3. Материальный баланс процесса горения.

По заданному виду топлива по таблицам [2, 4] определяется элементарный состав топлива и другие его характеристики. При необходимости пересчета состава топлива с одной массы на другую используют коэффициенты из табл. 3.1.

Таблица 3.1

Заданная масса топлива	Искомая масса топлива
	рабочая	сухая	горючая
Рабочая	1
Сухая		1
Горючая			1

Объемы и энтальпии продуктов сгорания рассчитываются на 1 кг твердого и жидкого или на 1м³ газообразного топлива.

Теоретический объем сухого воздуха, м³/кг (м³/м³) при  = 1.

Для твердого и жидкого топлива

. (3.1)

Для газообразного топлива

. (3.2)

Теоретические объемы продуктов сгорания при  = 1:

а) для твердого и жидкого топлива объем водяных паров, м³/кг,

(3.3)

где  расход пара на паровое дутье или паровое распыливание мазута,  = 0,3 кг/кг для паровых форсунок и 0,03 кг/кг для паромеханических;

объем трехатомных газов, м³/кг,

(3.4)

объем азота, м³/кг,

(3.5)

б) при сжигании газообразного топлива объем водяных паров, м³\м³,

, (3.6)

объем трехатомных газов, м³/м³,

, (3.7)

объем азота

. (3.8)

Действительные объемы продуктов сгорания рассчитываются с учетом коэффициента избытка воздуха на выходе из топки и объемов присасываемого воздуха по газоходам котельного агрегата. Величина коэффициента избытка воздуха выбирается по табл. 2.1-2.6 в зависимости от вида сжигаемого топлива и конструкции топочного устройства, а величина присосов   по табл. 3.2.

Таблица 3.2

Присосы воздуха по газоходам котлоагрегата (при номинальной нагрузке)

Газоход		
1	2	3
Топочные камеры слоевых топок	Механические и полумеханические	0,10
Топочные камеры пылеугольных и газомазутных котлоагрегатов	Камерные с твердым шлакоудалением и металлической обшивкой	0,05
	То же при наличии обмуровки и обшивки	0,07
	То же без обшивки	0,10
Газоходы конвективных поверхностей нагрева	Первый котельный пучок, фестон, D > 50 т/ч	0
	Первый котельный пучок, D  50 т/ч	0,05
	Второй котельный пучок, D  50 т/ч	0,10
	Пароперегреватель	0,03
	Экономайзер котлоагрегатов: D > 50 т/ч на каждую ступень	0,02
	То же, D  50 т/ч: стальной	0,08
	чугунный с обшивкой	0,10
	чугунный без обшивки	0,20
	Воздухоподогреватели трубчатые: D > 50 т/ч на каждую ступень	0,03
	D  50 т/ч на каждую ступень	0,06
	Воздухоподогреватели регенеративные: D > 50 т/ч	0,20
	D  50 т/ч	0,25
Золоуловители	Электрофильтры для котлоагрегатов: D > 50 т/ч	0,10
	D  50 т/ч	0,15
	Циклоны и батарейные скрубберы	0,05
Газоходы за котлоагрегатом	Кирпичные борова (на 10 м длины)	0,05
	Стальные борова (на 10 м длины)	0,01

Результаты расчета действительных объемов продуктов сгорания сводятся в табл. 3.3.

Доля золы топлива, уносимой газами а_ун при слоевом сжигании принимается по табл. 2.1, 2.2, 2.3, 2.5. 2.6.

Масса дымовых газов при сжигании твердого и жидкого топлива, кг/кг

; (3.9)

при сжигании газообразного, кг/м³

. (3.10)

где – плотность сухого газообразного топлива, кг/м³;

 10 г/м³ – влагосодержание газообразного топлива.

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха, МДж/кг, (МДж/м³)

. (3.11)

Энтальпия дымовых газов, (кДж/м³)

, (3.12)

где - энтальпия теоретического объема продуктов сгорания ( = 1) и средней температуре газов в газоходе

. (3.13)

Энтальпия золы учитывается, если

% кг / МДж, (3.14)

Таблица 3.3

Газоход

=

=

=

=

=

Рассчитываемая величина



Топка и т.д.

Примечание. Величины табл. 3.3 рассчитываются для топки по , для последующих газоходов – по .

тогда

, МДж/кг. (3.15)

Расчет значений энтальпии рекомендуется представлять в виде табл. 3.4 с интервалом 100 ^оС. В таблице должны быть представлены все газоходы котлоагрегата. Рекомендуемый диапазон температур по отдельным газоходам (для парогенераторов серий ДКВР, ДЕ, КЕ): топка, фестон – 2000…900 ^оС, пароперегреватель – 1100…800 ^оС, конвективные пучки – 800…300 оС, экономайзер – 400…100 ^оС.

Таблица 3.4

Энтальпия продуктов сгорания по газоходам

Температура , оС
				I	 I	I	 I	I	 I	I	 I
100
200
-
-
-
1800
1900
2000

Значения энтальпий воздуха, продуктов сгорания и золовых частиц берутся из табл. 3.5. Для упрощения расчетов по I   таблице строится I   диаграмма.

Таблица 3.5

Энтальпия 1 м³ воздуха и газообразных продуктов сгорания (кДж/м³) и 1 кг золы (кДж/кг)

, оС
100	170,5	130,2	132,3	151,2	132,7	81,1
200	358,7	260,8	268,0	305,3	267.1	169,7
300	560,7	393,1	408,2	464,1	404,0	264,6
400	774,5	528,4	552,7	628,3	543,5	361,2
500	999,6	666,1	701,4	797,2	686,3	459,9
600	1226,4	806,4	852,6	970,2	832,4	562,0
700	1465,8	949,2	1008,0	1150,8	982,8	664,4
800	1709,4	1096,2	1163,4	1339,8	1134,0	769,4
900	1957,2	1247,4	1323,0	1528,8	1285,2	877,8
1000	2209,2	1398,6	1482,6	1730,4	1440,6	987,0
1100	2465,4	1549,8	1642,2	1932,0	1600,2	1100,4
1200	2725,8	1701,0	1806,0	2137,8	1759,8	1209,6
1300	2986,2	1856,4	1969,8	2352,0	1919,4	1365,0
1400	3250,8	2016,0	2133,6	2566,2	2083,2	1587,6
1500	3515,4	2171,4	2301,6	2788,8	2247,0	1764,0
1600	3780,0	2331,0	2469,6	3011,4	2410,8	1881,6
1700	4048,8	2490,6	2637,6	3238,2	2574,6	2070,6
1800	4317,6	2650,2	2805,6	3469,2	2738,4	2192,4
1900	4586,4	2814,0	2977,8	3700,2	2906,4	2394,0
2000	4859,4	2973,6	3150,0	3939,6	3074,4	2520,0
2100	5132,4	3137,4	3318,0	4174,8	3242,4	
2200	5405,4	3301,2	3494,4	4414,4	3410,4	