Пример полного расчета горения мазута

Для показа практического использования приведенных выше формул приводим расчет горения мазута. Исходный мазут имеет следующий состав, % (по массе): С^г=88,3; Н^г=10,5; О^г+N^г=0,7; S^г=0,5; W^р=3; А^с=0,31.

Пересчитаем состав топлива на рабочую массу, %,:

А^р=А^с·

С^р=С^г

Н^р=Н^Г

О^р+N^p=0,7·0,967≈0,7;

S^p=0,5·0,967≈0,5;

W^р=3

---------------------------------------------

Итого……………………………….100%.

Теплотворность мазута по формуле (3), принимая, что О^р=0,5(О^р+N^p):

0,328·85,3+1,21·10,2+0,109(0,35-0,5)-0,0251(9·10,2+3)=

=37,96 МДж/кг

Теоретическое количество сухого воздуха при U=21% и d_в=0 по формуле(10):

L_теор=0,0889

Практическое количество воздуха при заданном коэффициенте избытка α=1,15 по формуле (11):

L_пр=1,15·10,3=11,9 м³/кг

Количество продуктов горения, м³/кг, по формуле (12):

0,0187·85,3=1,6;

0,112·10,2+0,0124·3=1,18;

0,007·0,5=0,0035;

Общее количество газов от горения по формуле (13):

Состав продуктов горения, %, по формуле (14):

CO₂=

H₂O=

SO₂=

O₂=

N₂=

---------------------------------------------

Итого…………………100

Плотность продуктов горения по формуле (20)

кг/м³

Для проверки проделанного расчета горения мазута составляем материальный баланс процесса горения на 1кг исходного топлива:

Приход, кг

1.Мазут……………………………………………………1

2.Воздух…………………………………….....11,9 ,29=15,4

----------------------------------------------------------------------------

Итого…………………………………………………16,4

Расход, кг

1.Газообразные продукты горения…………12,5 ,29=16,1

2.Зола топлива………………………………………0,3

------------------------------------------------------------------------------

Итого…………………………………………………..16,4

Теоретическая температура горения мазута определяется по формуле (5) и графику рис.1 из условия подогрева воздуха и мазута до 100ºC. Вначале вычисляем физическое тепло, вносимое мазутом и воздухом:

кДж/кг

Приняв приблизительное значение теоретической температуры горения мазута 2100ºC, найдем тепло, идущее на диссоциацию H₂O и CO₂. По рис.1 при t=2100ºC и парциальном давлении и , величина а=0,06 и b=0.2.

Отсюда: кДж/кг

Напишем теперь формулу (5):

При условии t_теор=2100ºC найдем значение с помощью развернутого расчета по теплоемкостям отдельных газовых составляющих:

При этом значении находим t_теор= =1679ºC

Так как полученная температура не совпадает с ранее принятой 2100ºC, производим пересчет. Примем t_теор=1900ºC и определим для этого значения Q_дисс:

МДж

Значение при t=1900^oC будет равно:

При полученных значениях величин находим 1970ºС

Это значение t_теор может считаться окончательным, так как оно отличается от принятого для расчета диссоциации и теплоемкостей всего на 70ºС. Практическая температура горения t_пр мазута в металлургической печи при величине пирометрического коэффициента определится по формуле (9):

ºC.

Проделаем расчет горения мазута заданного состава с помощью диаграммы, представленной в Приложении 6:

Состав топлива, %: С^р=85,3; Н^р=10,2; S^р=0,5; N^р+О^р=0,7; W^р=3,0; А^р=0,3

ккал/кг; L_пр=11,7м³/кг; V_Г=12,6м³/кг. Состав продуктов сгорания, %: 12,8 СО₂; 10,3 Н₂О; 2,5 О₂. Теоретическая температура горения при и t_в=100^оС: t_теор=1930ºС. Теплосодержание продуктов сгорания 9670 ккал.

Варианты расчетно-графического задания

Произвести расчет горения мазута с применением аналитических методов расчета.

Таблица 4

Вариант	Состав мазута,%	Вариант	Коэффициент избытка воздуха
Сг	Hг	Oг	Nг	Sг	Wр	Aс
	87,4	11,2	0,3	0,6	0,5		0,1		1,05
	85,4	13,2	0,3	0,6	0,5		0,2		1,10
	86,4	12,2	0,5	0,4	0,5		0,15		1,15
	88,4	10,2	0,5	0,4	0,5		0,1		1,20
	85,0	13,6	0,2	0,2	1,0		0,15		1,25
	90,0	10,0	-	-	-		0,1		1,30
	88,0	10,0	-	-	2,0		0,2		1,35
	84,0	14,0	0,5	0,5	1,0		0,15		1,40
	87,4	11,2	0,8	0,2	0,4		0,3		1,45
	85,0	15,0	-	-	-		0,1		1,50

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ РЕФЕРАТА