Исходные данные и порядок расчета

Для определения объемов продуктов сгорания необходимо знать элементарный состав топлива (твердого – угля или жидкого – мазута). Вид топлива указан в задании. Элементарный состав топлив приведен в таблице 3.

Минимальное количество воздуха, необходимое для полного (стехиометрического) сгорания 1 кг топлива при условии полного использования кислорода, содержащегося в воздухе и топливе, называют теоретически необходимым количеством (объемом) воздуха , н.м³/кг (т.е. число "нормальных" кубометров воздуха необходимых для полного сгорания килограмма топлива) и определяют по процентному элементарному составу топлива по его рабочей массе (индекс "р")

, н.м³/кг.

При расчете объемов продуктов сгорания вместо буквенных обозначений элементов подставляют значения их процентного содержания в топливе.

Объемы газообразных продуктов сгорания и воздуха приведены к нормальным условиям: температуре t_ну = 0 °С и давлению p_ну = 101325 Па = 760 мм рт.ст.), что показывается обозначением н.м³ – "нормальный" кубометр газа, т.е. кубический метр газа при нормальных условиях. Однако в большинстве случаев при расчетах это обозначение подразумевается.

Таблица 3 – Элементарный состав используемых топлив

Вид топлива	Состав топлива по его рабочей массе, %	Низшая теплота сгорания , МДж/кг
Каменный уголь	13,0	19,6	2,4	1,6	50,6	3,7	1,1	8,0	20,3
Бурый уголь	17,0	24,9	0,7	0,5	41,8	3,0	1,0	11,1	15,8
Мазут 40	3,0	0,3	-	0,5	85,3	10,2	0,3	0,4	40,7
Мазут 100	1,5	0,15	-	1,5	85,1	9,5	1,75	0,5	40,5
Антрацит	8,5	22,9	-	1,7	63,8	1,2	0,6	1,3	22,6

Теоретические объемы продуктов полного сгорания 1 кг топлива определяются по следующим формулам

1) объем трехатомных газов (CO₂, SO₂)

, м³/кг; (18)

2) объем азота

, м³/кг; (19)

3) объем водяных паров (вода из воздуха, топлива и от сгорания водорода)

, м³/кг. (20)

Следовательно, объем продуктов полного стехиометрического (теоретического) сгорания топлива равен

, м³/кг. (21)

Для обеспечения полноты реальных процессов сжигания топлива действительное количество (объем) воздуха V_в, м³/кг, подаваемого в топочную камеру (топку) всегда несколько больше теоретического , причем отношение этих количеств (объемов) называется коэффициентом избытка воздуха .

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топочной камеры a_т зависит от вида сжигаемого топлива и дан в задании. Если в газоходе котла после топки установлен экономайзер, то вследствие присосов воздуха в области экономайзера (давление в газоходе ниже атмосферного) коэффициент избытка воздуха в выходном сечении экономайзера возрастает на величину Da_э. Следовательно, коэффициент избытка воздуха в уходящих газах будет равен . При отсутствии экономайзера . Величина присосов воздуха в газоходе в проекте принимается Da_э = 0,1.

Расчет действительных объемов продуктов сгорания в курсовом проекте производится для двух вариантов конструкции котлоагрегата.

1) Вариант "С" – с установкой экономайзера (обозначается индексом "с").

2) Вариант "Б" – без установки экономайзера (обозначается индексом "б").

В курсовом проекте влагосодержание атмосферного воздуха принято равным d_в = 10 г/кг (в граммах влаги, т.е. водяного пара на 1 кг сухого воздуха) и учтено третьим слагаемым при определении теоретического объема водяных паров. В связи с тем, что в реальном случае всегда , действительный объем водяных паров будет больше теоретического

, м³/кг. (22)

При определении действительного объема продуктов сгорания необходимо учесть объем не участвующего в процессе горения избыточного воздуха

, м³/кг. (23)