Горючие вещества топлива взаимодействуют с кислородом
воздуха в определенном количественном соотношении. Расход кислорода и
количество получающихся продуктов сгорания рассчитывают по стехиометрическим уравнениям горения,
которые записывают для 1 кмоля каждой горючей составляющей.
Стехиометрические уравнения горения горючих составляющих твердого и жидкого
топлива имеют вид:углерода С + О2 = СО2:
12кг С + 32кг О2 = 44кг СО2 ;
1кг С + (32/12)кг О2 = (44/12)кг СО2 ; (16.3)
водорода 2Н2 + О2 = 2Н2О :
4кг Н2 + 32кг О2 = 36кг Н2О ;
1кг Н2 + 8кг О2 = 9кг Н2О . (16.4)
серы S + O2 = SO2 :
32кг S + 32кг O2 = 64кг SO2
;
1кг S + 1кг O2 = 2кг SO2 ; (16.5)Для горения 1 кг
углерода, водорода и серы необходимо соответственно 8/3, 8 и 1 кг кислорода. В
топливе находится Ср/100 кг углерода, Нр/100 кг водорода,
Sлр/100 кг летучей серы и Ор/100 кг кислорода.
Тогда для горения 1 кг топлива суммарный расход кислорода будет равен:МоО2 = (8/3Ср + 8Нр
+ Sлр - Ор ) / 100 . (16.6)Так как массовая доля
кислорода в воздухе равна 0,232, то массовое количество воздуха определяется по
формуле:
Мо = (8/3Ср + 8Нр + Sлр
- Ор ) / 100 · 100/23,2 .
Мо = 0,115 Ср + 0,345 Нр + 0,043(Sлр
- Ор ) . (16.7)
При нормальных условиях плотность воздуха rо= 1,293кг/м3. Тогда объемное количество воздуха, необходимого для горения 1кг топлива можно рассчитать по следующей формуле:
Vо = Мо / со= Мо
/ 1,293 м3 /кг.
Vо = 0,0889 (Ср + 0,3755Sлр ) +
0,265 Нр – 0,033Ор . (16.8)
Для газообразного топлива расход необходимого воздуха Vо определяют из объемных долей горючих компонентов газа с использованием стехиометрических реакций:
Н2 + 0,5 О2 = Н2О ;
СО + 0,5 О2 = СО2 ;
СН4 + 2 О2 = СО2 + 2Н2О ;
Н2S+ 1,5О2 = SО2 + Н2О .
Теоретическое количество воздуха (м3/м3), необходимого для сжигания газа, определяют по формуле:
Vо = 0,0476 [0,5СО + 0,5Н2 + 2СН4
+
+ 1,5Н2S + S(m + n/4)CmHn
- O2] . (16.9)
Количество воздуха Vо, рассчитываемого по
формулам (16.8) и (16.9), называется теоретически необходимым. То есть Vо
представляет собой минимальное количество воздуха, необходимое для обеспечения
полного сгорания 1 кг (1м3) топлива при условии, что при горении
используется весь содержащийся в топливе и подаваемый вместе с воздухом
кислород.
В реальных условиях из-за технических трудностей ощущается местный недостаток
или избыток окислителя (воздуха), в результате ухудшается полное горение
топлива. Поэтому воздух подается в большем количестве по сравнению с его
теоретическим количеством Vо. Отношение действительного количества
воздуха (Vд), подаваемого в топку, к теоретически необходимому
количеству называется коэффициентом избытка
воздуха:
a = Vд / Vо . (16.10)
Предыдущая страница |
Следующая страница
СОДЕРЖАНИЕ