Файл: Романов Б.А. Котельные установки предприятий нефтяной и газовой промышленности.pdf

жить на топливный эквивалент Э

Топливный эквивалент получают путем деления удельной низ­ шей теплоты сгорания натурального топлива Qp на удельную

теплоту сгорания условного топлива Qy

агрегата сжигается 540 м3/ч крекинг-газа с удельноіі низшей теплотой сгорания;

в топку котельного агрегата наряду с топливом необходимо под­ водить воздух.

Зная элементарный состав рабочего топлива и учитывая ос­ новные реакции горения, можно определить удельный теоретиче-

14

скин или минимальный расход воздуха L0 в кг/кг, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива,

воздуха Ѵ0 в кубических метрах на 1 м3 топлива

Ѵ0 = 0.0238СО + 0,0238Н2 ф 0,0714H2S ф 0,0952СН4 0,167С2Н6 ф

+ 0,238СзН8 ф О,309С4Н1о+ 0,381С5На, -Д 0,143С2Н4 -- 0,214С3Н6 ф

в кг/м3 для жидкого и газообразного топлива можно приближен­ но определить также делением удельной низшей теплоты сгора­

ния топлива Qn в МДж/кг или МДж/м3 на 2,9

где 2,9 — расход воздуха в килограммах на 1 МДж: теплоты сго­ рания топлива.

Уравнение (8) важно потому, что с помощью его можно опре­ делить теоретический расход воздуха, не зная состава жидкого или газообразного топлива.

В действительности в топку котельного агрегата воздуха сле­ дует подавать больше, чем это теоретически необходимо и под­ считано по (6) или (7). Это связано с тем, что практически невозможно обеспечить равномерное смешение воздуха с топливом и при подаче теоретически необходимого количества в одних ча­ стях топки будет избыток воздуха, а в других его будет не хва­ тать. В результате топливо сгорает не полностью и часть теплоты

15

сгорания теряется. Эти потери тепла называются потерями от

химической неполноты сгорания. Так, например, теплота сгорания

Отношение действительного расхода воздуха к теоретически необходимому расходу воздуха называется коэффициентом избыт­

сжигании природного и попутного газа в топках с беспламенными горелками сст =1,054-1,10.

Масса газообразных продуктов сгорания, образующихся при горении 1 кг жидкого или газообразного топлива, определяется по закону сохранения массы вещества при химических реакциях. Масса газообразных продуктов сгорания m равна сумме 1 кг топлива, удельного расхода воздуха L = aL0 и удельного расхода форсуночного пара І^фор (при сжигании жидкого топлива и па­ ровом распыливании, при механическом, воздушном распыливании жидкого топлива и сжигании газообразного топлива это слагаемое отсутствует)

неполноты сгорания. Работа с большими избытками воздуха при­ водит к увеличению массы газообразных продуктов сгорания и, следовательно, к увеличению потерь тепла с уходящими газами. Отсюда следует, что нужно работать с таким наименьшим коэф­ фициентом избытка воздуха, который обеспечивает полное сгора­ ние топлива, т. е. отсутствие потерь от химической неполноты сгорания.

Необходимо учитывать, что неполное сгорание топлива может происходить не только при недостатке воздуха, но и при плохом

Iß

перемешивании топлива с поступающим в топку воздухом, при недостаточно высокой температуре в топке и недостаточном объе­

ме топочного пространства.

Постоянный контроль за режимом горения топлива в топках котельных агрегатов осуществляется с помощью газоанализато­ ров, которые позволяют определять состав продуктов сгорания, т. е. содержание в газообразных продуктах сгорания углекислого газа СО2 , избыточного кислорода О2 , окиси углерода СО, водоро­

да Н2 и других продуктов неполного горения топлива.

При полном сгорании топлива и теоретическом расходе воз­ духа (а=1) в продуктах сгорания содержалось бы максимальное количество углекислого газа СОгтах, колеблющееся для топочных

сгорания всегда меньше максимального значения и при этом тем меньше, чем больше избыток воздуха.

Основной задачей контроля процесса горения является опре­ деление действительного коэффициента избытка воздуха в топке ат по составу газообразных продуктов сгорания.

Коэффициент избытка воздуха приблизительно можно опреде­

Важнейшей физической характеристикой продуктов сгорания является удельная теплоемкость ср, представляющая собой ко­ личество тепла, которое нужно затратить для повышения темпе­ ратуры 1 кг дымовых газов на 1 К или на 1°С (что одно и то же).

Удельную теплоемкость продуктов сгорания можно рассмат­ ривать как теплоемкость смеси, состоящей из двух компонентов — сухих газов /п.с.г и водяных паров т в.п, и определять как сумму произведений массовых концентраций сухих газов mcx/m и водя­

газов и приблизительно равна удельной теплоемкости сухого воз­ духа

Средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов сго­ рания срт может быть подсчитана как истинная теплоемкость ср, взятая при среднеарифметической температуре процесса tmSL=

—(^ и t2— температура начала и конца процесса соот­

'..ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА j

массы газообразных продуктов сгорания т и массы водяных паров Л2в.ш содержащихся в продуктах сгорания,

Пример 4. Определить теоретический и действительный объемный расход воздуха для сжигания 1 м3 газа каталитического крекинга, если коэффициент

18