Стр. 18 - Котельные установки для децентрализованного теплоснабжения

Котельные установки для децентрализованного теплоснабжения

16

Неполное окисление горючих элементов связано с недостаточной пода-

чей окислителя, неравномерным поступлением топлива и воздуха во време-

ни, по сечению горелок или по отдельным горелкам, недостаточно хорошим

перемешиванием топлива и воздуха и др. Наибольшее количество теплоты

выделяется при полном окислении горючих элементов.

Расход воздуха на горение

определяет полноту выгорания топлива в

топке котла. Минимальное количество воздуха

V

º, достаточное для полного

выгорания единицы массы топлива, называют теоретически необходимым

количеством воздуха. Величину

V

º и количественные соотношения между

массами или объёмами реагирующих веществ определяют по реакциям окис-

ления горючих элементов (2.1)-(2.3).

Для реакции (2.1) на 1 кмоль (12,01кг) углерода расходуется 1 кмоль ки-

слорода, имеющего при нормальных условиях объём 22,4 м

3

, или на 1 кг уг-

лерода необходимо использовать 22,4 : 12,01 = 1,866 м

3

кислорода. При этом

образуется 1,866 м

3

СО

2

. На содержащиеся в 1 кг топлива С/100 кг углерода

используется

V

с

о2

= 1,866 С/100 м

3

кислорода и образуется 1,866 С/100 м

3

СО

2.

. Аналогичным образом могут быть составлены соотношения по уравне-

ниям (2.2) и (2.3). Расход кислорода на сжигание водорода и серы и соответ-

ствующее количество образующихся оксидов при сжигании единицы массы

топлива будут следующими (м

3

/кг):

V

о2

н

= 5,55Н/100

V

O2

S

= 0,7S/100

Из этих соотношений видно, что с учетом объемного содержания кисло-

рода в воздухе (21 %) и топливе О/(100ρ

О2

) получаем количество воздуха

теоретически необходимое для полного сгорания топлива:

V

0

= 0,0889 (С + 0,375S) + 0,265Н – 0,0333О,

где С, S, Н и О – массовые доли (%) горючих элементов и кислорода в рас-

сматриваемом топливе.

Обычно

V

0

рассчитывается для рабочей массы топлива.

Для исключения неполного выгорания топлива в топку подают количе-

ство воздуха

V

в

больше теоретически необходимого. При проектировании

котлов и анализе их работы пользуются коэффициентом избытка воздуха α,

который равен отношению, фактически подаваемому количеству воздуха к

теоретически необходимому:

α =

V

в

/

V

0

.

Избыток воздуха в топке определяет не только количество образующих-

ся продуктов сгорания, но и температурный уровень горения, интенсивность

и экономичность процесса. С ростом количества подаваемого воздуха (пре-

вышающего теоретически необходимое), увеличивается количество обра-

зующихся продуктов сгорания. Вследствие незначительного повышения теп-

лоты, вносимой воздухом, температурный уровень процесса горения

снижается.