Тепло воздуха и паров воды, поступающих в отопительную систему

Q_в = V_x * L_д * t_в*(C_в + W_в * C_п), кДж/т. (123)

Здесь C_в - теплоемкость сухого воздуха при температуре в туннелях t_в, кДж/(м^{3 0}С);

W_в - влажность воздуха, равная

p*φ

W_в = -------------, м³/м³ сухого воздуха, (124)

P - p*φ

здесь φ- относительная влажность воздуха в долях.

L_д - действительный расход воздуха, равный теоретическому L_т, умноженному на коэффициент избытка воздуха "α". L_т зависит от состава газа и с учетом содержания кислорода в воздухе в количестве 21 % вычисляется по формуле:

L_т = [0,5*CO₂ (%) + 0,5H₂(%) + 2*CH₄(%) + 3*C₂H₄ (%) - O₂(%)] / 21, (125)

м³ /м³ газа.

Коэффициент избытка воздуха является важным параметром обогрева печей, процесса, условия эксплуатации батареи. При малом имеет место неполное сгорание и потери отопительного газа, а при чрезмерно большом - интенсивное горение газа в нижней части вертикалов, короткий факел, неравномерный нагрев угольной загрузки по высоте камеры, повышенный унос тепла с продуктами горения.

Величина α должна быть оптимальной. Так, при обогреве печей доменным газом 1,25, коксовым – 1,30, а богатым обезводороженным газом с заводов синтеза аммиака – 1,35.

Коэффициент избытка воздуха представляет собой отношение практического количества воздуха, подаваемого на горение, к теоретически необходимому:

L_д L_т + L_изб. L_изб.

α= ------ = ------------- = 1 + -------. (126)

L_д L_т L_т

Такое же равенство справедливо и для чистого кислорода:

O₂ изб.

α = 1 + ––––––––– (127)

O₂ т

Избыточное количество кислорода в продуктах горения О₂ изб (м³), как и содержание в них углекислого газа СО₂ (м³) может быть найдено по данным анализа продуктов горения.

О₂ изб = Vсух * О₂ (128)

СО₂ т = Vсух * СО₂ (129)

Здесь О₂ и СО₂ - часть или доля кислорода и углекислого газа в продуктах горения (данные анализа), а Vсух - объем сухих продуктов горения, образующихся при сгорании произвольного количества газа (м³). Деля равенство, находим, что

СО₂ т * О₂

О₂ изб = -------------------, (130)

CO₂

и, подставляя это выражение в формулу (127), будем иметь:

CO₂ т * О₂

α = 1 + ---------------------------. (131)

О₂т * СО₂

Отношение теоретических количеств углекислого газа и кислорода СО₂т/ О₂т не зависит от α и определяется только составом отопительного газа. Это отношение обозначается буквой " к ". Коэффициент "к " для коксового газа обычного состава равняется 0,42, для доменного - 2,54. Если состав газа меняется, то по реакциям горения следует определить новую величину "к". С учетом сказанного формула (131) приобретает вид:

O₂

α = 1 + к --------------. (132)

СО₂

Если в отопительной системе печей из-за недостатка воздуха недогорает газ и в продуктах горения появляется окись углерода, то последнюю следует мысленно дожечь. Тогда в числителе формулы (132) в соответствии с реакцией горения окиси углерода процент кислорода уменьшится до величины О₂ – 0,5 CO, а содержание СО₂ в знаменателе возрастет на процент СО в смеси и составит СО + СО₂. В результате формула приобретает окончательный вид:

O₂ - 0,5 CO

α = 1 + к ---------------------------. (133)

CO + CO₂

В таком виде формула носит название формулы В.В. Юшина. Необходимо отметить, что формула (133) не учитывает сопутствующий недожог водорода, в связи, с чем более точным является выражение:

O₂ – 0,5*(CO + H₂)

α = 1 + к *---------------------------. (134)

CO₂ + СО

Однако из-за сложности определения содержания водорода в продуктах горения в условиях завода и учитывая достаточную для практических целей точность формулы Юшина, последняя получила всеобщее распространение.

Дата добавления: 2014-01-07