Как найти теплоту сгорания смеси

Теплота сгорания
топлива.
Теплотой сгорания топлива назы­вают
количество теплоты в кДж, выделяемой
при полном сгора­нии 1 кг твердого
(жидкого) или 1 м³
газообразного топлива.

Для твердого и
жидкого топлива различают теплоту
сгорания высшую
Q_в
(кДж/кг) и
низшую Q_н
(кДж/кг).

Величины высшей
и низшей теплоты сгорания рабочей,
горю­чей и сухой массы твердого
(жидкого) топлива связаны выраже­ниями:

Q=Q+225Н^р+25W^p; (1.9
)

Q=Q+225Н^г; (1.10)

Q=Q+225Н^с. (1.11)

Тепловые расчеты
котлов выполняют, пользуясь низшей
теп­лотой сгорания рабочей массы
топлива:

низшая теплота
сгорания (кДж/кг) рабочей массы твердого
и жидкого топлива

Q=338C^p+1025H^p-108,5(O^p-S)-25W^p, (1.12)

где С^р,
Н^р,
О^р,
S,
W^p
— содержание элементов в рабочей массе
топлива, %;

низшая теплота
сгорания (кДж/м³)
газообразного топлива

Q=108H₂
+ 126CO
+ 234H₂S
+ 358CH₄
+ 591C₂H₄
+ 638C₂H₆+860С₃Н₆
+ 913С₃Н₈
+
+ 1135С₄Н₈+1187С₄Н₁₀+1461С₅Н₁₂+
1403C₆H₆, (1.13)

где Н₂,
СО, H₂S,
СН₄,
С₂Н₄
и т. д. — объемное содержание газов,
входящих в состав газообразного топлива,
%.

При пересчете
низшей теплоты сгорания пользуются
следу­ющими формулами:

с горючей массы
на рабочую и обратно

(1.14)

(1.15)

с сухой массы на
рабочую и обратно

(1.16)

(1.17)

для горючих сланцев
— с горючей массы на рабочую и об­ратно

(1.18)

(1.19)

при изменении
влажности

(1.20)

Для смеси двух
твердых, жидких или газообразных топлив
низшая теплота сгорания определяется
по формуле

, (1.21)

где b₁
— массовая
доля одного из топлив в смеси;
— низшая
теплота сгорания первого вида топлива
в смеси, кДж/кг (кДж/м³);
—
низшая теплота сгорания второго вида
топлива, кДж/кг (кДж/м³).

Для сравнения
тепловой ценности различных видов
топлива пользуются понятием условного
топлива. Условным
топливом называют
такое топливо, теплота сгорания которого
равна 29 300 кДж/кг.

Пересчет расхода
натурального топлива на условное
осущест­вляется по формуле

В_у=ВЭ, (1.22)

где В_у
и
В —
соответственно расход условного и
натурального топлива, кг, кг/с; Э
— тепловой
эквивалент топлива, определя­емый по
формуле

Э=/29
300. (1.23)

Зольность,
влажность и
сернистость
топлива. При
рассмотре­нии условий работы котлов
на различных видах топлива пользу­ются
приведенными величинами зольности А_пр
влажности
W_np
и сернистости
S_пр,
топлива:

приведенная
зольность топлива, кг·%/МДж,

А_пр=А^р/; (1.24)

приведенная
влажность топлива, кг·%/МДж,

W_пр=W^р/; (1.25)

приведенная
сернистость топлива, кг·%/МДж,

S_пр=/; (1.26)

Задача 1.9.
Определить низшую и высшую теплоту
сгорания рабочей массы челябинского
угля марки БЗ состава: С^р=37,3%;
Н^р=2,8%;
=l,0%;
N^p=0,9%;
О^р=10,5%;
А^р=29,5%
и W^p=18,0%.

Ответ: =13997
кДж/кг; =15077
кДж/кг.

Задача 1.10.
Определить низшую и высшую теплоту
сгорания рабочей массы кузнецкого угля
марки Д, если состав его горючей массы:
C^г=78,5%;
Н^г=5,6%;с
S=0,4%;
N^г=2,5%;
О^г=13,0%.
Зольность сухой массы А^с=15,0%
и влажность рабочая W^р=12,0%.

Решение:
Пользуясь коэффициентами пересчета
(табл. 1.1), определяем зольность рабочей
массы топлива

и состав рабочей
массы:

Низшая теплота
сгорания рабочей массы топлива, по
фор­муле (1.12),

Q
=
338C^p+1025H^p-108,5(O^p-S)-25W^p=338·58,7+1025·4,2-108,5(9,7-0,3)-25·12=
=22
825 кДж/кг.

Высшая теплота
сгорания, по формуле (1.9),

Q=Q+225Н^р+25W^p=22825+225·4,2+25·12,0=24
070 кДж/кг.

Задача 1.11.
Определить
низшую теплоту сгорания рабочей и сухой
массы донецкого угля марки Г, если
известны его низшая теплота сгорания
горючей массы Q=33170
кДж/кг, зольность сухой массы А^с=25,0%
и влажность
рабочая W^p=
8,0%.

Ответ: Q=22024
кДж/кг; Q=24157
кДж/кг.

Задача 1.12.
Определить
низшую теплоту сгорания горючей и сухой
массы кузнецкого угля марки Т, если
известны его низшая теплота сгорания
рабочей массы Q=26180
кДж/кг, зо­льность сухой массы А^c=
18,0% и влажность
рабочая W^p
= 6,5%.

Ответ:
Q=34345
кДж/кг; Q=28174
кДж/кг.

Задача 1.13.
Определить
высшую теплоту сгорания горючей и сухой
массы кизеловского угля марки Г, если
известны следу­ющие величины: Q=l9680
кДж/кг; Н^р=3,6%;
A^р=31,0%;
W^p=6,0%.

Ответ: Q=21
961 кДж/кг; Q=32635кДж/кг.

Задача 1.14.
Определить
низшую и высшую теплоту сгорания рабочей
массы ленинградских сланцев, если
известны следующие величины: Q=36848
кДж/кг; Н^р=2,7%;
A^р=46,0%;
W^p=11,5%
и (СО₂)=16,4%.

Ответ: Q=
9337 кДж/кг; Q=10
232 кДж/кг.

Задача 1.15.
Определить
низшую и высшую теплоту сгорания горючей
массы высокосернистого мазута, если
известны следующие величины: Q=38772
кДж/кг; Н^р=10,4%;
А^р=0,1%
W^p=3,0%.

Решение:
Содержание водорода в горючей массе
определяем, пользуясь коэффициентом
пересчета (табл. 1.1):

Низшая теплота
сгорания горючей массы топлива, по
формуле (1.15),

кДж/кг.

Высшая теплота
сгорания, по формуле (1.10),

Q=Q+225Н^г=40090+225·10,7
= 42497 кДж/кг.

Задача
1.16. Определить
низшую теплоту сгорания сухо природного
газа Саратовского месторождения состава:
СО₂=0,8%;
СН₄=84,5%;
С₂Н₆=3,8%;
С₃Н₈=1,9%;
С₄Н₁₀=0,9%;
С₅Н₁₂=0,3%;
N₂=7,8%.

Ответ: Q=35799
кДж/м³.

Задача 1.17.
Определить низшую теплоту сгорания
рабочей массы челябинского угля марки
БЗ состава: С^р=37,3%;
Н^р=2,8%;
S=1,O%;
N^p=0,9%;
О^р=10,5%;
A^р=29,5%;
W^p=18%,
— при увеличении его влажности до
W^p=20%.

Ответ:
Q=13542
кДж/кг.

Задача 1.18.
В топке котла сжигается смесь, состоящая
из 3·10³
кг кузнецкого угля марки Д и 7·10³
кг кузнецкого угля марки Т. Определить
низшую теплоту сгорания смеси, если
известно, что низшая теплота сгорания
угля марки Д составляет Q=22825
кДж/кг, а угля марки Т — Q=26180
кДж/кг. .

Ответ: Q=25174
кДж/кг.

Задача 1.19.
Определить высшую теплоту сгорания
рабочей массы, приведенную влажность,
приведенную зольность, приве­денную
сернистость и тепловой эквивалент
подмосковного угля марки Б2 состава:
С^р=28,7%;
Н^р=2,2%;
S=2,7%;
N^p=0,6%;
О^p=8,6%;
A^p=25,2%;
W^p=32%.

Решение:
Низшая теплота сгорания рабочей массы
топлива, по формуле (1.12),

Q=338C^p+1025Н^р-108,5
(O^p-S)-25W^p=338·28,7+1025·2,2-108,5(8,6-2,7)-25·32=
=10516
кДж/кг.

Высшая теплота
сгорания рабочей массы топлива, по
фор­муле (1.9),

Q=Q+225H^p+25W^p=10516
+ 225·2,2+25·32=11811
кДж/кг.

Приведенная
влажность топлива, по формуле (1.25),

W_np=W^p/Q=
32/10,516 = 3,04 кг·
%/МДж.

Приведенная
зольность топлива, по формуле (1.24),

A_пр=A^р/Q=25,2/10,516
= 2,39 кг·%/МДж.

Приведенная
сернистость топлива, по формуле (1.26),

S_np=S^p/Q=2,7/10,516
= 0,257 кг·%/МДж.

Тепловой эквивалент
топлива, по формуле (1.23),

Э=Q/29300=10516/29300=0,36.

Задача 1.20.
Определить
высшую теплоту сгорания рабочей массы,
приведенную влажность, приведенную
зольность, приве­денную сернистость
и тепловой эквивалент донецкого угля
марки А, если известны следующие величины:
Q=22625
кДж/кг; Н^р=1,2%;
S=l,7%;
А^р=22,9%;
W^p=8,5%.

Ответ: Q=23107,5
кДж/кг; W_np=0,375
кг·%/МДж;
A_np=1,01
кг·%/МДж;
S_np=0,075
кг·%/МДж;
Э
= 0,77.

Задача 1.21.
Определить
приведенную влажность, приведен­ную
зольность и приведенную сернистость
донецкого угля марки Т состава: С^p=62,7%;
Н^р=3,1%;
S=2,8%;
N^p=0,9%;
O^p=l,7%;
A^р=23,8%;
W^p=5%.

Ответ: W_np=0,203
кг·%/МДж;
A_np=0,966
кг·%/МДж;
S_np=0,114
кг·%/МДж.

Задача 1.22.
Определить
приведенную влажность, приведенную
зольность и тепловой эквивалент
челябинского угля марки БЗ, если
известен, состав его горючей массы:
С^г=71,1%;
H^г=5,3%;
S=l,9%;
N^г=l,7%;
О^г=20,0%;
зольность сухой мас­сы А^с=36%
и влажность рабочая W^р=18%.

Ответ: W_nр=1,286
кг·%/МДж;
А^р=2,107
кг·%/МДж;
Э=0,48.

Задача 1.23. На
складе котельной имеется 60·10³
кг ангренского угля марки Б2, состав
которого по горючей массе: C^г=76,0%;
H^г=3,8%;
S=2,5%;
N^г=0,4%;
О^г=17,3%;
зольность сухой массы А^с=20,0%
и влажность рабочая W^р=34,5%.
Опреде­лить запас угля на складе в кг
условного топлива.

Ответ: В_у=28315
кг.

Задача 1.24. Для
котельной, в которой установлены котлы
с различными топками, подвезено 50·10³
кг донецкого угля мар­ки Т состава:
С^р=
62,7%; Н^р=3,1%;
S=2,8%;
N^p=0,9%;
O^p=1,7%;
А^р=23,8%;
W^р=5,0%,
и 60·10³
кг донецкого угля марки А состава:
С^р=63,8%;
Н^р=1,2%;
S=l,7%;
N^p=0,6%;
O^p=l,3%;
А^р=22,9%;
W^p=8,5%.
Определить время работы топок, если
известно, что топки, работающие на угле
марки Т, расходуют 2·10³
кг/ч условного топлива, а топки, работающие
на угле марки А, — 2,3·10³
кг/ч условного топлива.

Решение:
Низшая теплота сгорания рабочей массы
донец­кого угля марки Т, по формуле
(1.12),

Q=338C^p+1025H^p-108,5(O^p-S)-25W^p=338·62,7+1025·3,1-108,5(1,7-2,8)-25·5,0=
=24365
кДж/кг.

Масса условного
топлива, соответствующая 50·10³
кг донец­кого угля марки Т, по формуле
(1.22);

B_y1=B₁Э=В₁Q/29300=50·10³-24365/29300=41,6·10³
кг.

Определяем время
работы топок на донецком угле марки Т:
τ₁=В_у1/(2·10³)=41,6103/(2·10³)
=20,8 ч.

Низшая теплота
сгорания рабочей массы донецкого угля
мар­ки А, по формуле (1.12),

Q=338С^р+1025Н^р-108,5(O^p-S)-25W^p=338·63,8+1025·1,2-108,5(1,3-1,7)-25·8,5=
=22625
кДж/кг.

Масса условного
топлива, соответствующая 60·10³
кг донец­кого угля марки А, по формуле
(1.22),

B_y2=B₂Q/29300=60·10³-22625/29300=46,3·10³
кг.

Находим время
работы топок на донецком угле марки А:

τ₂=B_у2/(2,3·10³)=46,3·10³/(2,3·10³)=20,1
ч.

Задача 1.25.
Две котельные установки одинаковой
произво­дительности работают на
различных видах топлива. Первая из них
сжигает 10·10³
кг/ч кузнецкого угля марки Т состава:
С^р=68,6%;
Н^р=3,1%;
S=0,4%;
N^p=l,5%;
О^р=3,1%;
A^р=16,8%;
W^p=6,5%.
Вторая расходует 6·10³
кг/ч кузнецкого угля марки Д состава:
C^p=58,7%;
Н^р=4,2%;
S=0,3%;
N^p=l,9%;
О^р=9,7%;
A^p=13,2%;
W^p=12,0%.
Определить, какому количест­ву
условного топлива эквивалентен часовой
расход топлива в установках.

Ответ: B_y1=9000
кг/ч; В_у2=4674
кг/ч.

Задача 1.26.
В котельной за 10 ч сжигается 10⁶
кг донецкого угля марки Г состава:
С^p=55,2%;
Н^р=3,8%;
S=3,2%;
N^p=1,0%;
О^р=5,8%;
А^р=23,0%;
W^p=8,0%.
Определить часовую потребность котельной
в условном топливе.

Ответ: В_у=15170
кг/ч.

Соседние файлы в папке задачи по турбинам

• #
• #
• #
• #
• #
• #

Предложите, как улучшить StudyLib

(Для жалоб на нарушения авторских прав, используйте

другую форму
)