кот / 5
.docxМатериальный баланс процесса горения устанавливает математическую связь между веществами, вступившими в реакцию (топливо и окислитель), и конечными продуктами (продукты сгорания).
Материальный баланс составляется на один килограмм твердого или жидкого топлива или на один кубометр газа.
Горючие составляющие топлива вступают в химическую реакцию с кислородом в определенном количественном соотношении, определяемым законом Дальтона.
Реакции полного горения:
С + О2 = СО2 ;
S + О2 = SО2 ;
2Н2 + О2 = 2Н2О .
Расход кислорода и количество образующихся продуктов сгорания определяются из стехиометрических соотношений реакций горения. Суммируя затраты кислорода на сжигание горючих составляющих на 1 кг топлива и учитывая кислород, содержащийся в топливе, получают теоретически необходимое количество кислорода для сжигания 1 кг (1 м3) топлива. Учитывая, что содержание кислорода в воздухе 21 % по объему, теоретически необходимое количество воздуха для горения Vо составляет:
- для твердого и жидкого топлива:
, м3/кг ;
- для газа:
, м3/м3.
Минимальный объем дымовых газов при полном сгорании 1 кг (1 м3) топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (α=1) находят по формулам:
- объем сухих трехатомных газов:
для твердого и жидкого топлива:
, м3/кг ;
для газа:
, м3/м3 ;
- объем азота:
для твердого и жидкого топлива:
, м3/кг ;
для газа:
, м3/м3 ;
- объем водяных паров:
для твердого и жидкого топлива:
, м3/кг .
При наличии парового дутья или парового распыливания мазута с расходом пара Gф, кг/кг, к величине добавляется величина 1,24 Gф
для газа:
, м3/м3 ,
где dr.тл - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа, принимается равным 10г/м3.
Полный объем дымовых газов
, м3/кг (м3/м3) .
В процессе горения по мере расходования топлива и кислорода и уменьшения действующих концентраций выгорание замедляется. В камерах сгорания котлов условия реагирования ухудшаются из-за несовершенства аэродинамики топочных устройств и, как следствие, недостаточно полного смешения вступающих в процесс горения больших масс топлива и воздуха. Поэтому воздуха для горения подается больше его теоретически необходимого количества.