

полный объем
продуктов сгорания определяется по
формуле (1.31).

Для сланцев полный
объем продуктов сгорания (м³/кг)
при α_т
>1:

V_гк=V+V+V=V+V+0,0124(9H^p+W^p)+0,0161α_тV⁰. (1.45)

Содержание (%) СО₂,
SO₂
и RO₂
в сухих газах при полном сгорании топлива
определяется по формулам:

CO₂=(V/V_cг)100; (1.46)

SО₂=(
V/V_cг)100; (1.47)

RО₂=(V/V_cг)100. (1.48)

Максимальное
содержание (%) трехатомных газов ROв сухих газах при полном сгорании топлива

RO=21/(l+β), (1.49)

где β
— характеристика
топлива:

для твердого и
жидкого

β
=2,35(H^p-0,126O^p+0,04N^p)/(C^p+0,375S); (1.50)

для газообразного

(1.51)

Содержание (%) азота
N₂
и кислорода О₂
в сухих газах при
полном
сгорании топлива

N₂=100-RO₂-O₂; (1.52)

O₂=21-βRO₂-RO₂. (1.53)

Масса продуктов
сгорания:

для твердого (кроме
сланцев) и жидкого топлива (кг/кг)

М_г=1-0,01А^р+1,306α_тV⁰; (l.54)

для газообразного
топлива (кг/м³)

Мг=+0,001d_гт+1,306α_тV⁰, (1.55)

где
— плотность сухого газа, кг/м³;
d_гт
— содержание влаги в топливе, кг/м³;

для сланцев (кг/кг)

M_гк=1-0,01А+1,306α_тV⁰+0,01(СО₂)К, (1.56)

где А
— расчетное
содержание золы в топливе с учетом
неразложившихся карбонатов, %; К
— коэффициент
разложения кар­бонатов: при слоевом
сжигании К=0,7,
при камерном
— 1,0.

Расчетное содержание
(%) золы в топливе с учетом неразложившихся
карбонатов

А=А^р+(1-К)(СО₂). (1.57)

Для твердых топлив
концентрация золы в продуктах сгорания
определяется по формуле

μ_зл=А^ра_ун/(100М_г), (1.58)

где а_ун
— доля золы топлива, уносимой продуктами
сгорания.

Коэффициент
избытка воздуха в топке.
При полном сгорании топлива коэффициент
избытка воздуха в топке определяется
по формуле

, (1.59)

где О₂
и N₂
— содержание кислорода и азота в газах,
%.

Задача 1.27.
Определить
объем продуктов полного сгорания на
выходе из топки, а также теоретический
и действительный объемы воздуха,
необходимые для сгорания 1 м³
природного
газа Ставропольского месторождения
состава: СО₂=0,2%;
СН₄=98,2%;
С₂Н₆=0,4%;
С₃Н₈=0,1%;
С₄Н₁₀=0,1%;
N₂=l,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,2.

Решение:
Теоретический объем воздуха, необходимый
для полного сгорания 1 м³
топлива, определяем по формуле (1.28)

V⁰=0,0478[0,5CO+0,5H₂+1,5H₂S+2CH₄+Σ(m+n/4)C_mH_n-O₂]=
=0,0478(2·98,2+3,5·0,4+5·0,1+6,5·0,1)=9,51
м³/м³.

Действительный
объем воздуха по формуле (1.30)

V_д=α_тV⁰=1,2·9,51=11,41м³/м³.

Объем сухих газов
при α_т=1,2,
по формуле (1.43),

V_сг=V+(α_т-1)V⁰=V+V+(α_т-1)V⁰=
=0,01(0,2+98,2+2·0,4+3·0,1+4·0,1)+0,79·9,51+1,0/100+(1,2-1)9,51=10,42
м³/м³.

Объем водяных
паров при α_т=1,2,
по формуле (1.44),

V=0,01(H₂S+H₂+2CH₄+3C₂H₆+4C₃H₈+5С₄Н₁₀+0,124d_г)+0,0161α_тV⁰=
=0,01(2·98,2+3·0,4+4·0,1+5·0,1)+0,0161·1,2·9,51=2,17
м³/м³.

Объем продуктов
полного сгорания, по формуле (1.31),

V_г=V_сг+V=10,42+2,17=12,59
м³/м³.

Задача 1.28.
Определить
на выходе из топки объем продуктов
полного сгорания
1 кг карагандинского
угля марки К ее става: С^р=54,7%;
Н^р=3,3%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
O^p=4,8%,
А^р=27,6%;
W^p=8,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Решение:
Теоретический объем воздуха, необходимый
дл полного сгорания 1 кг топлива,
определяем по формуле (1.27):

V₀=0,089C^p+0,266Н^р+0,033(S–О^р)=0,089·54,7+0,266·3,3+0,033(0,8-4,8)=5,61
м³/кг.

Объем сухих газов
при α_т=1,3,
по формуле (1.43),

V_сг=V+V+(α_т-1)V⁰=0,0187(C^p+0,375S)+0,79V⁰+0,8N^p/100+(α_т-l)V⁰=
=0,0187(54,7+0,375·0,8)+0,79·5,61+0,8·0,8/100+(1,3-1)·5,61=7,15
м³/кг.

Объем водяных
паров при α_т=1,3,
по формуле (1.44),

V=V+0,0161(α_т-1)V⁰=0,0124(9H^p+W^р)+0,0161α_тV⁰=
=0,0124(9·3,3+8)+0,0161·1,3·5,61=0,58
м³/кг.

Объем продуктов
полного сгорания, по формуле (1.31),

V_г=V_cг+V=7,15+0,58=7,73
м³/кг.

Задача 1.29.
Определить
теоретический и действительный объемы
воздуха, необходимые для слоевого
сжигания 1000 кг донецкого угля марки Г
состава: С^р=55,2%;
Н^р=3,8%;
S=3,2%;
N^р=1,0%;
О^р=5,8%;
А^р=23,0%;
W^p=8,0%.
Коэффициент избыт­ка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: V₀
= 5830 м³;
V_д=7579
м³.

Задача 1.30.
Определить объем воздуха, необходимый
для сжигания 800 кг/ч ленгерского угля
марки БЗ состава: С^р=45,0%;
Н^р=2,6%;
S=l,7%;
N^p=0,4%;
О^р=9,9%;
A^р=11,4%;
W^p=29,0%,
и 500 кг/ч экибастузского угля марки СС
состава: С^р=43,4%;
Н^р=2,9%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
O^p=7,0%;
A^р=38,1%;
W^p=7,0%,
при коэффициентах избытка воздуха в
то­почной камере соответственно
α_т=1,4
и 1,3.

Ответ: V_д=7823
м³/ч.

Задача 1.31.
Определить теоретический и действительный
объемы воздуха, необходимые для сжигания
2000 м³/ч
природ­ного газа Ставропольского
месторождения состава: СО₂=0,5%;
СН₄=92,8%;
С₂Н₆=2,8%;
С₃Н₈=0,9%;
С₄Н₁₀=0,4%;
С₅Н₁₂=0,1%;
N₂=2,5%;
и 1000 м³/ч
природного газа Ленин­градского
месторождения состава: CO₂=0,1%;
СН₄=89,7%;
С₂Н₆=5,2%;
С₃Н₈=1,7%;
С₄Н₁₀=0,5%;
С₅Н₁₂=0,1%;
N₂=2,7%,
при коэффициентах избытка воздуха в
топочной камере соответ­ственно
α_т=1,15
и 1,1.

Ответ: V₀=29360
м³/ч;
V_д=33264
м³/ч.

Задача 1.32.
Определить теоретический и действительный
объемы воздуха, необходимые для слоевого
сжигания 2000 кг кузнецкого угля марки
Д, если известен состав его горючей
массы: C^г=78,5%;
Н^г=5,6%;
S=
0,4%; N^г=2,5%;
O^г=13,0%,
зольность сухой массы А^с=15,0%
и влажность
рабочая W^p=12,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топочной
камере α_т=1,3.

Ответ:
V₀=
12 040 м³;
V_д
=15 652 м³.

Задача 1.33.
Определить теоретический объем воздуха,
необ­ходимый для слоевого сжигания
1500 кг ленинградских сланцев, если
известен состав их горючей массы:
С^г=74,0%;
Н^г=9,5%;
S=6,l%;
N^г=0,4%;
О^г=10,0%;
А^р=46,0%;
W^p=11,5%
и(СО₂)=16,4%.

Ответ: V₀=3765
м³.

Задача 1.34.
В топке котла
сжигается смесь, состоящая из 2·10³
кг кузнецкого угля марки Д состава:
C=58,7%;
Н=4,2%;
(S)₁=0,3%;
N=l,9%;
O=9,7%;
A=13;2%;
W=12,0%,
и 3·10³
кг кузнецкого угля марки Г состава:
С=66Д%;
Н=4,7%;
(S)₂=0,5%;
N=1,8%;
O=7,5%;
А=11,0%;
W=8,5%.
Определить
теоретический объем сухого воздуха,
необходимый для сгорания смеси.

Ответ: V=32700
м³.

Задача 1.35. В
топке котла сжигается воркутинский
уголь марки Ж состава: С^p=59,6%;
Н^р=3,8%;
S=0,8%;
N^p=l,3%;
О^р=5,4%;
A^р=23,6%;
W^p=5,5%.
Определить объем сухих газов при полном
сгорании топлива. Коэффициент избытка
воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_сг=7,84
м³/кг.

Задача 1.36.
Определить
объем водяных паров при полном сгорании
в слое 10 кг/ч фрезерного торфа состава:
С^р=24,7%
Н^р=2,б%;
S=0,l%;
N^p=l,l%;
О^р=15,2%;
А^р=6,3%;
W^р=50,0%
при коэффициентах избытка воздуха в
топке α_т=1,3
и 1,4.

Ответ: V=963
м³/ч;
V=965
м³/ч.

Задача 1.37.
В топке котла
сжигается 600 м³
природного газа Угерского месторождения
состава: СО₂=0,2%;
СН₄=98,5%;
С₂Н₆=0,2%;
С₃Н₈=0,1%;
N₂=l,0%.
Определить объем продуктов сгорания
при коэффициенте избытка воздуха в
топке α_т=1,3.

Ответ: V_г=7210
м³.

Задача 1.38.
Определить
объем сухих газов, получаемых при полном
сгорании в слое 800 кг кузнецкого угля
марки Д, если известен состав его горючей
массы: C^г=78,5%;
Н^г=5,6%;
S=0,4%;
N^г=2,5%;
О^г=13,0%;
зольность сухой массы А^г=15,0%
и влажность рабочая W^p=12,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: V_cг=6141
м³.

Задача 1.39.
Определить
объем двух- и трехатомных газов и
содержание СО₂
и SO₂
в сухих газах, получаемых при полном
сгорании 1 кг донецкого угля марки Т
состава: С^р=62,7%;
Н^р=3,1%;
S=2,8%;
N^p=0,9%;
О^р=1,7%;
А^р=23,8%;
W^p=5,0%
если известно, что дымовые газы при
полном сгорании содержат RO=18,8%.

Решение:
Объем трехатомных газов определяем по
форму (1.33):

V=V+V=0,0187(С^p+0,375S)=0,0187(62,7+
0,375·2,8)=1,19 м³/кг.

Объем сухих газов
находим по формуле (1.48):

=
6,33 м³/кг.

Объем двухатомных
газов V=V_cг–V=
6,33-1,19=5,14
м³/кг.

Содержание СО2 в
сухих газах определяем по формуле
(1.46):

CO₂=(V/V_cг)100=(0,0187С^р/V_cг)100=(0,0187·62,7/6,33)100=18,5%.

Содержание SO₂
в сухих газах находим по формуле (1.47):

SO₂==(V/V_cг)100=(0,0187·0.375S/V_cг)100=(0,0187·0.375·2,8/6,33)100=0,31%.

Задача
1.40. Определить
объем трехатомных газов и содер­жание
в них СО₂
и SO₂,
получаемых при полном сгорании 1 кг
ткибульского угля марки Г состава:
С^р=45,4%;
Н^р=3,5%;
S=1,3%;
N^p=0,9%;
О^p=8,9%;
A^р=27,0%;
W^p=13,0%,
если из­вестно, что дымовые газы
содержат RO=18,7%.

Ответ:
V=0,86
м³/кг;
СО₂=18,5%;
SO₂=0,2%.

Задача 1.41.
Определить объем сухих дымовых газов,
получа­емых при сжигании 1000 кг
фрезерного торфа состава: С^р=24,7%;
Н^р=2,6%;
S=0,1%;
N^p=l,l%;
O^p=15,2%;
A^р=6,3%;
W^p=50,0%,
если известно, что дымовые газы при
полном сгорании топлива содержат
RO₂=15,0%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=
1,3.

Ответ: V_cг=3066
м³.

Задача 1.42. В
топке котла сжигается 5·10³
кг/ч донецкого угля марки Г состава:
С^р=0,2%;
Н^р=3,8%;
S=3,2%;
N^p=l,0%;
О^р=5,8%;
А^р=23,0%;
W^p=8,0%.
Определить, на сколько был увеличен
объем подаваемого в топку воздуха, если
известно, что при полном сгорании топлива
содержание RO₂
в дымовых газах снизилось с 16 до 14%.

Ответ: V_в=5949
м³/ч.

Задача 1.43. В
топке котла сжигается 2·10³
кг/ч малосерни­стого мазута состава:
С^р=84,65%;
Н^р=11,7%;
S=0,3%;
О^р=0,3%;
А^р=0,05%;
W^p=3,0%.
Определить, на сколько был увеличен
объем подаваемого в топку воздуха, если
известно, что при полном сгорании топлива
содержание RO₂
в дымовых газах снизилось с 15 до 12%.

Ответ:
V_в=
6666 м³/ч.

Задача 1.44.
В топке котла
во время испытаний сожжено 3·10³
кг/ч кузнецкого угля марки Д состава:
С^p=58,7%;
Н^р=4,2%;
S=0,3%;
N^p=l,9%;
О^р=9,7%;
A^р=13,2%;
W^p=12,0%.
В течение первой половины испытаний в
продуктах полного сгорания топлива
получено RO₂=18%,
а в течение вто­рой половины испытаний
RO₂
уменьшилось до 15%. Определить, какой
объем воздуха добавлен в топку между
первой и второй половинами испытаний.

Ответ:
V_в=
4650 м³/ч.

Задача
1.45. Определить
объем продуктов сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 кг ленинградских
сланцев состава С^р=20,6%;
Н^р=2;7%;
S=l,7%;
N^p=0,l%;
O^p=2,8%;
А^р=46,0%;
W^p=11,5%;
(СО₂)=16,4%.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: V_г
=2,96 м³/кг.

Задача
1.46. Определить
объем продуктов сгорания, получаемых
при полном сгорании 2·10³
кг/ч карагандинского угля марки К
состава: С^р=54,7%;
Н^р=3,3%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
О^р=4,8%;
А^р=27,6%;
W^p=8,0%,
если известно, что дымовые газы содержат
RO₂=18%.

Ответ: V_г=12560
м³/ч.

Задача 1.47.
Определить
максимальное содержание трехатомных
газов в продуктах полного сгорания 1 кг
донецкого угля марки А состава: С^р=63,8%;
Н^р=1,2%;
S=l,7%;
N^p=0,6%;
О^р=1,3%;
А^р=22,9%;
W^p=
8,5%.

Ответ: RO=20,2%.

Задача
1.48. В
топке котла сжигается смесь из 2·10³
кг, донецкого угля марки Д состава:
С=49,3%;
H=3,б%;
(S)₁=3,0%;
N=l,0%;
О=8,3%;
A=21,8%;
W=13,0%
и 3·10³
кг/ч донецкого угля марки Г состава:
С=55,2%;
Н=3,8%;
(S)₂=3,2%;
N=1,0%;
O=5,8%;
A=23%;
W=8%.
Определить
объем газов, получаемых при полно
сгорании смеси, если коэффициент избытка
воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_г=37
480 м³/ч.

Задача 1.49.
Определить
объем газов, получаемых при полном
сгорании 1000 м³/ч
природного газа Радченковского мест
рождения состава: СО₂=0,1%;
СН₄=85,8%;
С₂H₆=0,2%;
С₃Н₈=0,1%;
С₄Н₁₀=0,1%;
N₂=13,7%.
Коэффициент избытка воздуха в топочной
камере α_т=1,1.

Ответ: V_г=10
230 м³/ч.

Задача 1.50. В топке
котла сжигается 1 кг артемовско угля
марки БЗ состава: С^р=35,7%;
Н^р=2,9%;
S=0,3%;
N^р=0,7%;
О^р=12,1%;
А^р=24,3%;
W^p=24,0%.
Определить объем продуктов сгорания и
содержание в них кислорода О₂,
если RO₂=18%.

Ответ: V_г=4,16
м³/кг;
О₂=1,3%.

Задача
1.51. В
топке котла сжигается 1 кг анадырского
угля марки БЗ состава: С^р=50,1%;
Н^р=4,0%;
S=0,1
N^p=0,7%;
О^р=12,2%;
А^р=11,9%;
W^p=21,0%.
Определить коэффициент избытка воздуха
при полном сгорании топлива, если RO₂
= 16%.

Ответ: α_т=1,2.

Задача 1.52.
В топке котла сжигается донецкий уголь
марки Т состава: С^р=62,7%;
Н^р=3,1%;
S=2,8%;
N^p=0,9%;
O^p=
l,7%;
А^р=23,8%;
W^p=5,0%.
Определить
содержание азота N₂
в проду­ктах сгорания и коэффициент
избытка воздуха при полном сгора­нии
топлива, если RO₂=15,0%.

Ответ: V=5,09
м³/кг;
α_т=1,26.

Задача 1.53.
Определить объем сухих газов и коэффициент
избытка воздуха при полном сгорании
природного газа Сара­товского
месторождения состава: СО₂=1,2%;
СН₄=91,9%;
С₂Н₆=2,1%;
С₃Н₈=1,3%;
С₄Н₁₀=0,4%;
С₅Н₁₂=0,1%;
N₂=3,0%,
если известно, что продукты сгорания
содержат RO₂=16,0%
и О₂=4,0%.

Ответ: V_сг=6,44
м³/м³;
α_т=1,23.

Задача 1.54. В
топке котла сжигается 1 кг райчихинского
уг­ля марки Б1 состава: С^р=30,4%;
Н^р=1,7%;
S=0,3%;
N^p=0,5%;
О^р=12,2%;
A^р=7,9%;
W^p=47,0%.
Определить содержание кисло­рода О₂
в продуктах сгорания и коэффициент
избытка воздуха при полном сгорании
топлива, если RO₂=16,0%.

Ответ: О₂=4,8
%; α_т=1,3.

Задача 1.55.
Определить
массу продуктов сгорания и концен­трацию
золы в продуктах сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 кг ленинградских
сланцев состава: С^р=20,6%;
H^p=2,7%;
S=1,7%;
N^p=0,l%;
О^р=2,8%;
A^р=46,0%;
W^p=11,5%;
(СО₂)=16,4%,
если, известно, что доля золы топ­лива,
уносимой продуктами сгорания, а_ун=0,95.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Решение:
Расчетное содержание золы в топливе с
учетом неразложившихся карбонатов
определяем по формуле (1.57):

А=А^р+(1-К)(СО₂)=46,0+(1-0,1)16,4=50,9%.

Теоретический
объем воздуха, необходимый для полного
сго­рания 1 кг топлива, находим по
формуле (1.27):

V⁰=0,089С^р+0,266Н^р+0,033(S-О^р)=0,089·20,6+0,266·2,7+0,033(1,7-2,8)=2,52
м³/кг.

Масса продуктов
сгорания, по формуле (1.56),

M_гк=1-0,01A+1,306α_тV⁰+0,01(СО₂)K=1-0,01·50,9+1,306·1,3·2,52+0,01·16,4·0,7=
=4,9
кг/кг.

Концентрация золы
в продуктах сгорания, по формуле (1.58),

μ_зл=А^ра_ун/(М_гк)=(46·0,95)/(4,9·100)=0,0892.

Задача 1.56.
Определить
массу продуктов сгорания и концентрацию
золы в продуктах сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 кг карагандинского
угля марки К состава: С^р=54,7%;
Н^р=3,3%;
S=0,8%;
N^p=0,8%;
О^р=4,8%;
А^р=27,6%;
W^p=8,0%,
если известно, что доля золы топлива,
уносимой продуктами сгорания, а_ун=0,85.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,3.

Ответ: М_г=9,25
кг/кг; μ_зл=0,0253.

Задача 1.57.
Определить
массу продуктов сгорания, получаемых
при полном сгорании 1 м³
природного газа Ставропольского
месторождения состава: СО₂=0,2%;
СН₄=98,2%;
С₂Н₆=0,4%;
С₃Н₈=0,1%;
С₄Н₁₀=0,1%;
N₂=l,0%,
если известно, что плотность сухого
газа ρ=0,728
кг/м³.
Коэффициент избытка воздуха в топке
α_т=1,15.

Ответ: М_г=15
кг/м³.

ОГАПОУ « Белгородский индустриальный колледж» МДК 01.01 Эксплуатация теплотехнического оборудования и систем тепло и топливоснабжения

Тема занятия:

Определение объема воздуха. Коэффициент избытка воздуха

Кобченко А.В.

Расход воздуха на горение определяет полноту выгорания топлива в топке котла. Минимальное количество воздуха достаточное для полного выгорания единицы массы (объема для газа) топлива, называют теоретически необходимым количеством воздуха V о .

Расход кислорода на снижения водорода и серы, и соответствующее количество образующихся оксидов при снижении единицы массы топлива определяется (м 3 /кг):

Количество воздуха , теоретически необходимое для полного окисления горючих элементов: или где C, S, H и O – массовые доли (%) горючих элементов и кислорода в рассматриваемом топливе.

Объем воздуха , необходимого для сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива можно также определить по формулам:       или , кг/кг

Теоретически необходимый объем воздуха для сжигания 1м 3 газа :

Остаточный кислород в продуктах сгорания в процентах от объема сухих газов можно выразить: Так как V СГ =αV В 0 , тогда: O 2 =

Из предыдущего уравнения следует, что коэффициент избытка воздуха определяется:

где О 2 – содержание кислорода в продуктах сгорания, %.

где р – коэффициент, учитывающий различие в объёмах влажного и сухого газа.

Коэффициент избытка воздуха  показывает отношение поступившего в установку воздуха к воздуху теоретически необходимому для горения топлива.

Сжигание топлива с недостатком воздуха необходимым для полного сгорания ведет к потерям тепла и загрязнению воздушного бассейна. Увеличение избытка воздуха приводит к возрастанию потерь тепла с уходящими газами.

При полном сгорании топлива коэффициент избытка топлива можно рассчитать по отношению азота, сопутствующего кислороду, израсходованному на горение топлива.     где О 2 – содержание избыточного кислорода в продуктах сгорания

При неполном сгорании топлива из общего содержания кислорода в сухих продуктах сгорания вычитают оксид углерода водород и метан, тогда коэффициент избытка воздуха:

Топливо для котельных агрегатов

Жидкое топливо (котельный мазут)

Твердое топливо и его классификация

Газовое топливо

Экономия топлива в котлоагрегатах

Снижение выбросов окислов серы

Расчет трубопроводов

Экономия тепловой энергии на предприятии

Котельные установки с паровыми и водогрейными котлами и их компоновка

Состав котельной установки

Технологическая схема производства тепла в котельной

Устройство котельных помещений

Вода для питания паровых и водогрейных котлов

Вода, состав, свойства, осветление многослойной фильтрацией, обезжелезивание, удаление солей.

Характеристика природных вод и требования к качеству питательной воды

Подготовка воды для питания котлов

Деаэрация питательной и подпиточной воды для питания котлов

Водный режим котельных агрегатов

Горение топлива

Теоретический объем воздуха и дымовых газов

Коэффициент избытка воздуха

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания

Тепловой баланс котельных агрегатов

Коэффициент полезного действия КПД котельных агрегатов

Составные части теплового баланса котельного агрегата

Как наебать еврея

Бесплатное электричество в каждый дом

Электричество из воздуха

Индукционный нагреватель своими руками

Класическая задача мирового сионизма – спаить народы, чтобы сделать их быдлом. Но как только люди стали делать сами себе самогонный аппарат эти же сионисты издают указ – сажать в тюрьму за самогоноварение. Почему? Потому что деньги не в их карманы идут.

Генератор с самозапиткой своими руками

Магнитный двигатель + Генератор = Купить в Турции

Коэффициент избытка воздуха зависит от вида сжигаемого топ­лива, способа его сжигания, конструкции
топки котла и принимается на основании опытных данных.

При сжигании топлива очень важно правильно регулировать поступление воздуха в топку котла
.

Если воздуха в топку котла будет поступать мало, то кислорода не будет хватать для полного сгорания топлива, и часть горючих газов, образующихся в топке котла (например, окись углерода СО), и несгоревшие частицы угля будут уноситься с продуктами горения в дымовую трубу. Неполноту сгорания топлива можно заметить по появлению черного дыма из дымовой трубы. Очевидно, что такое сжигание вызывает излишнюю трату топлива.

Чтобы обеспечить полное сгорание кускового твердого топлива, практически приходиться подавать воздуха в топку в несколько раз больше, чем требуется по расчету (например, в полтора раза). Но чрезмерный избыток воздуха в топке котла недопустим, так как много тепла при этом тратится на нагревание излишнего воздуха перед его подачей в топку котла, а также много тепла уносится в дымовую трубу.

Действительное количество воздуха,
необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, должно быть несколько большим
теоретиче­ского, так как при практическом сжигании топлива не все количе­ство
теоретически необходимого воздуха используется для горения топлива; часть его
не участвует в реакции горения в результате не­достаточного перемешивания
воздуха с топливом, а также из-за того, что воздух не успевает вступить в
соприкосновение с углеродом топлива и уходит в газоходы котла в свободном состоянии.
Поэтому отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку котла, к
теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха в топке

α_т = V_вд / V_в°,

где V_вд — действительный объем воздуха, поданного в топку котла на 1 кг топлива,

      V_в° 
— теоретический объем воздуха,

тогда

V_вд = α_т ּ V_в°     (40)

Пример 10. Определить
действительно необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива и
полный, объем дымовых газов при сжигании твердого топлива с составом (С^р=52,1%; Н^р=3,8%; S^р₄=2,9%; N^р=1,1%; О^р=9,1%) , данным в
Примере 5 (см. ссылку Теоретический объем воздуха и дымовых газов). Коэффициент избытка воздуха в топке котлаαт = 1,4.

По формуле (40)

V_вд =1,4 · 5,03
= 7,4 м³/кг.

В действительный
объем водяных паров при избытке воздуха больше единицы входят водяные пары,
поступающие с избыточным воздухом в количестве 0,0161· V_в° · (α – 1) м³/кг.

Действительный объем водяных паров,
м³/кг (см. формулу 35)

V°н₂о = V°н₂о  + 0,0161· V_в° · (α – 1).

Полный объем дымовых
газов, м3/кг, получающийся при сгорании 1 кг топлива (см. формулу 36):

V_г = VRо₂ + VN₂  + V°н₂о  +
0,0161· V_в° · (α – 1).

Объем водяных паров при α = 1,4 по
формуле (35)

V°н₂о = 0,69 + 0,0161·5,03· (1,4 – 1)
= 0,72 м³/кг.

Полный объем дымовых газов по формуле
(36)

V_г = 0,99 + 3,98 + 0,62 + 0,72 =
6,31 м³/кг.

При работе топок
всех видов необходимо постоянно наблюдать за исправным ведением топочных
процессов по контрольно-измери­тельным приборам. На экономичность работы котельной
установки значительное влияние оказывают потери тепла от химической не­полноты
сгорания топлива. Величина потерь зависит в основном от количества воздуха,
поступающего в топку.

Для поддержания нормального
горения нужно подводить возду­ха в топку столько, сколько требуется для полного
сгорания топлива, что достигается постоянным контролем за составом дымовых
газов. Наиболее важно определение содержания в дымовых газах двуокиси и окиси
углерода.

В случае неполного
сгорания при недостатке воздуха в составе уходящих газов из топки котла будут
углеводороды, окись углерода СО, а иногда и чистый водород Н, а при чрезмерном
избытке воздуха создаются условия для удаления из топки котла несгоревших летучих го­рючих
веществ и уноса частичек твердого топлива. Поэтому при эксплуатации топки
следует сводить неполноту сгорания к возмож­ному минимуму. Как правило,
котельный агрегат работает или при полном сгорании, или с незначительной
химической неполнотой сгорания.

При присосе
холодного воздуха в газоходы котла экономичность его работы снижается,
поэтому персонал, обслуживаю­щий котлоагрегат, должен постоянно следить за
исправностью обмуровки, плотным закрытием заслонок, дверок, гляделок и пр.

Компания Audi представила первый синтетический бензин, полученный без использования нефти.
Как сообщили в пресс-службе компании, е-бензин (e-benzin) представляет собой стопроцентный изооктан с показателем RON 100. Синтетическое горючее не содержит серы и бензола, за счет чего горит «чисто», обеспечивая высокий КПД автомобильного двигателя. Сейчас источником производства е-бензина служит возобновляемое сырье – биомасса, из которой выпускают изобутилен , основу для будущего топлива. «В перспективе для производства синтетического е-бензина потребуются только вода, водород, двуокись углерода и солнечный свет», – уточнили в компании. Предполагается, что серийное производство горючего начнется в 2016 году.

Аквазин – новое топливо
любой автомобилист прекрасно знает, что в сырую туманную погоду у двигателя словно открывается «второе дыхание»: машина лихо берет любой подъем. Это в карбюратор вместе с воздухом попадают мельчайшие частички воды, которые потом в цилиндрах превращаются в кислород и водород и «бодрят» двигатель.

Компания BMW представила модель с впрыском воды во впусной коллектор
BMW 4.

Газотурбинные установки с впрыском водяного пара
повышение эколого–экономической эффективности ТЭО