2.5. Теплотехнічний розрахунок кільцевої печі після встановлення технологічного обладнання

2.5.1. Розрахунок теплоти спалювання палива

Визначимо нижчу теплоту згоряння газового палива, яка визначається як сума теплових ефектів кожного компонента, що міститься в одному кубічному метрі палива:

2.5.2. Визначення витрати повітря необхідного для спалювання газового палива.

Запишемо стехіометричні рівняння окислення компонентів палива:

Для спалювання газового палива потрібно кисню:

В атмосферному повітрі міститься 79% N2 21% O2. Таким чином, азоту за обсягом в 79/21 = 3,762 рази більше, ніж кисню. Враховуючи це теоретично необхідна витрата атмосферного повітря можна з виразу:

Оскільки маса вологи, що міститься у вологому повітрі, буде займати об'єм, рівний: , то теоретичний необхідний і фактичний витрати вологого повітря для спалювання одиниці палива можуть бути визначені:

2.5.3. Визначення виходу і складу продуктів горіння

При спалюванні палива з коефіцієнтом витрати повітря n> 1, крім зазначених складових, в продуктах горіння присутній надлишковий кисень. З метою спрощення розрахунків об’єм замінюється на рівновеликий об’єм , тобто:

, де еквівалентну кількість продуктів згоряння.

Обсяг продуктів горіння вуглець і сірковмісних компонентів палива в , визначається формулою:

Обсяг продуктів горіння водомістких компонентів палива, супроводжується виділенням парів води:

Обсяг азоту надходить з повітря і палива визначається за формулою:

Обсяг надлишкового кисню визначається за формулою:

Обсяг продуктів повного горіння одиниці палива являє собою суму всіх чотирьох складових:

Обчислимо парціальні тиску всіх компонентів:

Щільність газової суміші визначається за правилом адитивності відповідно до складу продуктів горіння:

2.5.4. Визначення теоретичної та дійсної температур горіння

Фізична теплота, внесена вологим повітрям, витрачаються на окислення одиниці палива, визначається за формулою:

, де тепловміст повітря нагрітого до температури , що визначається за формулою:

,

де частка водяної пари містяться в вологого повітря:

Так як паливо частіше за все не підігрівають, то , тоді теплосодержание палива дорівнює нулю, тобто , виходячи з величини загальної теплоти продуктів горіння, віднесеною до їх обсягу , тоді:

Для визначення теоретичної температури необхідно знати зміст вільного повітря в продуктах горіння в,%:

Теоретична температура горіння для 2-ї групи палив, теплота згоряння у яких знаходиться в межах 8400-12500 визначається за формулою:

Перевірку отриманого значення теоретичної температури горіння палива можна провести по it диаграммам, судячи з якої отримали вірні результати.

Теоретична температура горіння перевершує максимальну температуру газів в металургійних печах на 10-30% .Тому дійсна температура може бути отримана як перемножити і пірометричного коефіцієнта :

Порівнявши дійсну температуру горіння з максимально температурою печі можна судити про пригодності даного палива для нагріву металу за даних умов без будь-яких додаткових заходів.