3.4 Природний газ

Природний газ представляє собою механічну суміш різних горючих та не горючих газів. Основними складовими природного газу являються: метан СН₄ (86 - 95 %), тяжкі вуглеці С_mН_n (9-4 %), азот N₂ (5 - 1 %).

Процентний склад природного газу можна виразити рівнянням:

CH₄+∑C_mH_n +CO₂+N₂+H₂S+...= 100%, (6)

у якому об'ємна доля має вираз у процентах. Баластом в природних газових паливах являються в основному азот та діоксид вуглецю, яки вміщуються у газах та не перевищують декількох процентів.

3.5 Теплота згорання палива

Теплотою згорання палива, Q - називають кількість теплоти, яка виділяється при повному згоранні одиниць маси, кДж/кг, або об'єму, кДж/м³ пального. Розрізняють вищу та нижчу теплоту згорання. (12)

Вищою теплотою згорання - називають кількість тепла, яке виділяється при повному згоранні 1 кг твердого або рідкого палива (або 1м³ газового палива) при умові, що водяні пари які утворюються при згоранні конденсуються. У парових котлах продукти згорання не охолоджуються до температури конденсації пара. У цих умовах теплота конденсації витрачається на загальне використовування і тепловіддача при горінні палива буде менше.

Кількість теплоти, яка виділяється при повному згоранні 1 кг твердого або рідкого (або 1м³ газового ) палива за відрахуванням теплоти конденсації водяних парів, називають нижчою теплотою згорання, Q_н.

3.6 Теплота згорання умовного палива

Парові котли однакової паропродуктивності та теплової потужності можуть споживати різну кількість палива, через те що його теплота згорання у різних видів палив змінюється у широких межах.

Для порівняння економічної роботи електростанцій і спрощення розрахунків введено поняття умовного палива , яке має теплоту згорання Q_у.п. = 2931 кДж/кг; (7000 ккал/кг)

Потреби різних видів палива електростанціями перераховують до умовного палива, використовуючи співвідношення:

; (7)

де В_у.п., В_н- витрата відповідно умовного палива (кг) умовного палива (С) та натурального (кг/с) який має теплоту згорання робочої маси Q^P_н.

До показників умовного палива можна перерахувати і потреби природного газу та іншого горючого газу для електростанцій.

3.7 Визначення дійсного об’єму повітря необхідного для згорання палива

Для розрахунку теоретично необхідної кількості повітря по робочому складу палива (для згоряння 1 кг твердого або рідкого палива) можна використовувати наступну формулу:

або приблизно:

де А – коефіцієнт пропорційності, який можна прийняти рівним 0,263·10^-6 м/кДж.

Дійсну кількість повітря, яке необхідне для згорання палива, визначають за формулою

,

де α – коефіцієнт надлишку повітря – це відношення дійсної кількості повітря, яке подається для організації процесу горіння, до теоретично необхідної кількості повітря.

Значення коефіцієнту надлишку повітря залежить від виду палива і способу спалювання:

для твердих палив – 1,15-1,25

для рідких палив – 1,02-1,1

для газоподібних палив – 1,05-1,1

3.8 Визначення основних параметрів топічних пристроїв

Робота топки характеризується тепловими напругами решітки і топкового простору.

Питома теплова напруга колосникової решітки або дзеркала горіння визначається за формулою

,

де В - секундна витрата палива, кг/с;

- нижча теплота згорання робочої маси палива, кДж/кг;

R – площадзеркала горіння, м².

Питома теплова напруга топкового простору , або теплова потужність топки визначається за формулою:

,

де V_T –об’єм топкового простору, м³.

Ці напруги називають видимими, тому що при їх визначенні не враховують втрати палива від неповного згорання.