2.2.7 Расчет теоретической температуры горения.

При высоких температурах СО₂ и Н₂О начинают диссоциировать по реакциям:

СО₂=СО+½О₂-Q;

Н₂О=Н₂+½О₂-Q.

Эти реакции протекают с поглощением тепла, т.е. температура продуктов горения будет снижаться.

Энтальпия продуктов сгорания , которая отвечает теоретической температуре рассчитывается как :

Где , кДж/м³ – энтальпия продуктов сгорания, при теоретической температуре горения, а теоретическая температура определяется по I-t диаграмме.

= 0,125 атм

= 0,164 атм

В первом приближении задаемся значением теоретической температуры горения приблизительно на 100-150⁰С ниже калориметрической температуры горения.

Для расчета берем =1600⁰С. По диаграмме определяем степень диссоциации СО₂ и Н₂О.

 _СО2=0,0133  _Н2О=0,006

кДж/м³

Общая температура продуктов сгорания с учетом диссоциации составит:

кДж/м³

Точка легла выше кривой, т.е. принятая температура оказалась завышенной. Тогда во втором приближении выбираем значение температуры

=1900⁰С.

Диссоциации СО₂ и Н₂О.

 _СО2=0,066  _Н2О=0,027

кДж/м³

Общая температура продуктов сгорания с учетом диссоциации составит:

кДж/м³

Определяем вторую точку на диаграмме. Соединяем полученные точки, и в точке пересечения с кривой получаем значение энтальпии искомой теоретической температуры. Опускаем перпендикуляр на ось температур и получаем t_т=1705 ⁰С.

Действительная температура горения:

Где _пир-пирометрический коэффициент.

По диаграмме находим i_д^/=2520 кДж/м³.

2.3 Расчет воздухонагревателя доменной печи объемом 2700 м3.

Принимаем среднюю за период температуру газов = 250⁰С, которой соответствует энтальпия по диаграмме 330 кДж/м³.

Энтальпия воздуха при входе в насадку 91 кДж/м³ при t_в=70⁰С.

Принимаем, что на пути от верха пути к печи температура дутья падает на 20⁰С;тогда расчетная минимальная температура дутья на выходе из насадки 1210+20=1230⁰С. Эта температура соответствует концу периода нагрева дутья. Принимаем для предварительных расчетов, что на протяжении периода дутья температура воздуха уменьшается на размер 150⁰С, тогда средняя температура дутья на выходе из насадки на протяжении периода составит приблизительно ⁰С, соответствующая энтальпии

2085 кДж/м³.

Заданный в задании расход дутья соответствует максимальному значению расхода воздуха через воздухонагреватель в конце воздушного периода

240000 м³/час. Тогда средний за воздушный период расход воздуха найдем из выражения:

Подставим выражения, имеем:

, отсюда 226207м³/час

Необходимый расход смешанного газа , находим из равенства теплового баланса насадки за цикл нагрева и охлаждения:

Где 0,95-коэффициент, учитывающий потери тепла в насадке.

Предварительно принимаем время между перекидками на дымовой период =2,0 час. Время, которое затрачивается на перекидку клапанов, принимаем,τ_пер=0,1 час. Тогда продолжительность воздушного периода

τ_в= = = 0,7 часа.

Тогда продолжительность цикла равно: τ_Σ= τ_д+ τ_в=2,0+0,7=2,7 час.

24182 м³/час

С этого количества:

- расход доменного газа =0,8468*24181,99992=20477,2/час,

- расход природного газа =0,1532*24181,99992=3704,77 м³/час.

Расход воздуха на горение: _.= 2,313 *24181,99992=55934,3 м³/час.

Количество продуктов горения, идущих в насадку:

2,313*24181,99992=76487,3 м³/час.