5.4. Действительная температура горения

Действительная температура горения топлива t_д определяется при реальных условиях осуществления процесса сжигания топлива в конкретном теплотехнологическом устройстве, т.е. при наличии тепловых потерь, и поэтому всегда ниже, чем калориметрическая или теоретическая температура.

Действительная температура горения определяется из выражения [8]

где Q_пот -тепло, отдаваемое продуктами сгорания.

Величина Q_пот зависит от условий теплообмена продуктов сгорания с окружающей средой. Так как учесть все многообразие этих условий расчетным путем очень сложно, то действительную температуру обычно оценивают с помощью выражения

,

где η_пир - пирометрический коэффициент, определяемый опытным

путем; η_пир=0,65+0,8 в зависимости от конструкции печи и ее теплового режима (приложение 10).

Действительная температура, найденная с помощью пирометрического коэффициента, представляет собой первое (самое грубое) приближение и дает оценочную характеристику условий теплообмена ори сжигании топлива в рабочем режиме печи.

6. Расчет горения газомазутной смеси

Природный газ и мазут сжигаются в газомазутной горелке, доли которых по тепловыделению q_пр.г=n.

Все характеристики топливной смеси определяются на основании расчетных данных для природного газа и для мазута.

Теплоту сгорания топливной смеси определяют по формуле:

,

где Q^{p(пр.газ)}_н, Q^{p(мазута)}_н - теплота сгорания природного газа и мазута соответственно, кДж/м³ и кДж/кг.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения единичного количества смеси, находим по формуле:

,

где V^{0(пр.газ)}, V^{0(мазут)} - теоретические объемы воздуха, необходимые для сгорания 1 м³ природного газа и 1 кг мазута, рассчитанные в пп. 3 и 4.

Действительное количество воздуха рассчитывается с учетом выбранного коэффициента избытка воздуха

Аналогично рассчитывается объем продуктов сгорания, полученных при сжигании единичного количества смеси:

,

где V^пр.газ_α, V^мазут_α - объем продуктов сгорания, полученных при

сжигании 1 м³ природного газа и 1 кг мазута в соответствии с исходным составом топлив ( п п. 3 и 4).

Для определения теоретической температуры горения газомазутной смеси необходимо рассчитать общее теплосодержание продуктов горения смеси с учетом подогрева воздуха t_e и мазута t_мазута по уравнению:

,

где i_возд - энтальпия воздуха, нагретого до температуры t_в;

C_м - теплоемкость мазута, кДж/кг*К.

По i – t диаграмме находим теоретическую температуру горения

Приложения

Приложение I

Варианты заданий РГЗ

Вариант 1

При обжиге керамических изделий в туннельной печи расходуется теплота, эквивалентная Q кг условного топлива на 1 т изделий.

Температура обжига – t_обж.

Природный газ и мазут сжигаются в газомазутной горелке, доли которых по тепловыделению:

q_пр.г=n и q_мазута=m

Воздух, идущий на горение, подогревается до t_в, мазут - до t_м.

Определить коэффициент избытка воздуха в соответствии с условиями сжигания топлива.

Провести расчет полного горения топлива.

Определить расход топлива при совместном сжигании и при использовании природного газа.

№	Q,кг у.м		n	m			Мазут, марка	Пр.газ, месторождение
1	600 кг/т	1410	0,1	0,9	300	90	Малосернистый-М20	Ставропольское (Хадумский горизонт)
2	700 кг/т	1430	0,2	0,8	320	95	>>-М40	Ставропольское(Горизонт Зеленая Свита)
3	800кг/т	1440	0,3	0,7	350	90	>>-М60	Волгоградское
4	900кг/т	1450	0,4	0,6	380	85	>>-М80	Елшанское
5	1000кг/т	1400	0,5	0,5	400	80	>>-М100	Степновское
6	8кг/	1420	0,6	0,4	410	85	Сернистый-М10	Бугурусланское
7	9 кг/	1400	0,7	0,3	400	80	>>-М20	Дашавское
8	10 кг/	1320	0,8	0,2	420	90	>>-М40	Шебелинское
9	11 кг/	1330	0,9	0,1	400	95	Малосернистый-М60	Березанское
10		1320	0,1	0,9	410	85	>>-М60	Краснооктябрьское
11		1330	0,2	0,8	420	90	>>-М80	Вой-Войтское
12		1340	0,3	0,7	430	95	>>-М100	Джебольское
13		1350	0,4	0,6	450	80	Сернистый-М10	Деминское
14		1360	0,5	0,5	460	85	>>-М20	Усть-Вилюйское
15		1370	0,6	0,4	470	90	>>-М40	Степновское
16		1380	0,7	0,3	480	80	Малосернистый-М60	Усть-Вилюйское
17		1390	0,8	0,2	490	85	Малосернистый-М60	Сабо-Хаинское
18		1290	0,9	0,1	500	90	>>-М80	Карадагское
19		1280	0,1	0,9	510	95	>>-М100	Кызыл-Тумшунское
20		1300	0,2	0,8	520	80	Малосернистый-М60	Кызыл-Кумское
21		1320	0,3	0,7	530	85	>>-М60	Дашавское
22		1310	0,4	0,6	540	90	>>-М80	Ленинградское
23		1320	0,5	0,5	55	95	>>-М100	Волгоградское

Таблица 1

Вариант 2

При обжиге портландцементного клинкера во вращающейся печи расходуется теплота, эквивалентная Q кг условного топлива на 1 т клинкера.

Температура обжига – t_обж.

Осуществляется совместное сжигание природного газа и мазута, доли которых по тепловыделению:

q_пр.г=n и q_мазута=m

Воздух, идущий на горение, подогревается до t_в, мазут-до t_м.

Определить коэффициент избытка воздуха в соответствии с условиями сжигания топлива.

Произвести расчет полного горения топлива.

Определить расход топлива при совместном сжигании и при использовании природного газа.

№	Q,кДж/кг		n	m			Мазут, марка	Пр.газ, месторождение
1	4200	1400	0,1	0,9	300	90	Малосернистый-М20	Краснооктябрьское
2	4100	1410	0,2	0,8	320	95	>>-М40	Вой-Войтское
3	4020	1405	0,3	0,7	330	80	>>-М60	Джебольское
4	3930	1420	0,35	0,65	350	85	>>-М80	Березовское
5	3840	1440	0,4	0,6	360	90	>>-М100	Деминское
6	3780	1450	0,45	0,55	380	95	Сернистый-М10	Усть-Вилюйское
7	3700	1460	0,5	0,5	390	90	>>-М20	Сабо-Хаинское
8	3610	1455	0,6	0,4	400	90	>>-М40	Карадагское
9	3520	1400	0,7	0,3	380	80	Малосернистый-М60	Кызыл-Тумшунское
10	3430	1410	0,8	0,2	400	95	>>-М80	Кызыл-Кумское

Таблица 2

Вариант 3

При варке стекла в стекловаренной печи расходуется теплота, эквивалентная Q кг теплоты на 1 кг стекла.

Температура газовой среды в печи поддерживается – t_г.

Осуществляется совместное сжигание природного газа и мазута, доли которых по тепловыделению:

q_пр.г=n и q_мазута=m

Воздух, идущий на горение, подогревается до t_в, мазут - до t_м.

Определить коэффициент избытка воздуха в соответствии с условиями сжигания топлива.

Произвести расчет полного горения топлива. Определить расход: топлива при совместном сжигании и при использовании природного газа.

Таблица 3

№	Q,кДж/кг		n	m			Мазут, марка	Пр.газ, месторождение
1	12500	1475	0,9	0,1	400	80	Малосернистый-М20	Волгоградское
2	13500	1475	0,8	0,2	500	85	>>-М40	Елшанское
3	14000	1480	0,75	0,25	550	90	>>-М60	Степновское
4	15000	1485	0,7	0,3	600	90	>>-М80	Дашавское
5	16000	1490	0,65	0,35	650	80	>>-М100	Шебелинское
6	18000	1470	0,6	0,4	700	90	Сернистый-М10	Бугурусланское
7	19000	1490	0,55	0,45	750	80	>>-М20	Березанское
8	21000	1470	0,4	0,6	800	85	>>-М40	Ленинградское
9	23000	1430	0,45	0,55	850	80	Малосернистый-М60	Осиновское
10	25000	1450	0,5	0,5	900	85	>>-М80	Джебольское

Приложение 2