Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Действительный расход ВУ„= =а.(В)"')=5,48 м'/с (в нормальных услови. ях) Объем продуктов сгорания антрацита примерно равен объему воздуха. Количество сжигаемого доменного газа равно В = !3/!21 = =16,67/4 4,17 м"/с. Объем продуктов сгорания при его сжигании (ВУ«) (ВУ.)+В= =9,65 м'/с (в нормальных условиях). Точный расчет. Д о и е н н ы й г а з. Гореть могут четыре компонента по реакциям: СН«+20«=СО»+2Н»СО Нт+050»=Н»СО СО+0,50»=СО»', Н»5+1,50»=Н»0+50» Стехиометрические коэффициенты при О указывают количество кубометров кислорода, теоретически необходимое для сжигания 1 м' соответствующего газа.
Учтя объемные содержания этих газов в 1 м' доменного и поделив на объемное содержание кислорола а воздухе (0,21], получим " =(2«гн +0 5'и +О 5'го+ +1,5«н з)/0,21= г =0 781 мз/мз; (В)'„)=Ва Уо= =4,17 1,25 ° 0,781=4,07 мз/с Продукты сгорания состоят из газов, об. разуюшихся в результате написанных выше реакций, плюс СО» и Ыь содержашихся а доменном газе, и плюс азот и избыточный кисло- род воздуха: 214 3"сн + "н +гсо+2гн э+«со.
+ 2 г з +гн +0,79ц Ус+0,2! (сг„— 1) У~= 3 0,003+ 0,027+ 0,28 + 2 ° 0,003+ 0,102+ +0,585+ 0 79 1,25 0 781+ 0,21(1,25 — 1) Х Х0,781=1,82 м'/м': ВУ,=4,17 1,82 = 7,59 м"/с. Производительность вентилятора У...,=ВУ. (273+20)/273=4,37 м»/с. Производительность дымососа У„,=ВУ,(273+ + 200)/273 13,1 м»/с, А н т р а ц и т По формуле (16.3): 17« = 0,033 (2,67 63,8+ 8 1,2+ 1,7— — 1,3)=5,95 и'/нг В=16,67/22,56=0,739 кг/с; =0,739 1,25 5 %=5,5 м','с. ВУ.= По формуле (166) У„=00]68(638+ +0,375 1,7)=1,08 м"/кг.
По формуле (16.7) 1' =О, ! 11 ° 1,2+ 2 +0,0124 ° 8,5=0,239 м»/кг По формуле (16.5) 1', =1,08-1-0,239+ + 0,79 1,25. 5,95+ 0,21 (1,25 — 1) 5,95 = =7,51 м"/кг В У, =О 739 ° 7,51 = 5,55 м"/с. ]г...« = 5 9 м»/с; У„ =9,62 мз/с, Таким образом, для антрацита (как и для большинства твердых топлив) оценочный рас. чет дает достаточно точный результат, а для доменного газа завышает расходы воздуха и продуктов сгорании примерно на 30 Я. Д,тн прикидочных расчетов это приемлемо. 16.2. А н т р а ц и т.
В соответствии с формулами (16.8) и (16.11) 17 =(У.с'!)~а«« — (У.с!Г)«а«= =7,51 1,1 1,916 !000 — 7,51 1,1 893-800= 1 665 000 Дж/кг; В(7, = 0,739 ° 1,665 ° 10' = 1,23 ! 0" Вт = = 1,23 МВт доменный газ. ]3,= = 1,82 1,1 916 1000 в 1,82 1,1 893 800 = =403 600 Дж/м', ВЯ,=0,4036 10' 4,17= =1,683 1О' Вт 1,683 МВт. 16.3. Л', = с(1= 1,1 916 1000 = =1,008 ° 10 Вт для обоих топлив. 16.4.
В таблице нужно привести а зависи. мости от температуры значения энтальпии продуктов сгорания И„ "данного топлива при а. = 1, а также значении эитальпии вггздуха И",, теоретически необхогимого для полного сжигания единицы количества данного топли. ва Тогда энтальпин продуктов сгорания ныражается как И,=И',+(ц.— 1) И".. гго,мн = Ухо /У = 1 08/7 51= га =0,2! (1,25— гч, 0,79 1,25Х 0,144; гн 0=0 032 — 1) 5,95/7,5! =0,042; Х5,95/7,51 0,782. Таким образом, основнымн компонентами продуктов сгорания являются азот (78,2%) и днокснд углерода (14 нлл) 17.1.
Объем сухих продуктов полного сго. ранна антрацита (пренебрегаем его ничтож. ным изменением в связи с наличием 1 % СО) У''=У' )н 0=7 51 О 239=7 27 м'/кг Объем СО, полученный при сгорании 1 кг антрацита, Уса=гса)',.=001'7 27= =0,0727 м'/кг. В соответствии с формулой (17.2) 0„„„=00727 12640=9!9 кДж/кг= =О 9Г9 Мдж/; д...= !ООО.../!3~= !ООХ Х 0 919/22 56 4 1 н/ 17.2. гя Г нг шлК»л !ОО-Г», " + !ОО-Гшл /)= =32,65 — '! 0,85)= 22,9 л' !О 100 (, !00-!О =0,706 МДж/кг; 4 .„= !00 0,706/22,56= =3,1 %. 17.3. У'ш Оу/3,8 36,7/3,8 = 9,66 м" /м" (если считать, что природный газ состоит из одного метана, то в соответствии с реакцией ега горения, написанной в примере 16.1, Ун= =2/9,21=9,52 и"/и'); )л=1,2 9,66= 11,6 и'/м".
17.4. В предположении, что ! и" воздуха при палкам сгорании с любым топливом выделяет 3,8 МДж теплоты, необходимое количество воздуха при заданной мащнскти котла от типа топлива не зависит. Точные отношения Цн/У" равны для мазута 3,8 м'/МДж, а для природного газа 3,78 м'/МДж, т. е. и прн точ. ном расчете расход воздуха не изменится. 17.5. Котлы такай небольшой мощности могут иметь либо слоеную тапку, либо с кипящим слоем, но в слоеной топке уголь с такой большой вольностью, да еше спекающнйся, гореть не будет. Па формуле (17,7] (ана пригодна и для топок с кипящим слоем) д, = = 3,8 3 273/1,2 (273+ 850) = 2,31 М Вт/и'. Плошадь топки ))=15/2,3! =6,5 м'. Объем топки У=О/дг — — 15/0,350=43 м'.
Грубо счи- тая топку призмой, найдем ее высоту й = = У/Я=43/65,5 6,6 м. 17.6. Камерный. 17.7. Для такой мощности применяют только камерные топки. Тепловая мощность топки равна 1200/0,4 3000 МВт. При тепловом напряжении объем 4 150 КВт/м'! У= =20 000 м'. 17.8. Из 1 моля 5 с молекулярной массой 32 г/моль образуется по реакции 5+0»=50» один моль 50« с молекулярной массой 64 г/моль. Следовательно, масса 50» будет в 2 раза больше массы сгоревшей серы. Грубо считая, что объем продуктов сгорания равен объему воздуха н что «теплота полного сгорания» 1 м' воздуха равна 3,8 МДж/м', получим: концентрация 50» =2.
5. 1О" ° 3,8/а, 3550 н 12670 мг/ил со. ответственна для мазута и подмосковного угля. Для достижения ПДК продукты сгорания надо разбавить примерно в 7 10' и 25 10' раз. 17.9. По стекиаметрическому уравнению на 32 иг серы (1 кмаль 50») нужно иметь 40 кг Св (1 кмоль СаО), т. е. 100 кг (1 кмоль) СаСО». С учетом содержания серы а угле и необходимого избытка Св рвсхнл СлСО»= 100 =2,5.— ° — =0,476 кг СвСО» на ! кг 32 100 угля. 17.10. Поскольку теплота сгорания сжиженного газа больше, чем природного (см. табл.
15.1), его расход должен быть в 88,5/36,7=2,4 раза меньше. При одннако. вых (примерно) скоростях истечения больше отверстий должен иметь насадок для природ. нага газа. 17.11. Для сжигания 1 м' метана теоретически необходимо 9,62 м» воздуха (см. реше. ние примера 17 3). В смеси на 1 м' СНл приходится (100 в 5)/5= 19 м' воздуха, т. е. а.=19/9,62 як 2. Дополнительный воздух падмешивать не надо. Для сжиженного газа (см. табл. 15.1] У»=885/3,8=233 и'/м'. В атом случае в смеси а.=19/23,3= =08!5 н для получения а.=!,2 нужно падмешивать дополнительный поздух. 18.1.
Нельзя, поскольку не будет обеспечена разница весов воды а опускных трубах и пароводянай смеси в испарнтельных (подьемных), т.е, не будет движущей силы естественной циркуляции. Это связано с тем, что (согласна $4.2) в критическом состоянии удельные объемы (и плотности) воды н пара 215 одинаковы; т. е в теплоабменных трубах кот. ла движется единая «рабочви среда» 18.2.
Соствиляюшие тепловых потерь указаны в формуле (18.5). Из них потери теплоты от химической неполноты сгорания Я» и от механического недожога (), для современных кптельных агрегатов невелики, что связано с высоким совершенством горелочных устройств (см. гл. 17). Несколько больше потери в окружающую среду через огражление (стены) котла, ио и они обычно не превышают 2,5 «»(, поскольку плотные относительно холодные экраны топки и изоляционный слой обмуровки как топки, так и газохопов достаточно надежно защищает котел от теплопотерь в окружающую среду.
Наибольшие теплопотери (5 7«и более) составляю~ потери с уходяши. ми газами, поскольку они удаляются из кот. ла с температурой 110 — 150 'С [см. $ 18.1), что наин<>го преиышает температуру окружающей среды 18.3. При расчете КПД котла по принятой в нашей стране методике (формула (18.7) ) теплота, подведенная единицей топлива, принимается раиной низшей ~еплоте его сгорания (б'. Если уходяшие газы охладить до температуры, при которой сконденсируются водяные пары, полученные от сжигания «водо. родной» составляющей топлива (окате 56 'С цри сжигании природного газа), та использованная теплота будет превышать Я( Таким образом, в формальном расчете по (18.7) чис. литель может превысить знаменатель, т. е, рассчитанная таким образом величина КПД может быть больше 100 «гш Кроме того, температуру уходяших газов принципиально можно снизить почти до температуры атмосферного воздуха, используя их теплоту для нагрева относительно холодных сред, напри.
мер воды тепловой сети, подпиточной (добавочной) воды котельной, природного газа (имеющего обычно температуру, близкую к 0 'С). При этом следует помнить, что допол. нительная теплота от конденсации водяных паров существовала всегда, но ввиду технических трудностей ее использования не учитывалась в расчетах. 18.4. Зола, включающая в себя и«горючие минеральные примеси (4 15.1), размягчается или плавится в высокотемпературных зонах топки котла.
Основная часть (да 85 »гй) мелких пылевидиых частиц золы пылеугольного котла транспортируется топочными газами в верхнюю низкотемпературную зону тапки, где снова затвердевает и в виде «летучей» золы уносится из котла с уходящими газами. Часть (около 15 «Г«) эоловых частиц, попавших в нижнюю вону факела, выпадает в холодную воронку вследствие отсутствия там восходящего потока топочных газов Кроме того, тяжелые крупные агломераты столкнувшихся и слипшихся эоловых частиц выпадают вниз и из центральных эон топки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
