Введение

Использование пульсационного горения известно давно и обусловлено высокими характеристиками процесса сжигания топлива, при котором достигается экономия топлива, хорошее смешение его с окислителем, повышение равномерности температурного поля факела, снижение концентрации оксидов азота и углерода в продуктах сгорания почти в 5 раз.

В пульсационных горелках на процесс образования оксидов азота при сжигании топлива оказывает влияние не только температура факела и время реагирования азота с кислородом, но и ряд показаний, характеризующих топочный объем, где происходит горение. Для воздействия на процесс горения необходимо знать степень влияния этих факторов на экологические показатели.

Цель работы – изучение процессов образования оксидов азота при работе пульсационных горелок.

Расчетная часть.

Для определения концентрации оксидов, образующихся при сжигании топлива в пульсационных горелках используется следующая зависимость:

где - соответственно реальное и равновесное время процесса формирования равновесной концентрации оксида азота, с.

Реальное время определяется исходя из характеристик топочного объема

Здесь - соответствующие значения температуры продуктов сгорания в топочном объеме, адиабатической температуры и температуры и температуры уходящих из топки продуктов сгорания, К.

 - пирометрический коэффициент для топочного объема (равен 0,8).

q – удельная топливная нагрузка, м/с

Полная площадь поверхности стен, вода и пода топки (F), равна:

Р = 2h + 2b

Здесь h и b – размеры высоты и ширины топочного объема, м.

Для определения времени процесса сжигания топлива используют соотношение:

где l_ф – длина факела продуктов сгорания, м.

_в, _пг – плотность соответственно воздуха и продуктов сгорания, кг/м³.

L_o – теоретическое количество воздуха для сжигания 1 м³ топлива в м³/м³.

n- коэффициент расхода воздуха.

d_нг- диаметр носика горелки, м.

W_ф – скорость потока продуктов сгорания в топочном объеме, м/с

Для нахождения равновесного времени процесса используется следующая зависимость:

Равновесная концентрация оксида азота определяется по формуле:

где Со₂, Сn₂ – соответственные значения концентрации О₂ и N₂ в воздухе, идущем на горение, % об.

Исходные данные:

Вид топлива - коксовый газ.

Расход топлива на 1 горелку – 100 м³/ч;

Полная площадь поверхности всех стен – 6,25 м²;

Периметр поперечного сечения для потока продуктов сгорания – 2 м²;

Коэффициент расхода воздуха – 1,1;

Диаметр носика горелки – 0,06м;

Высота топочного объема – 0,5 м;

Температура в топочном объеме – 2200 К.

Результаты расчета:

Температура факела Т = 1850,16 К;

С_Nox в продуктах сгорания при работе генератора = 8,96

9,04

9,12

9,3

Московский Государственный Вечерний Металлургический Институт

(МГВМИ)

Кафедра телофизики и экологии

Лабораторная работа №27

По дисциплине: «Автоматизация систем управления и оптимизация работы газоочистных установок.»

Изучение процессов образования оксидов азота при работе пульсационных горелок.

Студент:

Группа:

Преподаватель:

Москва 2001