Котельные установки

Действительные объемы продуктов сгорания при полном и неполном горении

В реальных условиях работы котельных агрегатов вследствие несовер­шенства процесса смесеобразования добиться полного сгорания топлива при теоретическом количестве воздуха невозможно. Поэтому количество подавае­мого в топку воздуха VB всегда больше теоретически необходимого VB°.

Отношение действительного количества подаваемого воздуха к теорети­чески необходимому называется коэффициентом избытка воздуха:

VB а = —.

VB°

Величина коэффициента избытка воздуха выбирается в зависимости от свойств топлива, способа сжигания, конструкции топочных устройств и др. Коэффициент избытка воздуха в топке ат = 1,1-1,3.

При наличии избыточного воздуха действительный объем газов будет больше теоретического:

Vr = Vcr + VH;().

Действительный объем сухих газов, им /кг

Vr=Vco2+(a-l)VB°.

Увеличение объема газов происходит за счет объемов азота и кислорода избыточного воздуха

VN;=V°:+0,79(a-l)K Vo,=0,21(a-l)VB°, Vcr=VR0;+VN;+V0;.

Несколько возрастает объем водяных паров:

VH2o=V°2O+0,0161(a-l)VB°.

Обычно в газоходах котла разрежение. При наличии неплотностей имеет место присос воздуха в газоход котла из окружающей среды. Допустимая ве­личина присосов воздуха в топку составляет от 5 до 10 % от теоретически не­обходимого, т. е. Да = 0,05-0,1. Имеются нормативные присосы по газоходам котла.

В условиях работы котельных агрегатов в дымовых газах почти всегда имеются в большем или меньшем количестве продукты неполного сгорания топлива (СО, Н2, СН4 и др.). Если бы горючими составляющими топлива были только углерод и сера, а кислород в нем отсутствовал, то при полном сгорании топлива с теоретическим количеством воздуха процентное содержание трех­атомных газов составило бы

Vro

ROt = ———=- • 100 = 21%. -

Но в топливе содержится еще водород и кислород. Поэтому обычно R02<21 %.

Для каждого топлива, в зависимости от его элементарного состава, су-

Макс

Ществует некоторое максимальное содержание трехатомных газов К02 которое достигается при полном сгорании и при теоретически необходимом количестве воздуха. Расчет (для твердых или жидких топлив) может быть про­веден по формуле

RQ макс= V

УО СГ

Где VR(K и Vc°r подсчитываются по приведенным ранее формулам.

Пренебрегая азотом топлива, ввиду его малой величины, получается формула

Г, , Л макс 21

KlJo —-----------------------------

, Нр - 0,1260р

1 + 2,37------- !--------

Ср +0,375SP

Выражение, стоящее в знаменателе, зависит только от элементарного со­става топлива и обозначается

„ ~ -,_НР -0,1260р

Р = 2,37---------------- .

CP+0,375SP

Эта величина называется характеристическим коэффициентом топлива и для каждого топлива указывается в справочной литературе. Тогда

21

RO 2макс = ———7- °/о.

1 + Р

Для твердых топлив (3 = 0,035-0,15. Для сланцев и мазута Р = 0,2-0,35.

Для газообразных топлив р = 0,21--------- =--------- — - 0,79.

Величина коэффициента Р для природного газа Р = 0,7-0,8. Определенное по вышеприведенной формуле R02MaKC находится в пределах:

Твердые топлива R02MaKC =18-20; мазут RO 2 макс =16-17;

Природный газ R02MaK° =11-13.

Состав продуктов сгорания топлива определяется с помощью специаль­ных приборов - газоанализаторов. По принципу действия газоанализаторы де­лят на три группы.

Газоанализаторы первой группы основаны на принципе избирательного поглощения. Бывают ручные или автоматические химические газоанализаторы. Газоанализаторы второй группы основаны на принципе сравнения физических свойств газов и воздуха.

Наибольшее распространение получили электрические газоанализаторы. Они контролируют избыток воздуха путем измерения содержания С02. В них используется принцип сравнения теплопроводности воздуха и С02.

Имеются газоанализаторы для определения содержания кислорода, принцип действия которых основан на различных магнитных свойствах газов.

Еще одна группа газоанализаторов - хроматографы. Они позволяют про­вести очень точное определение содержания любых компонентов в газовой смеси.