Определение количества воздуха необходимого для горения

Объем воздуха, необходимый для горения, также состав дымовых газов вычисляют при нормальных условиях для 1 кг твердого топлива по стехиометрическим реакциям горения и по заданному составу топлива.Теоретический объем воздуха, м³/кг, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого топлива заданного состава, вычислят по формуле:

(1)

м³/кг

где С^Р, S^Р, Н^Р, О^Р – процентное содержание углерода, серы, водорода, кислорода, выраженное в отношении к рабочей массе топлива, соответственно.

Объем диоксида углерода (м³/кг):

(2)

м³/кг

Объем диоксида серы (м³/кг):

(3)

м³/кг

Теоретический объем азота (м³/кг) в продуктах сгорания при теоретическом объеме воздуха находится по формуле:

(4)

м³/кг

где N^P – процентное содержание азота, выраженное в отношении к рабочей массе топлива

Водяные пары в дымовых газах образуются в результате сгорания водорода топлива и испарения влаги топлива, а также вносятся воздухом, поступающим для горения. Теоретический объем водяного пара (м³/кг) вычислят по формуле:

(5)

м³/кг

где W^P – процентное содержание влаги в топливе.

Теоретический объем сухих трехатомных газов (м³/кг):

(6)

м³/кг

В топку на горение подают избыточное по сравнению с теоретическим необходимое количество воздуха для обеспечения полноты сгорания. Это количество воздуха (м³/кг) определяют по формуле:

(7)

где α – коэффициент избытка воздуха (α=1,4)

м³/кг

Избыточный воздух в процессе горения не учитывает, но увеличивает количество дымовых газов. При избытке воздуха (α>1) расчет ведут по следующим формулам:

объем водяных паров (м³/кг):

(8)

м³/кг

объем дымовых газов (м³/кг):

(9)

м³/кг

Теоретический объем дымовых газов (м³/кг) определяют по формуле:

(10)

м³/кг

Так как газоходы котла находятся под разрежением, создаваемым дымососом или дымовой трубой, то в них через неплотности попадает воздух. Величину присоса воздуха (Δα) по элементам газового тракта нормируют в долях α по таблице 4.

Таблица 4 – Присос воздуха по газовому тракту

Наименование газохода	Величина присоса, Δα
Топки:
слоевые	0,1
Испарительные поверхности нагрева: первые газоходы котлов с развитыми конвективными поверхностями нагрева
0,05
Водяные экономайзеры:
чугунные ребристые	0,1
Газоходы за котельным агрегатом:
кирпичные борова (каждые 10 м)	0,05

По этим нормам вычисляем коэффициент избытка после элемента газового тракта, а также среднее значение по формулам:

(11)

(11а)

;

для испарительных поверхностей нагрева:

;

для водяного экономайзера:

;

для газохода за котельным агрегатом:

;

где – коэффициент избытка воздуха перед элементом, после элемента и среднее его значение, соответственно.

Избыточный объем воздуха м³/кг, попавшего в газоход, определяют как:

(12)

м³/кг

Избыточный объем водяных паров (м³/кг):

(13)

м³/кг

Действительные объемы продуктов сгорания и водяных паров:

(14)

м³/кг

При сжигании твердого топлива необходимо знать концентрацию летучей золы в дымовых газах (г/м³) которую определяют по формуле:

(15)

г/м³

где – доля золы топлива, уносимая дымовыми газами;

A^P – зольность топлива,%.