Расчет горения органического топлива

Расчет сводится к определению количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива, продуктов горения, а также температуры и эн­тальпии дымовых газов. Расчет твердого и жидкого топлива ведут по соот­ношениям масс веществ, участвующих в реакциях, а для газообразного то­плива - по объемным соотношениям.

Для полного сжигания 1 кг углерода С требуется 1,866 м³ кислорода О₂, в результате чего образуется 1,866 м³ двуокиси углерода СО₂ и выделя­ется 34 МДж (34 000 кДж) теплоты: С + О₂ = СО₂ + Q.

Для полного сгорания 1 кг серы S требуется 0,7 м³ кислорода О₂, в ре­зультате образуется 0,7 м³ сернистого газа SО₂ и выделяется 10,5 МДж теп­лоты: S + О₂ = SО₂ + Q.

Для полного сгорания 1 кг водорода Н₂ требуется 5,6 м³ кислорода О₂, образуется 11,2 м³ водяного пара Н₂О и выделяется 121,5 МДж теплоты: 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О + Q.

Для полного сгорания 1 м³ метана СН₄ требуется 9,52 м³ воздуха V, об­разуется 10,52 м³ дымовых газов, содержащих СО₂ и водяные пары Н₂О, и выделяется 36,5 МДж теплоты: СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О + Q.

При полном сгорании топлива дымовые газы содержат углекислый газ СО₂, сернистый газ SО₂, азот топлива и воздуха N₂, неиспользованный при горении кислород О₂ воздуха, водяной пар Н₂О, полученный за счет окис­ления водорода топлива, испарения влаги, содержащейся в топливе и вне­сенной с влажным воздухом. Для полного горения топлива необходимы: достаточное количество воздуха; хорошее перемешивание воздуха с топли­вом; высокая температура в топке (не менее 700 °С на выходе); достаточ­ное время пребывания топлива и окислителя в топке; постоянный отвод продуктов сгорания из топки.

При неполном сгорании топлива образуются вредные для человека и окружающей среды оксиды азота (NО, NО₂), серы (SО₂), углерода СО (угарный газ), а также сажа, которая осаждается на экранных и конвектив­ных трубах, снижает теплопередачу от топочных газов к теплоносителю, что приводит к уменьшению КПД и перерасходу топлива. Кроме того, сажа может самовозгораться, что приводит к авариям.

Полнота сгорания топлива определяется двумя способами:

1) с помощью газоанализаторов - по показаниям состава уходящих топочных газов оценивается полнота сгорания и избыток воздуха;

2) визуально - по цвету пламени и дыма. При полном сгорании цвет пламени в разогретой топке голубовато-фиолетовый или прозрачно-соломенный, а цвет дыма: бесцветный, прозрачный, невидимый для глаза -летом и светло-серый или белый - зимой. При неполном сгорании цвет пламени оранжево-красный, с темными язычками, непрозрачный, а цвет дыма - серый, ближе к темному, непрозрачный.

Дата добавления: 2013-12-13