5.Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

1. Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 м³ газа:

где CO, H_2, H₂S, O₂ – процентное содержание соответствующего газа 1м³ газовой смеси;

CmHn- процентное соотношение i-го углеводорода;

m,n- количество, соответственно, атомов углерода и водорода химической формуле углеводорода.

Объем сухих трехатомных газов, образующихся при сгорании 1м³ газа:

Теоретический объем азота, образующийся при сгорании 1м³ газа:

где N₂ - процентное содержание азота в газовой смеси;

0,79- учитывает процентное содержание азота в воздухе.

Теоретический объем водяных паров, образующихся при сгорании 1м³газа:

Теоретический объем сухих продуктов сгорания:

Теоретический полный объем продуктов сгорания:

Объем избыточного воздуха:

Объем водяных паров в избыточном воздухе:

Действительный объем водяных паров:

Полный объем продуктов сгорания:

Парциальное давление составляющих продуктов сгорания:

Р_см=101,3 КПа – давление в топке

Парциальное давление водяных паров:

Парциальное давление трехатомных газов:

Суммарное давление трехатомных газов и водяных паров:

Масса дымовых газов при сжигании газообразного топлива:

где j - удельный вес газовой смеси, кг/м³

Плотность дымовых газов:

Для дальнейшего использования подсчитанных по приведенным выражениям величин, данные сводим в таблицу 2.

Повторяется расчет для коэффициента избытка воздуха конвективного пучка _кп и экономайзера _э и все заносится в таблицу 2.

Таблица 2.

Величина	Размерность	Топка	Конвективный пучок	Экономайзер
	М^3/м^3
V^0в	М^3/м^3
VRO2	М^3/м^3
V^0N2	М^3/м^3
V^0Н2О	М^3/м^3
V^0сг	М^3/м^3
V^избв	М^3/м^3
ΔVН2О	М^3/м^3
VН2О	М^3/м^3
Vг	М^3/м^3
PН2О	КПа
PRO2	КПа
Pтр.г	КПа
Gг	Кг/м^3
г	Кг/м^3

Приводимые формулы составлены при условии полного сгорания топлива. Поправка на химический недожог вводится в этих расчетах лишь непосредственно в балансе тепла.

6. Расчет энтальпии.

После определения объемов дымовых газов вычисляется их энтальпия. Энтальпия определяется в заданных точках котельной установки по двум значениям температур, характерным для этих точек,

топка 900-2000⁰С

конвективный пучок 300-1000⁰С

экономайзер 100-300⁰С

Энтальпия воздуха определится как:

Где С_в – объемная изобарная теплоемкость воздуха, кДж/м³К

Энтальпия сухих трехатомных газов:

Энтальпия теоретического объема азота:

Энтальпия теоретического объема водяных паров:

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания:

Энтальпия избыточного воздуха:

Энтальпия 1м³ воздуха, газообразных продуктов сгорания,(кДж/м³)

Таблица 3.

t,^0С	(с t)RO2	(с t)N2	(с t)O2	(с t)H2O	(с t)в
100	170	130	132	151	133
200	359	261	268	305	267
300	561	393	408	464	404
400	774	528	553	628	543
500	999	666	701	797	686
600	1226	806	852	970	832
700	1466	949	1008	1151	982
800	1709	1096	1163	1340	1134
900	1957	1247	1323	1529	1285
1000	2209	1398	1482	1730	1440
1100	2465	1550	1642	1932	1600
1200	2726	1701	1806	2138	1760
1300	2986	1856	1970	2352	1919
1400	3251	2016	2133	2566	2083
1500	3515	2171	2301	2789	2247
1600	3780	2331	2469	3011	2411
1700	4049	2490	2637	3238	2574
1800	4317	2650	2805	3469	2738
1900	4586	2814	2978	3700	2906
2000	4859	2873	3150	3939	3074
2100	5132	3137	3318	4175	3242
2200	5405	3301	3494	4414	3410

Энтальпия избыточного воздуха:

Для топки ΔЈ_в = (α_т – 1)Ј⁰_в, кДж/м³

Для конвективного пучка: ΔЈ_в = (α_кп – 1)Ј⁰_в, кДж/м³ (6.8)

Для экономайзера: ΔЈ_в = (α_э – 1)Ј⁰_в, кДж/м³ (6.9)

Действительная энтальпия продуктов сгорания:

Для каждого значения коэффициента избытка воздуха вычисляются значения энтальпий, соответствующие двум принятым значениям температур дымовых газов, по которым строится график зависимости Ј-t.

По оси абсцисс отложены значения температур газов, по оси ординат – соответствующие величины теплосодержаний. Диаграмма приведена для топлива при α_т, α_к . Результаты расчета свести в таблицу 4.

Таблица 4.

Тем – ра,^0С	Энтальпии, кДж/м^3
	JRO2	J^0N2	J^0H2O		J^0г	Jг
При αт
900
2000
При αкп
300
1000
При αэ
100
300