1 Расчёт горения топлива
Нам необходимо пересчитать состав сухого газа на влажный. Для этого нужно определить содержание водяного пара в газах
Объем
Н2О
в 100м3
смеси газов.
Н2О=
,(%)
где W- влажность газа г\м2:
Для коксового газа
Н2О=
Для природного
газа Н2О=
Коэффициент перерасчета на влажный газ:
К=1-Н2О/100
Для коксового газа К= 1-4,74/100=0,952
Для природного газа К= 1-3,59/100=0,964
Состав влажного газа:
Xiвл=K·Xic
где Xiвл, Xic - объемные доли компонента соответственно во влажных и сухих газах.
Коксовый газ:
СО2вл=0,952·2,1=2%;
CO
= 0,952
6,8=6,47%;
CH4вл=0,952·22,3=21,23%;
N2вл=0,952·7,7=7,33%
Н2О=4,74%
Итого: 99,94%
Природный газ:
СО2вл=0,964·0,1= 0,096%;
CH4вл=0,964·81,8= 78,855%;
N2вл=0,964·2,8= 2,699%
Н2О=3,59%
Итого: 99,99%
Определение соотношения природного и доменного газов.
QHp=127CO+108H2+358CH4+590CmHn+560C2H2+636C2H6+913C3H8+
+1185C4H10+1465C5H12+234H2S [кДж/м3]
QHp=QHp(дом)∙Х+ QHp(прир)(1-Х)
Определим теплоту сгорания природного газа
Определим теплоту сгорания коксового газа
Из уравнения 1.5 выразим х и вычислим:
Из вычислений видно, что доля коксового газа Хк.г=80,9%, следовательно, доля природного газа Хп.г=19,1%
Состав смешанного газа:
СО2(см)=0,809*2+0,096*0,191= 1,63 %
CO(cм)=6,47*0,809= 5,23 %
H2(см)=54,26*0,809= 43,9 %
СH4(см)=21,23*0,809+0,191*78,85= 32,235 %
N2(cм)=7,33*0,809+2,699*0,191= 6,44 %
H2O(см)=3,59*0,191+4,74*0,809= 4,52 %
СO2(см)+СH4(см)+ С2H4(см)+ N2(cм)+ CO(cм)+ H2(см)+О2(см)+H2O(см)= 99,92 % ≈100 %
При расчете смешанного газа объем сохранился приблизительно равным 100 %, следовательно, доли доменного и природных газов рассчитаны верно.
Вещества |
Природный газ, % |
Коксовый газ, % |
Смешанный газ, % |
СO2 |
0,096 |
2 |
1,63 |
CO |
- |
6,47 |
5,23 |
H2 |
- |
54,26 |
43,9 |
СH4 |
78,855 |
21,23 |
32,235 |
|
14,75 |
3,14 |
5,357 |
|
- |
0,76 |
0,615 |
N2 |
2,699 |
7,33 |
6,44 |
H2O |
3,59 |
4,74 |
4,52 |
Итого: |
99,99 |
99,94 |
99,92 |
Состав влажных газов
Теплота сгорания:
Qнр=0,127·CО + 0,108·Н2+0,358·СН4 + 0,636·С2Н6, МДж\м3
Qнр=0,127·5,23+0,108·43,9+0,358·32,235=16,94 (МДж\м3)
Расход кислорода на горение смешанного газа:
Vo2=0,01·[0,5(СО+Н2)+∑(m+0,25n)СmНn - O2] , [м3/м3]
Vo2=0,01·[0,5·(5,23+43,9)+(2·32,23+5,35·3)- 0,615]= 1,04 м3/м3
Действительный расход воздуха:
Vв=(1+k)· Vo2, [м3/м3]
k - отношение объемных содержаний N2 и O2 в дутье
Vв =(1+3,762) ·1,04=4,95 [м3/м3]
Определим количество продуктов сгорания:
Vco2=0.01(CО2+СО+∑m·CmНn), [м3/м3]
Vco2=0.01(5,23+1,63+1·32,23+2·5,35)= 0,498 [м3/м3]
VH2o=0,01(Н2О+Н2+0,5∑n·CmНn), [м3/м3],
VH2o=0,01(4,52+43,9+0,5·4·32,23+0,5·4·5,35) =1,235 [м3/м3].
VN2= 0,01·N2+ α·k·Vo2, [м3/м3].
VN2=0.01·6,44+1.1·3.76·1,04= 4,364[м3/м3].
Vo2′= (α-1) ·Vo2, [м3/м3].
Vo2′= (1,1-1) ·1,04=0,104 [м3/м3].
Общий объем продуктов сгорания:
Vд=∑Vi=Vco2+VH2o+VN2+Vo2′ [м3/м3].
Vд=0,498+1,235+4,364+0,104 =6,2 [м3/м3]
Вычислим состав продуктов сгорания:
Xi=100·Vi/Vд , %
СО2 = 100·0,498/6,2=8,03%
Н2О=100·1,235/6,2=19,9%
N2=100·4,364/6,2=70,387%
О2=100·0,104 /6,2=1,67%
Состав продуктов сгорания
СО2 % |
Н2О % |
N2 % |
О2 % |
Сумма % |
8,03 |
19,9 |
70,387 |
1,67 |
99,987 |
Определение плотности газов:
