3 . Теплота сгорания топлива

Для подсчета низшей теплоты сгорания твердого и жидкого топлив, по известному элементарному составу используют формулу Д.И.Менделеева, кДж/кг

Q=340С + 1026Н - 109(O-S)- 25,2W , (3,1)

где С,H,O,S,W - содержание соответственно уг­лерода, водорода, кислорода, серы летучей и влаги на рабочую массу топлива, %.

Низшую теплоту сгорания газообразного топлива определяют по известному процентному содержанию отдельных газов, входящих в состав данного топлива, кДж/м³.

Q=0,01(Q^. CO+Q^. H₂+Q^.H₂S+), (3,2)

где СО, H, H₂S, С_mН_n - содержание соответствующего та­за по объему, %;

Q_CO, Q, Q, Q - низшая теплота сгорания данного

газа, входящего в состав газообразного топлива, кДж/м³ (прил.З)

Эксплуатационные качества, различных топлив оценивают по приведенным характеристикам, %кг/мДж: приведенная зольность

A= 10• , (3,3)

приведенная влажность

(3,4)

4.Выбор типа и основные характеристики топочного устройства

Основанием для выбора топочного устройства яв­ляются: тип и производительность теплогенера­тора; вид и характеристики топлива.

В агрегатах малой производительности применяют­ся слоевые и камерные топки. В прил.4 указаны реко­мендуемые типы топок в зависимости от вида сжигае­мого топлива и паропроизводительности теплогенера­тора.

К основным характеристикам топочных устройств относятся:

• тепловое напряжение зеркала горения q_зг, кВт/м²;

• тепловое напряжение топочного объема q_v, кВт/м³;

• потери теплоты от химической неполноты сгорания

q₃, %;

- потери теплоты от механической неполноты сгорания q₄, %;

- доля золы топлива в уносе _ун.

Рекомендуемые величины тепловых напряжений q_зг и q_v, значения потерь теплоты q₃ и q₄, доля золы _ун а также другие характеристики топок приведены в прил.5.

5.Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах теплогенератора

Коэффициент избытка воздуха по мере движе­ния продуктов сгорания по газоходам теплогенератора увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах теплогенераторов с уравновешенной тягой меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт, агрегата.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимается в зависимости от типа топочного уст­ройства и вида сжигаемого топлива по данным прил.5

Значение расчетного коэффициента избытка воз­духа в отдельных сечениях газового тракта теплоге­нератора с уравновешенной тягой определяют сумми­рованием коэффициента избытка воздуха на выходе из топки с присосами воздуха в газоходах, располо­женных между топкой и рассматриваемым сечением

(5,1)

где -расчетный коэффициент избытка воздуха на вы­ходе из рассматриваемого элемента;

-сумма присосов воздуха во всех газоходах,

расположенных между топкой и рассматриваемым сече­нием газового тракта.

Значения расчетных присосов воздуха вотдельных элементах теплогенератора принимают на основе обобщенных данных эксплуатации агрегатов, которые приведены в прил.6.

6. Расчет теоретических объемов возду­ха и продуктов сгорания (при а =1)

Все объемы воздуха и продуктов сгорания рас­считывают на 1 кг твердого, жидкого или на 1 м³ га­зообразного топлива. Расчеты производят в следующей последовательности:

6.1. Определяют теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания:

твердого и жидкого топлива, м³/кг

= 0,0889(+ 0,375) + 0,265- 0,0333, (6,1)газообразного топлива, м³/м³

=0,0476[0,5+0,5+1 +] ,(6,2 )

где m — число атомов углерода;n - число атомов водорода.

6.2.Определяют теоретические объемы продуктов сгорания для твердого и жидкого топлива, м"/кг: объем трехатомных газов

, (6,3)

при расчете следует учитывать, что диоксид углерода и сернистый газ принято объединять, обозначая через RО₂, т.е. RО₂, = СО₂ + SО₂;

объем азота (объем двухатомных газов)

= 0,79V+ 0,008N; (6,4)

объем водяных паров

. (6,5)

6.3. Определяют теоретические объемы продуктов сгорания для сухого газообразного топлива, м³/м³:

объем трехатомных газов

= 0,01(CO₂+CO+H₂S+); (6,6) объем азота (двухатомных газов)

= 0,79V^O + 0,01N₂ ; (6,7)

объем водяных паров

=0,01+ 0,0161V^O. (6,8)

где d_гт - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное 1 м³ сухого газа, г/м³; принимают в зависимости от температуры топлива t_гт по табл. 6.1. Таблица 6.1.

зависимость влагосодержания газообразного топ­лива от его температуры [ 15 ]

Температура газообразного топлива tгт ,°С	0	10	20	40	60	8 0
Влагосодержание dгт ,г/м3	4,98	10,06	19,4	64,6	202,5	738,7

7. Расчет действительных Объемов воз­духа и продуктов сгорания (при а > 1)

Расчет ведут в следующей последовательности: 7.1.Определяют объем воздуха при а>1, м³/кг (м³/м³)

. (7,1)

7.2.Объемы продуктов сгорания твердых, жидких и га­зообразных топлив при >1 отличаются от теоретиче­ских на величину объемов воздуха и водяных паров, поступающих в теплогенератор за счет избыточного воздуха (присосов атмосферного воздуха).

Так как присосы воздуха не содержат трех­атомных газов, то действительный объем этих газов не зависит от коэффициента избытка воздуха и во всех газоходах остается постоянным, равным теоретическому объему, т.е.

; (7,2)

объем двухатомных газов, м³/кг(м³/м³)

; (7,3)

объем водяных паров м³/кг (м³/м³)

; (7,4)

суммарный объем дымовых газов м³/кг (м³/м³)

. (7,5)

7.3. Объемные доли трехатомных газов -и водяных

паров ,равные парциальным давлениям этих газов при общем давлении P = 0,1 МПа, соответственно равны

; (7,6)

. (7,7)Определяют суммарную объемную долю трехатомных газов и водяных паров

(7,8)

7.4.Вычисляют концентрацию золы в дымовых газах (определяют только для твердых топлив), г/м³

. (7,9)

7.5.Приведенная величина уноса золы из топки пред­ставляет собой отношение:

,

Расчеты по определению действительных объемов про­дуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов и водяных паров, концентрации золы сводят в таблицу. В таблице последовательность и количество расчетных участков конвективных поверхностей нагрева должны соответствовать компоновке рассчитываемого теплоге­нератора. Форма расчетной таблицы применительно к теплогенератору при сжигании твердо топлива приве­дена в табл.7.1.

Таблица 7.1 Характеристика продуктов сгорания в поверхности нагрева

Наименование величин и форму­лы расчета	Ед. из-мер.	=..... м3/кг ; =..... м3/кг ; =..... м3/кг; =..... м3/кг
		Участки газового тракта
		Топка	паропере­греватель	Первый газоход конвек­тивного пучка	Второй газоход конвек­тивного пучка	эконо­майзер
1	2	3	4	5	6	7
Коэффициент избыт­ка воздуха	-
Объем воздуха V = V°	м3/кг
Объем трехатомных газов	м3/кг
Объем двухатомных газов	м3/кг
Объем водяных па­ров	м3/кг
Суммарный объем дымовых газов	м3/кг
Объемная доля трехатомных газов	-
Объемная доля во­дяных паров	-
Суммарная объемная доля	-
Концентрация золы в дымовых газах	г/м3