ОБЪЕМЫ И ЭНТАЛЬПИИ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
4- 01. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания рассчитываются на 1 кг твердого и жидкого или на 1 м3 сухого газообразного топлива при нормальных условиях (0°С и 101,3 кПа), на что указывает верхний индекс в обозначениях величин объемов. При разомкнутой схеме пылеприготоапения расчеты ведутся на 1 кг подсушенного топлива.
Все формулы даны применительно к случаю отсутствия химической неполноты сгорания топлива Ц, но с достаточной для расчетов точностью могут использоваться и при незначительной химической неполноте горения* соответствующей указанным в главе 5 значениям.
Потеря тепла от механической неполноты сгорания д4 учитывается введением расчетного расхода топлива
Где В - полный расход топлива на котел, кг/с.
Состав твердого и жидкого топлив в формулах выражен в процентах по массе, а газообразного - по объему.
При вычислении энтальпии газов ошибка от разницы объемов молей реального и идеального газов не вносится, так как теплоемкости газов отнесены к тому же объему моля (п. 3-02).
4- 02. Объемы и массу воздуха и продуктов сгорания при сжигании твердых и жидких топлив в атмосферном воздухе определяют по приведенным ниже формулам.
Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха о=1):
Теоретические (минимальные) объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (а=1): азота
]'он, о = 0,111Ягч.0,0124IV; + 0,0161К0Н, М3/кг.
При наличии парового дутья или парового распыливания мазута с расходом пара, кг/кг, к
Величине 1‘онр добавляется величина 1,24 Сф.
При избытке воздуха а> 1 расчет ведется по следующим формулам: обьем врдяных паров
1 н, о = І 'оЧо + 0-016 Ка - Ш '0Н, м3 /кг.
Обьем дымовых газов
Объемные доли трехатомных газов
Концентрация золы в продуктах сгорания
Где - доля золы топлива, уносимой газами; определяется по габл. XVIII. XIX. XXI;
Масса продуктов сгорания
Ог = I - — + 1,306а Ту. кг/кг. (4-12)
При наличии парового дутья или парового распиливания мазута к величине б> добавляется
Особенности расчета при сжигании сланцев указаны в п. 4-11.
4- 03. Обьемы и массу воздуха и продуктов сгорания при сжиганий 1 м3 сухого газообразного топлива в атмосферном воздухе определяют по следующим формулам: теоретическое количество воздуха
Здесь и далее при содержании в топливе до 3 % непредельных углеводородов неизвестного
Состава их принимают состоящими из С7Н< теоретический объем азота
' 'Г0_ = 0,79Кон +0:01 - А'г. м3/ м3; (4-14)
Обьем трехатомных газов
Т’но, = О. ОІ^СО, + СО + + У^іСГЯІ(). м2/м3: (4-15)
Теоретический объем водяных паров
Где с1.г - впагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1мэ сухого газа, г/м2.
Объемы и объемные доли газов при а>1 рассчитываются по (4-07)-(4-10).
Плотность сухого газа при нормальных условиях
Р! ТЛ=а0і|ь96Са -152Я:5-1Л5Диі43^+ата+аО899Я,-І(а5:^+0Шііод]. кг/м3 (4-17) Масса дымовых газов
С, = Рг тп + 77^ + 1,306а V", кг/м3. (4-18)
4- 04. Объем водяных паров (4-06). (4-07). (4-16) и массу дымовых газов (4-12). (4-18) при влагосодержании воздуха д, отличающемся от 10 г/кг. следует изменить на величину
Ь ^ ан^о - OiOQ 1 bV* (с/ -10). м3/кг 1м3/ма). (4-19а)
M'hh2o = 0.0016(а - 1)К0Н 10). м3/кг (м3/м3), (4-196)
АGr = 0,0013аГон(^-10). кг/кг (кг/м3). (4-20)
4- 05. Особенности расчета объемов при рециркуляции газов в котле указаны в п. 4-10.
4- 06.'Энтапьпия дымовых газов на 1 кг или на 1 м3 топлива
I = /0 г - h (а - 1)/ав, кДж/кг (кДж/м2). (4-21)
Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха а=1 и температуре В, °С
Лхг = ^ог+ + ^с. нг0^с®)нг0 < кДж/кг (кДж/м3). (4-22)
Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха при температуре 8, °С
Теоретические обьемы сухого воздуха V* И газов Гн о вычисляются по п. 4-02
Для твердого (жидкого) и п. 4-03 - для газообразного топлива.
Энтальпии 1 м3 влажного воздуха (сЭ),, углекислого газа (с9)сс^ , азота (сЭ)Мг и водяных
Паров (08)^0 определяются по табл. XIV.
44)7. К энтальпии дымовых газов добавляется энтальпия золы
/ап = — сун. КДж/КГ, (4-24)
Где (с&)„ - энтальпия 1 кг золы. кДж/кг. определяется по табл. XIV.
При наличии встроенных золоуловителей следует учитывать уменьшение содержания золы в дымовых газах для расположенных за золоуловителем поверхностей нагрева.
4- 08. Для топлив, характеристики которых приведены в табл. МУ. объемы и энтальпии воздуха и дымовых газов - по формуле смешения
К = 8'(КУ + 0 - Е'УК)" . м3/кг (м3/м3). (4-34)
Где ^'-массовая (обьемная-для газообразных топлив) доля первого топлива в смеси, кг/кг (м3/м3). Аналогично определяются Кд0 , К0НМ. К0ин^о смеси;
Б) для смеси твердого или жидкого топлива с газообразным
Где л - количество газообразного топлива на 1 кг твердого (жидкого) топлива, м3. Соответственно дальнейший расчет ведется на 1 кг твердого (жидкого) топлива. Энтальпия продуктов сгорания смеси топлив вычисляется по следующим формулам:
А) для смеси двух однородных топлив
*вог = [я'(Ког У + 0 - В'УКо,>"](с5)сог • ^кг М; (*-35)
Б) для смеси твердого или жидкого топлива с газообразным
Объемная доля трехатомных газов продуктов сгорания смеси топлив:
А) для смеси двух однородных топлив
Аналогично определяется гн?0;
Б)для смеси твердого или жидкого топлива с газообразным
И ссютветственно определяется гно.
РР1 Глава А. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания 27
Масса продуктов сгорания смеси топлив находится по формулам:
А) для смеси двух однородных топлив
У1 0Ы - £’С + (]- g')G" . кг/кг (кг/м3); (4-40)
Б) для смеси твердого или жидкого топлива с газообразным
Если смесь топлива задана не в массовых или объемных долях, а б долях тепловыделения. каждого топлива д' и (1 -<?'). соответствующие массовые или объемные доли их определяются по (2-13) и (2 15).
4- 13. Коэффициент избытка воздуха в топке, соответствующий составу газов в конце топки, принимается в зависимости от типа топочного устройства и рода сжигаемого топлива по данным. табл. М-ХХ1.
Коэффициенты избытка воздуха ат заданы, исходя из величин потерь от механического недожога, приведенных в табл. ХУ111-ХХ1.
При сжигании пыли в смеси с газом или мазутом коэффициент избытка воздуха принимается, как для твердого топлива.
4- 14. Величина коэффициента избытка воздуха в сечении газового тракта котла с уравновешенной тягой определяется суммированием коэффициента избытка воздуха в топке с присосами в газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением.
Для котлов, работающих под наддувом, коэффициент избытка воздуха на участке тракта от топки до воздухоподогревателя принимается постоянным.
Расчетные величины присосов в топке и газоходах котла, в то»/, числе присосы воздуха в газовую сторону воздухоподогревателя, равные перетечке из воздушной стороны, при номинальной нагрузке принимаются пс таблице XVII.
Расчетная величина присоса воздух, в газоходах котла при пониженной нагрузке
Присос воздуха в топку при пониженной нагрузке
Где £>„ . В - значения номинальной и пониженной нагрузок;
Да, Ла, - присосы при номинальной нагрузке.
4- 15. Количество воздуха, подаваемое в топку из воздухоподогревателя, отнесенное к теоретически необходимому для сгорания топлива
Где Дапг - присос в системе пылеприготовления с учетом возможных нарушений плотности во время эксплуатации; определяется по таблице XVII. Присос в разомкнутых пылесистемах не учитывается; ас, ь - коэффициент избытка воздуха в месте отбора газов на рециркуляцию; г, - коэффициент рециркуляции газов в низ топки или горелки.
4- 16. Значения коэффициента избытка воздуха в топке а,, приведенные в таблицах XVIII -XXI. принимаются при производительности катла:
100-70 % ■ при сжигании твердого топлива;
100-50 % - при сжиганий мазута и газа.
При работе котла на твердом топливе и производительное™ от 70 до 50 %
А, о =а.. + (0,7-В/ /?и) . (4-44а)
При работе котла на газе и мазуте и производительности от 50 до 30 %
А т 0 = а т + 0,5(0.5 - БI Вц). (4-446)
В тех топочных устройствах, где расход основного количества воздуха определяется не толькб горением, но и транспортом топлива (например, в шахтно-мельничных, низкотемпературных, вихревых и т. п.). избыток воздуха в толке при пониженной производительности следует выбирать с учетом транспорта. При растопке котлов на мазуте или газе следует принимать а, повышенным (до 3,0).