Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 [ 169 ] 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

зует эффективность использования объема топки. Размеры топки трубчатых печей во многих случаях зависят не от значения допустимого удельного тепловыделения, а от конструктивных особенностей печи и допустимого значения теплонапряженности поверхности нагрева радиантных труб. В трубчатых печах теплонапряженность топочного пространства обычно составляет 40 - 80 кВт/м, тогда как в паровых котлах, где объем топочного пространства в основном предопределяется условием полного сгорания топлива, это значение намного больше (600 - 2000 кВт/м).

Коэффициент полезного действия трубчатой печи есть величина, характеризующая полезно используемую часть тепла, выделенного при сгорании топлива. При полном сгорании топлива эта величина зависит главным образом от коэффициента избытка воздуха, температуры дымовых газов, выходящих из печи, а также от степени тепловой изоляции трубчатой печи. Снижение коэффициента избытка воздуха так же, как и понижение температуры отходящих дымовых газов, способствует повышению коэффициента полезного действия печи. При подсосе воздуха через неплотности кладки коэффициент избытка воздуха повышается, что приводит к снижению коэффициента полезного действия печи. Для трубчатых печей значение коэффициента полезного действия находится в пределах от 0,65 до 0,85.

РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

Все вопросы, связанные с расчетом процессов горения, изложены в различных курсах по технологии топлив и в справочниках. Поэтому здесь приведены лишь некоторые формулы и данные, необходимые для дальнейшего изложения материала. Введем следующие обозначения:

С, Н, N, О, S и - содержание различных элементов и влаги (W) в топливе, % (масс);

Lq и Vq ~ теоретический расход воздуха соответственно в кг и м, необходимый для сгорания 1 кг топлива;

а - коэффициент избытка воздуха;

- расход форсуночного пара, кг/кг;

G - количество дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива, кг/кг;

Vt - объем дымовых газов, образующихся от сгорания 1 кг топлива при теоретическом расходе воздуха при нормальных физических условиях, м/кг;

V - объем дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива при фактическом расходе воздуха при нормальных физических условиях, м/кг;

Л1со2. Л1н20> N2 so2 ~ количество соответствующих газов, образовавшихся при сгорании 1 кг топлива, кг/кг.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива,

io=0,115C-I-0.345H-I-0,043(5-0). 510

Тот же расход воздуха, выраженный в при нормальных физических условиях,

Vq = 0,089С-I-0,267Н-I-0,033(5 - О).

Фактический расход воздуха I = Loa.

Количество дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива,

G = 1 -I- Loa -I- ф.

Объемы дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива в нормальных физических условиях при теоретическом и фактическом расходах воздуха, соответственно

V, = Vo-0,056

. m+w+ioow.

.

80,5

V=V,+{a- \)Vo.

Количество газов, образующихся при сгорании I кг топлива, тсо2=0,0367С;

niHjo = 0,09Н + 0,01W+Wф;

mN2=0,768Ia;

mo,=0,232I(a-I);

mso2 =0,02S.

Объем дымовых газов при любой температуре t

Плотность дымовых газов при нормальных физических условиях Ро = G/V.

Плотность дымовых газов при температуре (

Р(=Ро

J + 273

Коэффициент избытка воздуха принимают равным: для газомазутных форсунок с паровым распылом 1,3-1,4, при воздушном распыле 1,2-1,3. При сжигании газообразного топлива в специальных панельных горелках полное и беспламенное горение обеспечивается при низком коэффициенте избытка воздуха, составляющем 1,02-1,10.

Вследствие неплотностей печной кладки выше зоны горения имеет место подсос воздуха, поэтому в дымовых газах, покидающих печь, коэффициент избытка воздуха а выше приведенных значений на 0,05 - 0,10.

Процесс горения топлива может быть рассчитан и в мольных единицах (кмоль/кг). Для этой цели используются следующие уравнения:

coo+scH ~ i

100-12 100-32

MhoO =--1---1--

100-2 100-18 18

Vo(«-Q21) n2.02- 22,4

где Mco2-HS02нго-N2-H02 ~ соответственно число киломолей COj + SOj, HjO и Nj-I-Oj, образующихся при сгорании 1 кг топлива с фактическим количеством воздуха; остальные обозначения имеют прежний смысл.

В случае газообразного топлива для расчета процесса горения могут быть использованы все приведенные выше уравнения.

Элементарный состав газообразного топлива может быть вычислен из следующих уравнений:

С =12У=-Упсх;;

Пм-Х/,

где , Пц., , и Пм, ~ соответственно число атомов углерода, водорода, серы, кислорода и азота в молекулах отдельных компонентов, входящих в состав газообразного топлива; х, и х - содержание соответствующих компонентов (метан, этан и др.) в газообразном топливе, % (масс.) и % (объемн.) или % (мол.); М, - молекулярная масса компонентов топлива; М„ - средняя молекулярная масса газа.

Энтальпия продуктов сгорания. При расчете трубчатых печей часто бывает необходимо определить энтальпию продуктов сгорания, образующихся при сжигании одного килограмма топлива:

где Ссо21 Chjo. Cso2> Cn2> 02 ~ средние массовые теплоемкости при постоянном давлении этих же газов в пределах температур, считая от О °С (273 К) до (, кДж/(кгК).