Файл: Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf

Принимая во внимание большое значение горючих газов как топлива для промышленных печей, в этой главе будут рассмотрены основные характеристики и закономерности его сжигания, а также ряд других вопросов, касающихся определения действительной тем­ пературы и т. п.

3.2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

Количество газообразного топлива измеряется в нормальных метрах кубических (нм3). Его состав задается приведенными объе­ мами компонентов смеси, причем содержание водяных паров, смол и пыли дается в г/нм3.

Газообразное топливо представляет собой смесь следующих компонентов: окиси углерода СО, водорода Н2, метана СЕЦ, этана С2Нб, бензола СбНб, пропана СзН8, бутана С4Н10, пентана СбНіг, эти­

лена С2Н/„ углекислоты С02, азота N2, сероводорода H2S, кислорода 0 2 и водяных паров Н20. Как правило, количество этилена, ацети­ лена и других непредельных углеводородов обозначают через С„Нт .

Указанный перечень компонентов определяет собой элементар­ ный состав топлива, который задается в процентах или в объемных долях (нм3/нм3). Поэтому для а — \ можно записать

C 02+ H 2S + C O + H 2+C H 4+ C 2H6+C3H8+C4Hio+C5Hi2+

41

В соответствии с равенствами (3.3) — (3.12) низшая теплота сгорания QP запишется (а = 1 ) в виде [23]

Q n = 0,01 (3018СО+2580Н2+8555СН4+ 15226С2Нв+

+2 1 795С3Н8+28338С4Н10+34900С5Н12+33520С6Н6+

+14107C2H4+5385H2SP) ккалIHM?. (3.13)

Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива

QP =0,01(3018COP+2580HP+8555C№+15226C2HP6+

+21795С3Нр+28338С4Нро+34900С5Нр +33520С6НР+

В реакциях (3.3) — (3.12) крайний правый член суммы представ­ ляет собой низшую теплоту сгорания соответствующей компоненты горючего газа.

Сухой природный газ содержит до 95% метана СН4, что опре­ деляет его теплоту сгорания в пределах 7000—9000 ккал/нм3. Жир­ ные газы (нефтяной попутный газ) содержат также большое коли­ чество высших углеводородов, в связи с чем их низшая теплота сгорания рабочей массы достигает 15000 ккал/нм3.

В промышленных печах наряду с естественными газами, пред­ ставляющими смесь различных углеводородов метанового ряда с незначительным количеством С02 и N2 (табл. 3.1) используются

идругие газообразные топлива.

Кискусственным видам газообразного топлива следует отнести коксовальный газ, водяной и воздушный генераторный и домен­ ный газы.

Коксовальный газ получается в металлургическом производстве при сухой перегонке коксовых углей. Применяется для сжигания в нагревательных и термических печах, мартеновских печах и паро­ генераторах металлургических заводов. Теплотворная способность коксовального газа колеблется в пределах 3800—4200 ккал/нм3.

Водяной генераторный газ может быть получен, если к раска­ ленному углероду подвести водяной пар. Последний вступает в ре­ акцию с углеродом согласно выражениям

42

43

44