Практичне заняття № 2

Розрахунок кількості повітря, необхідного для спалювання твердого, рідкого та газоподібного палива

Теоретична частина

Горіння являє собою процес швидкого і повного окислювання горючої речовини, що відбувається при високій температурі та супроводжується виділенням тепла. У горінні беруть участь речовини, що окислюються (горючі), названі паливом, і окислювач – речовина, що містить кисень, здатний досить швидко вступати в реакцію з паливом. У топках котельних установок використовують тільки найпоширеніший у природі окислювач – атмосферне повітря, 21% за обсягом або 23,2% за масою якого складає кисень.

Якщо відомо елементарний склад робочої маси палива, можна теоретично визначити кількість повітря, необхідного для горіння палива.

Кількість повітря, необхідного для горіння, обчислюють у м³ при нормальних умовах (0 ⁰С и 769 мм.рт.ст.) для 1 кг твердого або рідкого палива та для 1 м³ газоподібного.

Основними для розрахунку потрібної кількості повітря є рівняння реакцій горіння горючих елементів, що входять до складу палива.

1. .

2. .

3. .

4. .

Користуючись стехіометричними рівняннями, знаходимо:

- кількість теоретично необхідного повітря для спалювання 1 кг твердого або рідкого палива, м³/ кг

; (7)

- кількість теоретично необхідного повітря для спалювання 1 м³ газоподібного палива, м³/ м³

. (8)

Реальний процес спалювання палива неповний, тому для більш повного горіння в топки котлів підводять більше повітря, ніж теоретично необхідно. Тому кількість фактично необхідного повітря для спалювання 1 кг або 1 м³ палива дорівнює, м³/ кг; м³/ м³

, (9)

де – об'єм надлишкового повітря, м³/ кг, м³/ м³.

, (10)

де α – коефіцієнт надлишку повітря (визначається в залежності від типу топки).

Практична частина

Приклад №1

Визначити кількість повітря, необхідного для спалення 1 кг донецького вугілля марки Г в топці з пневмомеханічним закидувачем та ланцюговими ґратами.

Рішення:

Згідно з додатком А визначаємо робочий склад палива

; ; ; .

Розрахунок теоретично необхідної кількості повітря для спалювання 1 кг вугілля проводиться за формулою (7)

м³/ кг.

За Додатком Д визначаємо коефіцієнт надлишку повітря в топці . За формулою (10) визначаємо кількість надлишкового повітря, що необхідно подати в топку для повноти горіння

м³/ кг.

Фактичну кількість повітря, необхідного для спалювання 1 кг вугілля, розраховуємо за формулою (9)

м³/ кг.

Приклад №2

Розрахувати, яку необхідно подати кількість повітря для спалення 1 м³ газу з газопроводу Гоголево – Полтава в камерній топці.

Рішення:

Згідно з додатком В визначаємо склад газу

; ; ; ; ; .

Розрахунок теоретично необхідної кількості повітря для спалювання 1 м³ газу проводиться за формулою (8)

м³/ м³.

За додатком Д визначаємо коефіцієнт надлишку повітря в топці . За формулою (10) визначаємо кількість надлишкового повітря, що необхідно подати в топку для повноти горіння

м³/ м³.

Фактичну кількість повітря, необхідного для спалювання 1 м³ газу розраховуємо за формулою (9)

м³/ м³.

Приклад №3

Визначити теоретичну кількість повітря, необхідного для спалення 10 кг малосірчаного мазуту 40.

Рішення:

Згідно з додатком Б визначаємо робочий склад палива

; ; ; .

Розрахунок теоретично необхідної кількості повітря для спалювання 1 кг мазуту проводиться за формулою (7)

м³/ кг.

А для спалювання 10 кг мазуту потрібно

м³.

Для самостійного опрацювання

Задача №1

Визначити кількість повітря, необхідного для спалення 100 кг донецького антрациту марки АС в топці з нерухомими ґратами та ручним закидуванням палива.

Задача №2

Визначити необхідну кількість повітря для спалення 1 кг багатосірчаного мазуту 100 в камерній топці.

Задача №3

Розрахувати, яку необхідно подати кількість повітря в камерну топку для спалення 5 м³ газу з газопроводу Хаджи Абар – Фергана.