3 Расчёт процесса горения топлива.

3.1 Расчёт расхода воздуха, стехиометрические уравнения, теоретически необходимое для сгорания количества воздуха.

В изолированных, как и совместных параллельных и последовательных реакциях, исходные вещества вступают в химические соединения и образуют новые продукты в определённых, так называемых – стехиометрических соотношениях (закон кратных отношений Дальтона).

Согласно этому закону горючие составляющие топлива вступают в химическое реагирование с О в определённом количественном соотношении. Расход О и количество образующихся продуктов сгорания определяются из стехиометрических уравнений горения, записанных для одного моля каждого горючего, составляющего. Относя эти уравнения к 1 кг горючего и выразив газообразные вещества в объёмных единицах их массовых количеств на значения плотностей получим количество О и выход продуктов сгорания на 1 кг каждой составля - ющей горючей массы в м при давлении 0,101325 МПа (760 мм рт.ст) и 0 С.

Для углерода: С + О =СО ,

12,01 кг С + 32 кг О = 44,01 кг СО (а)

1 кг С + 1,866 м О = 1,866 м СО

Для серы: S + О = SО

32,06 кг S + 32 кг О = 64,06 кг SO (б)

1 кг S + 0.7 м О = 0,7 м SO

Для водорода: 2Н + О =2Н О

4,032 кг Н + 32 кг О = 36,032 кг Н О (в)

1 кг Н + 5,55 м О = 11,1 м Н О

Суммируя затраты О на сжигание горючих элементов, содержащихся в 1 кг топлива, и вычитая количество О топлива, получим - теоретически необходимое количество О для сжигания 1 кг твёрдого или жидкого топлива. V ,

V =1.866 (1)

где: С , S , Н , О - массовое содержание в топливе, %

- плотность О ,

В воздухе содержится О примерно 21% по объёму, поэтому – теоретически необходи -мое количество воздуха для горения V , м /кг, т.е. количество воздуха которое необходимо для полного сжигания 1 кг топлива при условии, что весь содержащийся в нём О прореаги -рует, составляет:

V = 0.0889 (C + 0.375 S ) + 0.265 H - 0.0333 O (2)

или в кг/кг: L =0.115 (C +0.375 S ) + 0.342 H - 0.04310 O (3)

В процессе горения по мере расходования топлива и О и уменьшения их действующих концентраций выгорание всё более замедляется. В камерах сгорания парогенераторов условия реагирования также из-за недостаточно совершенного перемешивания вступающих в процессе горения больших масс топлива и воздуха. Поэтому воздух для горения подают больше его теоретически необходимого количества.

Отношение количества воздуха, действительно поступившего в топку V к теоретически необходимому количеству называют – коэффициентом избытка воздуха:

= (4)

Для вновь проектируемых парогенераторов величину выбирают в зависимости от вида сжигаемого топлива, метода сжигания и конструкции топки. Для пылеугольных топок по условиям достижения большого значения к.п.д. и интенсификации процесса горения оптималь -ными являются = 1,2 1,25 при этом нижний предел относится к бурым и каменным углям, а верхний – к тощим углям и антрацитам. При размоле бурых и каменных углей в молотковых мельницах рекомендуется выбрать верхний предел, т.е. = 1,25. При жидком шлакоудалении из-за повышения температурного уровня и уменьшения присосов , может быть снижен для однокамерных топок до 1,2; двухкамерных и циклонных топок – до 1,1. При сжигании природ - ных газов и мазута в агрегатах, снабжённых автоматикой горения и регуляторами давления в газопроводе может быть снижен до 1.05.