Объем воздуха. Объем и масса продуктов сгорания

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

§ 1.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА

Теплота сгорания топлива. Теплотой сгорания топлива назы­вают количество теплоты в кДж, выделяемой при полном сгора­нии 1 кг твердого (жидкого) или 1 м³ газообразного топлива.

Для твердого и жидкого топлива различают теплоту сгорания высшую Q_в (кДж/кг) и низшую Q_н (кДж/кг).

Величины высшей и низшей теплоты сгорания рабочей, горю­чей и сухой массы твердого (жидкого) топлива связаны выраже­ниями:

Q =Q +225Н^р+25W^p;                                                                                   (1.9 )

Q =Q +225Н^г;                                                                                                     (1.10)

Q =Q +225Н^с.                                                                                                (1.11)

Тепловые расчеты котлов выполняют, пользуясь низшей теп­лотой сгорания рабочей массы топлива:

низшая теплота сгорания (кДж/кг) рабочей массы твердого и жидкого топлива

Q =338C^p+1025H^p-108,5(O^p-S )-25W^p,                                                       (1.12)

где С^р, Н^р, О^р, S , W^p — содержание элементов в рабочей массе топлива, %;

низшая теплота сгорания (кДж/м³) газообразного топлива

Q =108H₂ + 126CO + 234H₂S + 358CH₄ + 591C₂H₄ + 638C₂H₆+860С₃Н₆ + 913С₃Н₈ +
+ 1135С₄Н₈+1187С₄Н₁₀+1461С₅Н₁₂+ 1403C₆H₆,                                                        (1.13)

где Н₂, СО, H₂S, СН₄, С₂Н₄ и т. д. — объемное содержание газов, входящих в состав газообразного топлива, %.

При пересчете низшей теплоты сгорания пользуются следу­ющими формулами:

с горючей массы на рабочую и обратно

                                                                  (1.14)

                                                                              (1.15)

с сухой массы на рабочую и обратно

                                                                                   (1.16)

                                                                                    (1.17)

для горючих сланцев — с горючей массы на рабочую и об­ратно

                                (1.18)

                                                                  (1.19)

при изменении влажности

                                                              (1.20)

Для смеси двух твердых, жидких или газообразных топлив низшая теплота сгорания определяется по формуле

,                                                                      (1.21)

где b₁ — массовая доля одного из топлив в смеси;  — низшая теплота сгорания первого вида топлива в смеси, кДж/кг (кДж/м³); — низшая теплота сгорания второго вида топлива, кДж/кг (кДж/м³).

Для сравнения тепловой ценности различных видов топлива пользуются понятием условного топлива. Условным топливом называют такое топливо, теплота сгорания которого равна 29 300 кДж/кг.

Пересчет расхода натурального топлива на условное осущест­вляется по формуле

В_у=ВЭ,                                                                                                                   (1.22)

где В_у и В — соответственно расход условного и натурального топлива, кг, кг/с; Э — тепловой эквивалент топлива, определя­емый по формуле

Э= /29 300.                                                                                                              (1.23)

Зольность, влажность и сернистость топлива.При рассмотре­нии условий работы котлов на различных видах топлива пользу­ются приведенными величинами зольности А_пр влажности W_np и сернистости S_пр, топлива:

приведенная зольность топлива, кг·%/МДж,

А_пр=А^р/ ;                                                                                                            (1.24)

приведенная влажность топлива, кг·%/МДж,

W_пр=W^р/ ;                                                                                                      (1.25)

приведенная сернистость топлива, кг·%/МДж,

S_пр= / ;                                                                                                        (1.26)

Задача 1.9. Определить низшую и высшую теплоту сгорания рабочей массы челябинского угля марки БЗ состава: С^р=37,3%; Н^р=2,8%; =l,0%; N^p=0,9%; О^р=10,5%; А^р=29,5% и W^p=18,0%.

Ответ: =13997 кДж/кг; =15077 кДж/кг.

Задача 1.10. Определить низшую и высшую теплоту сгорания рабочей массы кузнецкого угля марки Д, если состав его горючей массы: C^г=78,5%; Н^г=5,6%;с S =0,4%; N^г=2,5%; О^г=13,0%. Зольность сухой массы А^с=15,0% и влажность рабочая W^р=12,0%.

Решение: Пользуясь коэффициентами пересчета (табл. 1.1), определяем зольность рабочей массы топлива

и состав рабочей массы:

Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, по фор­муле (1.12),

Q  = 338C^p+1025H^p-108,5(O^p-S )-25W^p=338·58,7+1025·4,2-108,5(9,7-0,3)-25·12=
=22 825 кДж/кг.

Высшая теплота сгорания, по формуле (1.9),

Q =Q +225Н^р+25W^p=22825+225·4,2+25·12,0=24 070 кДж/кг.

Задача 1.11.Определить низшую теплоту сгорания рабочей и сухой массы донецкого угля марки Г, если известны его низшая теплота сгорания горючей массы Q =33170 кДж/кг, зольность сухой массы А^с=25,0% и влажность рабочая W^p= 8,0%.

Ответ: Q =22024 кДж/кг; Q =24157 кДж/кг.

Задача 1.12.Определить низшую теплоту сгорания горючей и сухой массы кузнецкого угля марки Т, если известны его низшая теплота сгорания рабочей массы Q =26180 кДж/кг, зо­льность сухой массы А^c= 18,0% и влажность рабочая W^p = 6,5%.

Ответ:  Q =34345 кДж/кг; Q =28174 кДж/кг.

Задача 1.13.Определить высшую теплоту сгорания горючей и сухой массы кизеловского угля марки Г, если известны следу­ющие величины: Q =l9680 кДж/кг; Н^р=3,6%; A^р=31,0%; W^p=6,0%.

Ответ: Q =21 961 кДж/кг; Q =32635кДж/кг.

Задача 1.14.Определить низшую и высшую теплоту сгорания рабочей массы ленинградских сланцев, если известны следующие величины: Q =36848 кДж/кг; Н^р=2,7%; A^р=46,0%; W^p=11,5% и (СО₂) =16,4%.

Ответ: Q = 9337 кДж/кг; Q =10 232 кДж/кг.

Задача 1.15.Определить низшую и высшую теплоту сгорания горючей массы высокосернистого мазута, если известны следующие величины: Q =38772 кДж/кг; Н^р=10,4%; А^р=0,1% W^p=3,0%.

Решение: Содержание водорода в горючей массе определяем, пользуясь коэффициентом пересчета (табл. 1.1):

Низшая теплота сгорания горючей массы топлива, по формуле (1.15),

 кДж/кг.

Высшая теплота сгорания, по формуле (1.10),

Q =Q +225Н^г=40090+225·10,7= 42497 кДж/кг.

Задача 1.16.Определить низшую теплоту сгорания сухо природного газа Саратовского месторождения состава: СО₂=0,8%; СН₄=84,5%; С₂Н₆=3,8%; С₃Н₈=1,9%; С₄Н₁₀=0,9%; С₅Н₁₂=0,3%; N₂=7,8%.

Ответ: Q =35799 кДж/м³.

Задача 1.17. Определить низшую теплоту сгорания рабочей массы челябинского угля марки БЗ состава: С^р=37,3%; Н^р=2,8%; S =1,O%; N^p=0,9%; О^р=10,5%; A^р=29,5%; W^p=18%, — при увеличении его влажности до W^p=20%.

Ответ: Q =13542 кДж/кг.

Задача 1.18. В топке котла сжигается смесь, состоящая из 3·10³ кг кузнецкого угля марки Д и 7·10³ кг кузнецкого угля марки Т. Определить низшую теплоту сгорания смеси, если известно, что низшая теплота сгорания угля марки Д составляет Q =22825 кДж/кг, а угля марки Т — Q =26180 кДж/кг. .

Ответ: Q =25174 кДж/кг.

Задача 1.19. Определить высшую теплоту сгорания рабочей массы, приведенную влажность, приведенную зольность, приве­денную сернистость и тепловой эквивалент подмосковного угля марки Б2 состава: С^р=28,7%; Н^р=2,2%; S =2,7%; N^p=0,6%; О^p=8,6%; A^p=25,2%; W^p=32%.

Решение: Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, по формуле (1.12),

Q =338C^p+1025Н^р-108,5 (O^p-S )-25W^p=338·28,7+1025·2,2-108,5(8,6-2,7)-25·32=
=10516 кДж/кг.

Высшая теплота сгорания рабочей массы топлива, по фор­муле (1.9),

Q =Q +225H^p+25W^p=10516 + 225·2,2+25·32=11811 кДж/кг.

Приведенная влажность топлива, по формуле (1.25),

W_np=W^p/Q = 32/10,516 = 3,04 кг· %/МДж.

Приведенная зольность топлива, по формуле (1.24),

A_пр=A^р/Q =25,2/10,516 = 2,39 кг·%/МДж.

Приведенная сернистость топлива, по формуле (1.26),

S_np=S^p/Q =2,7/10,516 = 0,257 кг·%/МДж.

Тепловой эквивалент топлива, по формуле (1.23),

Э=Q /29300=10516/29300=0,36.

Задача 1.20.Определить высшую теплоту сгорания рабочей массы, приведенную влажность, приведенную зольность, приве­денную сернистость и тепловой эквивалент донецкого угля марки А, если известны следующие величины: Q =22625 кДж/кг; Н^р=1,2%; S =l,7%; А^р=22,9%; W^p=8,5%.

Ответ: Q =23107,5 кДж/кг; W_np=0,375 кг·%/МДж; A_np=1,01 кг·%/МДж;
S_np=0,075 кг·%/МДж; Э = 0,77.

Задача 1.21.Определить приведенную влажность, приведен­ную зольность и приведенную сернистость донецкого угля марки Т состава: С^p=62,7%; Н^р=3,1%; S =2,8%; N^p=0,9%; O^p=l,7%; A^р=23,8%; W^p=5%.

Ответ: W_np=0,203 кг·%/МДж; A_np=0,966 кг·%/МДж; S_np=0,114 кг·%/МДж.

Задача 1.22.Определить приведенную влажность, приведенную зольность и тепловой эквивалент челябинского угля марки БЗ, если известен, состав его горючей массы: С^г=71,1%; H^г=5,3%; S =l,9%; N^г=l,7%; О^г=20,0%; зольность сухой мас­сы А^с=36% и влажность рабочая W^р=18%.

Ответ: W_nр=1,286 кг·%/МДж; А^р=2,107 кг·%/МДж; Э=0,48.

Задача 1.23.На складе котельной имеется 60·10³ кг ангренского угля марки Б2, состав которого по горючей массе: C^г=76,0%; H^г=3,8%; S =2,5%; N^г=0,4%; О^г=17,3%; зольность сухой массы А^с=20,0% и влажность рабочая W^р=34,5%. Опреде­лить запас угля на складе в кг условного топлива.

Ответ: В_у=28315 кг.

Задача 1.24.Для котельной, в которой установлены котлы с различными топками, подвезено 50·10³ кг донецкого угля мар­ки Т состава: С^р= 62,7%; Н^р=3,1%; S =2,8%; N^p=0,9%; O^p=1,7%; А^р=23,8%; W^р=5,0%, и 60·10³ кг донецкого угля марки А состава: С^р=63,8%; Н^р=1,2%; S =l,7%; N^p=0,6%; O^p=l,3%; А^р=22,9%; W^p=8,5%. Определить время работы топок, если известно, что топки, работающие на угле марки Т, расходуют 2·10³ кг/ч условного топлива, а топки, работающие на угле марки А, — 2,3·10³ кг/ч условного топлива.

Решение: Низшая теплота сгорания рабочей массы донец­кого угля марки Т, по формуле (1.12),

Q =338C^p+1025H^p-108,5(O^p-S )-25W^p=338·62,7+1025·3,1-108,5(1,7-2,8)-25·5,0=
=24365 кДж/кг.

Масса условного топлива, соответствующая 50·10³ кг донец­кого угля марки Т, по формуле (1.22);

B_y1=B₁Э=В₁Q /29300=50·10³-24365/29300=41,6·10³ кг.

Определяем время работы топок на донецком угле марки Т: τ₁=В_у1/(2·10³)=41,6103/(2·10³) =20,8 ч.

Низшая теплота сгорания рабочей массы донецкого угля мар­ки А, по формуле (1.12),

Q =338С^р+1025Н^р-108,5(O^p-S )-25W^p=338·63,8+1025·1,2-108,5(1,3-1,7)-25·8,5=
=22625 кДж/кг.

Масса условного топлива, соответствующая 60·10³ кг донец­кого угля марки А, по формуле (1.22),

B_y2=B₂Q /29300=60·10³-22625/29300=46,3·10³ кг.

Находим время работы топок на донецком угле марки А:

τ₂=B_у2/(2,3·10³)=46,3·10³/(2,3·10³)=20,1 ч.

Задача 1.25. Две котельные установки одинаковой произво­дительности работают на различных видах топлива. Первая из них сжигает 10·10³ кг/ч кузнецкого угля марки Т состава: С^р=68,6%; Н^р=3,1%; S =0,4%; N^p=l,5%; О^р=3,1%; A^р=16,8%; W^p=6,5%. Вторая расходует 6·10³ кг/ч кузнецкого угля марки Д состава: C^p=58,7%; Н^р=4,2%; S =0,3%; N^p=l,9%; О^р=9,7%; A^p=13,2%; W^p=12,0%. Определить, какому количест­ву условного топлива эквивалентен часовой расход топлива в установках.

Ответ: B_y1=9000 кг/ч; В_у2=4674 кг/ч.

Задача 1.26. В котельной за 10 ч сжигается 10⁶ кг донецкого угля марки Г состава: С^p=55,2%; Н^р=3,8%; S =3,2%; N^p=1,0%; О^р=5,8%; А^р=23,0%; W^p=8,0%. Определить часовую потребность котельной в условном топливе.

Ответ: В_у=15170 кг/ч.

Объем воздуха, объем и масса продуктов сгорания определя­ются на 1 кг твердого, жидкого или на 1 м³ сухого газообраз­ного топлива при нормальных условиях.

Объем воздуха, необходимый для сгорания топлива. Теорети­ческий (при коэффициенте избытка воздуха в топке α_т=1) объем сухого воздуха (м³/кг), необходимый для полного сгорания 1 кг твердого или жидкого топлива, определяется по формуле

V⁰=0,089C^p+0,226H^p+0,033(S -O^p).                                                              (1.27)

Теоретический объем воздуха (м³/м³), необходимый для пол­ного сгорания 1 м³ сухого газообразного топлива, определяется по формуле

V⁰=0,0478[0,5(CO+H₂)+1,5H₂S+2CH₄+Σ(m+n/4)C_mH_n-O₂].                          (1.28)

В формуле (1.27) содержание элементов топлива выражается в процентах на 1 кг массы топлива, а в (1.28) содержание горю­чих газов СО, Н₂, H₂S, СН₄ и т. д. — в процентах по объему.

Для сгорания смеси двух твердых, жидких или газообразных топлив теоретический объем сухого воздуха определяется по формуле

V =b₁V +(1-b₁) V ,                                                                                       (1.29)

где b₁ — массовая доля одного из топлив в смеси.

Действительный объем воздуха (м³/кг, м³/м³), поступивший в топку, определяется по формуле

V_д=α_тV⁰,                                                                                                                 (1.30)

где α_т— коэффициент избытка воздуха в топке.

Состав и объем продуктов сгорания топлива.При полном сгорании топлива продукты сгорания содержат газы: СО₂, SO; N₂, О₂ и пары воды Н₂О, т. е.

CO₂+SO₂+N₂+O₂+H₂O=100%.

Полный объем продуктов сгорания V_г(м³/кг) представляет собой сумму объемов сухих газов V_cг и водяных паров V_HгO:

V_г=V_сг+V_HгO,                                                                                                        (0.31)

при этом

V_сг=V_ROг+V_Nг+V_Oг

где V_ROг=V_COг+V_SOг — объем трехатомных газов, м³/кг; V_Nг+V_Oг — объем двухатомных газов, м³/кг.

Для твердых (кроме сланцев) и жидких топлив теоретические объемы (м³/кг) продуктов полного сгорания приα_т=1 определяются по формулам:

объем двухатомных газов

;                                                                                    (1.32)

объем трехатомных газов

V_ROг=0,0187(C^P+0,375S );                                                                              (1.33)

объем сухих газов

V =V_ROг+ =0,0187(C^P+0,375S ) (1.34)

объем водяных паров

V =0,0124(9H^p+W^p)+0,0161V⁰;                                                                   (1.35)

полный объем продуктов сгорания

V =V +V =0,0187(C^P+0,375S ) +0,0124(9H^p+W^p)+0,0161V⁰.

(1.36)

Для сланцев объем трехатомных газов определяется по формуле

V =V +[0,509(СО₂) /100] K=0,0187 (C^p+0,375S )+[0,509(CO₂) /l00]К, (1.37)

где K — коэффициент разложения карбонатов: при слоевом сжи­гании К=0,7, при камерном — 1,0.

Для газообразного топлива теоретические объемы продуктов сгорания (м³/м³) при α_т=1 определяются по формулам:

объем двухатомных газов

;                                                                                       (1.38)

объем трехатомных газов

V = 0,01[CO₂+CO+H₂S+ΣmC_mH_n];                                                            (1.39)

объем сухих газов

V =V +V ;                                                                                                (1.40)

объем водяных паров

V =0,01[H₂S+H₂+Σ(n/2)С_mН_n+0,124d_г]+0,0161V⁰,                                    (1.41)

где d_г — влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м³ сухого газа, г/м³;

полный объем продуктов сгорания

V =V +V .                                                                                                      (1.42)

Для твердых (кроме сланцев), жидких и газообразных топлив объемы продуктов полного сгорания (м³/кг) при α_т >1 определя­ются по формулам:

объем сухих газов

V_сг=V +(α_т-1)V⁰=V +V +(α_т-1)V⁰;                                                           (1.43)

объем водяных паров

V =V +0,0161(α_т-1)V⁰;                                                                                (1.44)

полный объем продуктов сгорания определяется по формуле (1.31).

Для сланцев полный объем продуктов сгорания (м³/кг) при α_т >1:

V_гк=V +V +V =V +V +0,0124(9H^p+W^p)+0,0161α_тV⁰.               (1.45)

Содержание (%) СО₂, SO₂ и RO₂ в сухих газах при полном сгорании топлива определяется по формулам:

CO₂=(V /V_cг)100;                                                                                               (1.46)

SО₂=( V /V_cг)100;                                                                                          (1.47)

RО₂=(V /V_cг)100.                                                                                          (1.48)

Максимальное содержание (%) трехатомных газов RO  в сухих газах при полном сгорании топлива

RO =21/(l+β),                                                                                               (1.49)

где β — характеристика топлива:

для твердого и жидкого

β =2,35(H^p-0,126O^p+0,04N^p)/(C^p+0,375S );                                                       (1.50)

для газообразного

(1.51)

Содержание (%) азота N₂ и кислорода О₂ в сухих газах при полном сгорании топлива

N₂=100-RO₂-O₂;                                                                                               (1.52)

O₂=21-βRO₂-RO₂.                                                                                            (1.53)

Масса продуктов сгорания:

для твердого (кроме сланцев) и жидкого топлива (кг/кг)

М_г=1-0,01А^р+1,306α_тV⁰;                                                                                   (l.54)

для газообразного топлива (кг/м³)

Мг= +0,001d_гт+1,306α_тV⁰,                                                                         (1.55)

где  — плотность сухого газа, кг/м³; d_гт — содержание влаги в топливе, кг/м³;

для сланцев (кг/кг)

M_гк=1-0,01А +1,306α_тV⁰+0,01(СО₂) К,                                                       (1.56)

где А  — расчетное содержание золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов, %; К — коэффициент разложения кар­бонатов: при слоевом сжигании К=0,7, при камерном — 1,0.

Расчетное содержание (%) золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов

А =А^р+(1-К)(СО₂) .                                                                                      (1.57)

Для твердых топлив концентрация золы в продуктах сгорания определяется по формуле

μ_зл=А^ра_ун/(100М_г),                                                                                                  (1.58)

где а_ун — доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания.

Коэффициент избытка воздуха в топке. При полном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха в топке определяется по формуле

,                                                                                         (1.59)

где О₂ и N₂ — содержание кислорода и азота в газах, %.

Задача 1.27.Определить объем продуктов полного сгорания на выходе из топки, а также теоретический и действительный объемы воздуха, необходимые для сгорания 1 м³ природного газа Ставропольского месторождения состава: СО₂=0,2%; СН₄=98,2%; С₂Н₆=0,4%; С₃Н₈=0,1%; С₄Н₁₀=0,1%; N₂=l,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,2.

Решение: Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 м³ топлива, определяем по формуле (1.28)

V⁰=0,0478[0,5CO+0,5H₂+1,5H₂S+2CH₄+Σ(m+n/4)C_mH_n-O₂]=
=0,0478(2·98,2+3,5·0,4+5·0,1+6,5·0,1)=9,51 м³/м³.

Действительный объем воздуха по формуле (1.30)

V_д=α_тV⁰=1,2·9,51=11,41м³/м³.

Объем сухих газов при α_т=1,2, по формуле (1.43),

V_сг=V +(α_т-1)V⁰=V +V +(α_т-1)V⁰=
=0,01(0,2+98,2+2·0,4+3·0,1+4·0,1)+0,79·9,51+1,0/100+(1,2-1)9,51=10,42 м³/м³.

Объем водяных паров при α_т=1,2, по формуле (1.44),

V =0,01(H₂S+H₂+2CH₄+3C₂H₆+4C₃H₈+5С₄Н₁₀+0,124d_г)+0,0161α_тV⁰=
=0,01(2·98,2+3·0,4+4·0,1+5·0,1)+0,0161·1,2·9,51=2,17 м³/м³.

Объем продуктов полного сгорания, по формуле (1.31),

V_г=V_сг+V =10,42+2,17=12,59 м³/м³.

Задача 1.28.Определить на выходе из топки объем продуктов полного сгорания
1 кг карагандинского угля марки К ее става: С^р=54,7%; Н^р=3,3%; S =0,8%; N^p=0,8%; O^p=4,8%, А^р=27,6%; W^p=8,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Решение: Теоретический объем воздуха, необходимый дл полного сгорания 1 кг топлива, определяем по формуле (1.27):

V₀=0,089C^p+0,266Н^р+0,033(S -О^р)=0,089·54,7+0,266·3,3+0,033(0,8-4,8)=5,61 м³/кг.

Объем сухих газов при α_т=1,3, по формуле (1.43),

V_сг=V +V +(α_т-1)V⁰=0,0187(C^p+0,375S )+0,79V⁰+0,8N^p/100+(α_т-l)V⁰=
=0,0187(54,7+0,375·0,8)+0,79·5,61+0,8·0,8/100+(1,3-1)·5,61=7,15 м³/кг.

Объем водяных паров при α_т=1,3, по формуле (1.44),

V =V +0,0161(α_т-1)V⁰=0,0124(9H^p+W^р)+0,0161α_тV⁰=
=0,0124(9·3,3+8)+0,0161·1,3·5,61=0,58 м³/кг.

Объем продуктов полного сгорания, по формуле (1.31),

V_г=V_cг+V =7,15+0,58=7,73 м³/кг.

Задача 1.29.Определить теоретический и действительный объемы воздуха, необходимые для слоевого сжигания 1000 кг донецкого угля марки Г состава: С^р=55,2%; Н^р=3,8%; S =3,2%; N^р=1,0%; О^р=5,8%; А^р=23,0%; W^p=8,0%. Коэффициент избыт­ка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V₀ = 5830 м³; V_д=7579 м³.

Задача 1.30. Определить объем воздуха, необходимый для сжигания 800 кг/ч ленгерского угля марки БЗ состава: С^р=45,0%; Н^р=2,6%; S =l,7%; N^p=0,4%; О^р=9,9%; A^р=11,4%; W^p=29,0%, и 500 кг/ч экибастузского угля марки СС состава: С^р=43,4%; Н^р=2,9%; S =0,8%; N^p=0,8%; O^p=7,0%; A^р=38,1%; W^p=7,0%, при коэффициентах избытка воздуха в то­почной камере соответственно α_т=1,4 и 1,3.

Ответ: V_д=7823 м³/ч.

Задача 1.31. Определить теоретический и действительный объемы воздуха, необходимые для сжигания 2000 м³/ч природ­ного газа Ставропольского месторождения состава: СО₂=0,5%; СН₄=92,8%; С₂Н₆=2,8%; С₃Н₈=0,9%; С₄Н₁₀=0,4%; С₅Н₁₂=0,1%; N₂=2,5%; и 1000 м³/ч природного газа Ленин­градского месторождения состава: CO₂=0,1%; СН₄=89,7%; С₂Н₆=5,2%; С₃Н₈=1,7%; С₄Н₁₀=0,5%; С₅Н₁₂=0,1%; N₂=2,7%, при коэффициентах избытка воздуха в топочной камере соответ­ственно α_т=1,15 и 1,1.

Ответ: V₀=29360 м³/ч; V_д=33264 м³/ч.

Задача 1.32. Определить теоретический и действительный объемы воздуха, необходимые для слоевого сжигания 2000 кг кузнецкого угля марки Д, если известен состав его горючей массы: C^г=78,5%; Н^г=5,6%; S = 0,4%; N^г=2,5%; O^г=13,0%, зольность сухой массы А^с=15,0% и влажность рабочая W^p=12,0%. Коэффициент избытка воздуха в топочной камере α_т=1,3.

Ответ:  V₀= 12 040 м³; V_д =15 652 м³.

Задача 1.33. Определить теоретический объем воздуха, необ­ходимый для слоевого сжигания 1500 кг ленинградских сланцев, если известен состав их горючей массы: С^г=74,0%; Н^г=9,5%; S =6,l%; N^г=0,4%; О^г=10,0%; А^р=46,0%; W^p=11,5% и(СО₂) =16,4%.

Ответ: V₀=3765 м³.

Задача 1.34.В топке котла сжигается смесь, состоящая из 2·10³ кг кузнецкого угля марки Д состава: C =58,7%; Н =4,2%; (S )₁=0,3%; N =l,9%; O =9,7%; A =13;2%; W =12,0%, и 3·10³ кг кузнецкого угля марки Г состава: С =66Д%; Н =4,7%; (S )₂=0,5%; N =1,8%; O =7,5%; А =11,0%; W =8,5%. Определить теоретический объем сухого воздуха, необходимый для сгорания смеси.

Ответ: V =32700 м³.

Задача 1.35.В топке котла сжигается воркутинский уголь марки Ж состава: С^p=59,6%; Н^р=3,8%; S =0,8%; N^p=l,3%; О^р=5,4%; A^р=23,6%; W^p=5,5%. Определить объем сухих газов при полном сгорании топлива. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_сг=7,84 м³/кг.

Задача 1.36.Определить объем водяных паров при полном сгорании в слое 10 кг/ч фрезерного торфа состава: С^р=24,7% Н^р=2,б%; S =0,l%; N^p=l,l%; О^р=15,2%; А^р=6,3%; W^р=50,0% при коэффициентах избытка воздуха в топке α_т=1,3 и 1,4.

Ответ: V =963 м³/ч; V =965 м³/ч.

Задача 1.37.В топке котла сжигается 600 м³ природного газа Угерского месторождения состава: СО₂=0,2%; СН₄=98,5%; С₂Н₆=0,2%; С₃Н₈=0,1%; N₂=l,0%. Определить объем продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_г=7210 м³.

Задача 1.38.Определить объем сухих газов, получаемых при полном сгорании в слое 800 кг кузнецкого угля марки Д, если известен состав его горючей массы: C^г=78,5%; Н^г=5,6%; S =0,4%; N^г=2,5%; О^г=13,0%; зольность сухой массы А^г=15,0% и влажность рабочая W^p=12,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_cг=6141 м³.

Задача 1.39.Определить объем двух- и трехатомных газов и содержание СО₂ и SO₂ в сухих газах, получаемых при полном сгорании 1 кг донецкого угля марки Т состава: С^р=62,7%; Н^р=3,1%; S =2,8%; N^p=0,9%; О^р=1,7%; А^р=23,8%; W^p=5,0% если известно, что дымовые газы при полном сгорании содержат RO =18,8%.

Решение: Объем трехатомных газов определяем по форму (1.33):

V =V +V =0,0187(С^p+0,375S )=0,0187(62,7+ 0,375·2,8)=1,19 м³/кг.

Объем сухих газов находим по формуле (1.48):

= 6,33 м³/кг.

Объем двухатомных газов V =V_cг-V = 6,33-1,19=5,14 м³/кг.

Содержание СО2 в сухих газах определяем по формуле (1.46):

CO₂=(V /V_cг)100=(0,0187С^р/V_cг)100=(0,0187·62,7/6,33)100=18,5%.

Содержание SO₂ в сухих газах находим по формуле (1.47):

SO₂==(V /V_cг)100=(0,0187·0.375S /V_cг)100=(0,0187·0.375·2,8/6,33)100=0,31%.

Задача 1.40.Определить объем трехатомных газов и содер­жание в них СО₂ и SO₂, получаемых при полном сгорании 1 кг ткибульского угля марки Г состава: С^р=45,4%; Н^р=3,5%; S =1,3%; N^p=0,9%; О^p=8,9%; A^р=27,0%; W^p=13,0%, если из­вестно, что дымовые газы содержат RO =18,7%.

Ответ:  V =0,86 м³/кг; СО₂=18,5%; SO₂=0,2%.

Задача 1.41. Определить объем сухих дымовых газов, получа­емых при сжигании 1000 кг фрезерного торфа состава: С^р=24,7%; Н^р=2,6%; S =0,1%; N^p=l,l%; O^p=15,2%; A^р=6,3%; W^p=50,0%, если известно, что дымовые газы при полном сгорании топлива содержат RO₂=15,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т= 1,3.

Ответ: V_cг=3066 м³.

Задача 1.42.В топке котла сжигается 5·10³ кг/ч донецкого угля марки Г состава: С^р=0,2%; Н^р=3,8%; S =3,2%; N^p=l,0%; О^р=5,8%; А^р=23,0%; W^p=8,0%. Определить, на сколько был увеличен объем подаваемого в топку воздуха, если известно, что при полном сгорании топлива содержание RO₂ в дымовых газах снизилось с 16 до 14%.

Ответ: V_в=5949 м³/ч.

Задача 1.43.В топке котла сжигается 2·10³ кг/ч малосерни­стого мазута состава: С^р=84,65%; Н^р=11,7%; S =0,3%; О^р=0,3%; А^р=0,05%; W^p=3,0%. Определить, на сколько был увеличен объем подаваемого в топку воздуха, если известно, что при полном сгорании топлива содержание RO₂ в дымовых газах снизилось с 15 до 12%.

Ответ:  V_в= 6666 м³/ч.

Задача 1.44.В топке котла во время испытаний сожжено 3·10³ кг/ч кузнецкого угля марки Д состава: С^p=58,7%; Н^р=4,2%; S =0,3%; N^p=l,9%; О^р=9,7%; A^р=13,2%; W^p=12,0%. В течение первой половины испытаний в продуктах полного сгорания топлива получено RO₂=18%, а в течение вто­рой половины испытаний RO₂ уменьшилось до 15%. Определить, какой объем воздуха добавлен в топку между первой и второй половинами испытаний.

Ответ:  V_в= 4650 м³/ч.

Задача 1.45.Определить объем продуктов сгорания, получаемых при полном сгорании 1 кг ленинградских сланцев состава С^р=20,6%; Н^р=2;7%; S =l,7%; N^p=0,l%; O^p=2,8%; А^р=46,0%; W^p=11,5%; (СО₂) =16,4%. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_г =2,96 м³/кг.

Задача 1.46.Определить объем продуктов сгорания, получаемых при полном сгорании 2·10³ кг/ч карагандинского угля марки К состава: С^р=54,7%; Н^р=3,3%; S =0,8%; N^p=0,8%; О^р=4,8%; А^р=27,6%; W^p=8,0%, если известно, что дымовые газы содержат RO₂=18%.

Ответ: V_г=12560 м³/ч.

Задача 1.47.Определить максимальное содержание трехатомных газов в продуктах полного сгорания 1 кг донецкого угля марки А состава: С^р=63,8%; Н^р=1,2%; S =l,7%; N^p=0,6%; О^р=1,3%; А^р=22,9%; W^p= 8,5%.

Ответ: RO =20,2%.

Задача 1.48.В топке котла сжигается смесь из 2·10³ кг, донецкого угля марки Д состава: С =49,3%; H =3,б%; (S )₁=3,0%; N =l,0%; О =8,3%; A =21,8%; W =13,0% и 3·10³ кг/ч донецкого угля марки Г состава: С =55,2%; Н =3,8%; (S )₂=3,2%; N =1,0%; O =5,8%; A =23%; W =8%. Определить объем газов, получаемых при полно сгорании смеси, если коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: V_г=37 480 м³/ч.

Задача 1.49.Определить объем газов, получаемых при полном сгорании 1000 м³/ч природного газа Радченковского мест рождения состава: СО₂=0,1%; СН₄=85,8%; С₂H₆=0,2%; С₃Н₈=0,1%; С₄Н₁₀=0,1%; N₂=13,7%. Коэффициент избытка воздуха в топочной камере α_т=1,1.

Ответ: V_г=10 230 м³/ч.

Задача 1.50. Втопке котла сжигается 1 кг артемовско угля марки БЗ состава: С^р=35,7%; Н^р=2,9%; S =0,3%; N^р=0,7%; О^р=12,1%; А^р=24,3%; W^p=24,0%. Определить объем продуктов сгорания и содержание в них кислорода О₂, если RO₂=18%.

Ответ: V_г=4,16 м³/кг; О₂=1,3%.

Задача 1.51.В топке котла сжигается 1 кг анадырского угля марки БЗ состава: С^р=50,1%; Н^р=4,0%; S =0,1 N^p=0,7%; О^р=12,2%; А^р=11,9%; W^p=21,0%. Определить коэффициент избытка воздуха при полном сгорании топлива, если RO₂ = 16%.

Ответ: α_т=1,2.

Задача 1.52. В топке котла сжигается донецкий уголь марки Т состава: С^р=62,7%; Н^р=3,1%; S =2,8%; N^p=0,9%; O^p= l,7%; А^р=23,8%; W^p=5,0%. Определить содержание азота N₂ в проду­ктах сгорания и коэффициент избытка воздуха при полном сгора­нии топлива, если RO₂=15,0%.

Ответ: V =5,09 м³/кг; α_т=1,26.

Задача 1.53. Определить объем сухих газов и коэффициент избытка воздуха при полном сгорании природного газа Сара­товского месторождения состава: СО₂=1,2%; СН₄=91,9%; С₂Н₆=2,1%; С₃Н₈=1,3%; С₄Н₁₀=0,4%; С₅Н₁₂=0,1%; N₂=3,0%, если известно, что продукты сгорания содержат RO₂=16,0% и О₂=4,0%.

Ответ: V_сг=6,44 м³/м³; α_т=1,23.

Задача 1.54.В топке котла сжигается 1 кг райчихинского уг­ля марки Б1 состава: С^р=30,4%; Н^р=1,7%; S =0,3%; N^p=0,5%; О^р=12,2%; A^р=7,9%; W^p=47,0%. Определить содержание кисло­рода О₂ в продуктах сгорания и коэффициент избытка воздуха при полном сгорании топлива, если RO₂=16,0%.

Ответ: О₂=4,8 %; α_т=1,3.

Задача 1.55.Определить массу продуктов сгорания и концен­трацию золы в продуктах сгорания, получаемых при полном сгорании 1 кг ленинградских сланцев состава: С^р=20,6%; H^p=2,7%; S =1,7%; N^p=0,l%; О^р=2,8%; A^р=46,0%; W^p=11,5%; (СО₂) =16,4%, если, известно, что доля золы топ­лива, уносимой продуктами сгорания, а_ун=0,95. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Решение: Расчетное содержание золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов определяем по формуле (1.57):

А =А^р+(1-К)(СО₂) =46,0+(1-0,1)16,4=50,9%.

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сго­рания 1 кг топлива, находим по формуле (1.27):

V⁰=0,089С^р+0,266Н^р+0,033(S -О^р)=0,089·20,6+0,266·2,7+0,033(1,7-2,8)=2,52 м³/кг.

Масса продуктов сгорания, по формуле (1.56),

M_гк=1-0,01A +1,306α_тV⁰+0,01(СО₂) K=1-0,01·50,9+1,306·1,3·2,52+0,01·16,4·0,7=
=4,9 кг/кг.

Концентрация золы в продуктах сгорания, по формуле (1.58),

μ_зл=А^ра_ун/(М_гк)=(46·0,95)/(4,9·100)=0,0892.

Задача 1.56.Определить массу продуктов сгорания и концентрацию золы в продуктах сгорания, получаемых при полном сгорании 1 кг карагандинского угля марки К состава: С^р=54,7%; Н^р=3,3%; S =0,8%; N^p=0,8%; О^р=4,8%; А^р=27,6%; W^p=8,0%, если известно, что доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания, а_ун=0,85. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: М_г=9,25 кг/кг; μ_зл=0,0253.

Задача 1.57.Определить массу продуктов сгорания, получаемых при полном сгорании 1 м³ природного газа Ставропольского месторождения состава: СО₂=0,2%; СН₄=98,2%; С₂Н₆=0,4%; С₃Н₈=0,1%; С₄Н₁₀=0,1%; N₂=l,0%, если известно, что плотность сухого газа ρ =0,728 кг/м³. Коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,15.

Ответ: М_г=15 кг/м³.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману