- •Розділ 3 теплотехнічна частина
- •3.1 Розрахунок горіння палива
- •3.2 Визначення витрати повітря та кількості продуктів згорання.
- •Витрата повітря, склад і кількість продуктів згоряння
- •Витрата повітря, склад і кількість продуктів згоряння
- •Витрата повітря, склад і кількість продуктів згоряння природного газу в повітрі (при дутті, збагаченому o2)
- •3. 3 Складання теплового балансу
- •3.4 Автоматизація теплової роботи печі
Розділ 3 теплотехнічна частина
3.1 Розрахунок горіння палива
Паливом називаються горючі рідини, які в процесі хімічного перетворення – горінния – виділяють значну кількість теплової енергії. Однак не всі горючі рідини, що виділяють велику кількість тепла, відносяться палива. Цілий ряд додаткових ознак уточнює поняття про паливо, головні з них такі:
- газоподібний стан продуктів горіння палива і їх нешкідливість;
- достатні запаси в природі цієї речовини і економічна вигідність його видобутку;
- можливість управління процесом спалювання.
Паливо можна розділити на енергетичне, коли воно спалюється безпосередньо для отримання теплової енергії, і технологічне, коли воно використовується для отримання коксу, газу та інших продуктів.
Паливо розрізняють по агрегатному стану - тверде, рідке і газоподібне, за походженням - природне і штучне.
Тверде паливо складається з вуглецю, водню, азоту, кисню, сірки, золи та води. Рідке паливо являє собою суміш важких вуглеводнів з домішками і невеликої кількості вологи. Газоподібне паливо складається з метану та інших вуглеводневих сполук, окису вуглецю, водню, вуглекислого газу, азоту та парів води [5].
Склад палива (табл.3.1) визначається аналізом. Розрізняють технологічний і повний аналіз палива.
Горіння - процес хімічної взаємодії горючих елементів палива з окислювачем, що супроводжується виділенням великої кількості тепла. Процес нагріву складається з:
- нагрівання палива до температури займання з частковим розкладанням та виділенням газоподібних речовин;
- змішування палива і продуктів його теоретичного розкладання з повітрям;
- окислення горючих складових палива з киснем повітря;
- видалення продуктів горіння.
Розрахунок горіння палива є необхідною складовою частиною теплотехнічного розрахунку печей. При розрахунку визначають:
а) кількість необхідного повітря або збагаченого О2 дуття;
б) кількість і склад продуктів згоряння;
в) температуру горіння.
3.2 Визначення витрати повітря та кількості продуктів згорання.
В основі розрахунку витрати повітря покладені реакції горіння, які становлять для всіх горючих компонентів палива.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O;
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O;
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O;
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
Визначення витрати повітря та кількості продуктів згорання. В основі розрахунку витрати повітря покладені реакції горіння, які становлять для всіх горючих компонентів палива. [10].
Vд = αVтеор, (3.1)
де α –коефіцієнт витрат повітря
Якщо α <1 - горіння неповне; якщо α> 1 - паливо згорає в надлишку повітря.
Визначаємо витрату повітря і кількість продуктів згоряння при α = 1.
Розрахунок кількості необхідного O2 для спалювання палива:
93,2∙2 + 0,5∙3,5 + 0,6∙5 + 0,6∙6,5 = 195,05 (м3), (3.2)
Якщо спалювання відбувається в сухому повітрі, то частка O2 в ньому становить 21%, а все інше N2 - 79%.
Таким чином, кількість N2 в повітрі в 3,762 раза > O2. Тому витрата повітря буде дорівнювати:
195,05 + 3,762∙195,05 =928,8 (м3). (3.3)
За реакцією горіння аналогічно O2 визначаємо кількість продуктів CO2 і H2O які утворилися в процесі горіння. Так як α = 1, кількість O2 в продуктах згоряння дорівнює 0. Обсяг N2 визначається як сума вмісту азоту в паливі і в повітрі. Отримані результати занесені в табл. 3.1.
Таблиця 3.1