Состав продуктов сгорания.
Условно считают, что продукты сгорания топлива (в м3/кг)
Vг = Vсг + Vвп
где Vсг и Vвп – объем сухих газов и водяных паров соответственно.
Объем сухих газов:
Vсг = VRO + VN2 + VO2
где RO2 = CO2 + SO2
При = 1 объем сухих газов минимальный, т.е. Vд = Vт.
Если > 1, то
Vсг = Vсгmin +(-1) Vт.
Vсгmin = 0,79 Vт + 0,0187Кр.
где 0,79 Vт – объем азота в теоретически необходимом количестве воздуха; Кр – объем трехатомных газов Кр = Ср + 0,375Spл.
Объем водяных паров при нормальных условиях ( = 0,805 кг/м3)
или
Объем продуктов сгорания газообразного топлива определяется по той же формуле, что и для твердого или жидкого. Vг = Vсг + Vвп При этом:
VRO2 = 0,01(CO2 + CO + H2S + CH4 + 2C2H4)
При = 1
VH2Omin = 0,01(Н2S +H2 + 2CH4 + 0,124dг +C2H4) + 0,0161Vг
где dг – влагосодержание газообразного топлива.
При > 1
VH2O = VH2Omin + 0,0161( - 1)VT
Объем сухих газов при > 1:
Vсг = Vсгmin + ( - 1)VT
Vсгmin = VRO2 + VN2min
VN2min = 0,79VT + N2/100
При атмосферном давлении с учетом температуры газов объем продуктов сгорания
Vгt = Vг (1+t/273)
Состав продуктов сгорания определяется с помощью газоанализаторов.
Энтальпия продуктов сгорания
Энтальпия (теплосодержание) продуктов сгорания топлива определяется суммированием теплосодержаний отдельных составляющих дымовых газов и зависит от вида топлива (твердое, жидкое или газообразное). Энтальпия имеет размерность кДж/кг или кДж/м3 и равна
I = ViCiti
Энтальпия теоретического объема газов (при = 1) при температуре tг:
Iг0 = (V0RO2CRO2 + V0H2C H2 + V0H20C H20)tг
Энтальпия продуктов сгорания при > 1 больше, чем Iг0 .
Iг = Iг0 +( - 1) IВ0 + IVH20 + IЗ
где IВ0 – энтальпия теоретически необходимого воздуха IВ0 = VВCВtВ в кДж/кг или кДж/м3.
IVH20 – энтальпия дополнительного объема водяных паров
IVH20 = 0,0161( - 1)V0H20CH20tг в кДж/кг или кДж/м3.
IЗ – энтальпия золы
кДж/кг
где ун – доля золы топлива, уносимая газами из топки; С – теплоемкости при постоянном давлении при температуре tг. Величина IVH20 мала, ей пренебрегают. Энтальпию золы учитывают только тогда, когда приведенная величина уноса золы унАр > 6.
Котлы. Основные понятия.
Котельным агрегатом (парогенератором) называется энергетическое оборудование для получения пара заданного давления и температуры в заданном количестве (р, МПа, t, 0С, D, т/ч). Если конечным продуктом является горячая вода, то это водогрейный котел.
Котлы бывают малой паро и тепло производительности, средней и большой. К первой группе относятся котлы 4,6 - 7,6 МВт, т.е до 10 т/ч; ко второй – 16 – 75 т/ч; к третьей – свыше 75 т/ч (58 МВт).
Совокупность котельного агрегата и вспомогательных устройств и механизмов, необходимых для производства пара или горячей воды, называют котельной установкой.. К числу важнейших элементов котлоагрегата относят:
- топка – устройство, в котором происходит преобразование связанной химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов сгорания;
- водяной экономайзер – служит для подогрева питательной воды до поступления ее в котел. Подогрев воды осуществляется горячими газами, покидающими котельный агрегат, что повышает экономичность котельной установки за счет использования теплоты горячих газов;
- воздухоподогреватель – предназначен для подогрева воздуха перед его поступлением в топку горячими газами, покидающими котел;
- поверхности элементов котлоагрегата, которые с одной стороны омываются горячими газами, а с другой стороны – паром, водой или воздухом, воспринимающими теплоту, передаваемую от газов через металлическую стенку, называются поверхностями нагрева, выражаются в м2.
К вспомогательному оборудованию котельной установки относят топливо подготовительное устройство, топливоподачу, системы золоудаления и золоулавливания при сжигании твердых топлив, устройства для подготовки питательной воды, питательную установку, дутьевые вентиляторы, дымососы или тяговую установку, приборы теплового контроля и автоматического управления установкой.