Котельные установки

Теоретически необходимое для горения количество воздуха

Горением является химический процесс взаимодействия вещества с окислителем, сопровождающийся интенсивным выделением тепла. Характерной особенностью процесса горения является быстрота протекания реакции. Этим горение отличается от других окислительных процессов, про­текающих с медленным выделением тепла (например гниение). Роль окисли­теля в котельных установках играет кислород атмосферного воздуха.

В процессе окисления горючих веществ происходят сложные химиче­ские превращения, которые не могут быть описаны простыми уравнениями. Уравнения химических реакций отдельных горючих составляющих топлив дают лишь материальный баланс соответствующих итоговых реакций, не от­ражая при этом истинного механизма процесса окисления веществ. Продукта­ми полного сгорания топлива являются углекислый газ (СО2), сернистый газ (S02) и вода (Н20).

Подсчитаем количество воздуха, необходимого для полного сгорания топлива и объемы продуктов сгорания

С + 02 = С02; 12,01 кг С + 32 кг 02 = 44,1 кг С02.

При сгорании 12 кг углерода расходуется 32 кг кислорода и получается 44 кг С02. То есть на 1 кг С приходится примерно 2,66 кг 02. При горении серы

S + 02 = S02; 32,6 кг + 32 кг = 64,06 кг.

Или на 1 кг серы расходуется примерно 1 кг кислорода. При горении водорода:

2Н2 + 02 = 2Н20; 4,032 кг + 32 кг =36,032 кг.

Или на 4,032 кг водорода расходуется 32 кг кислорода и получается

36,032 кг воды.

Для полного сгорания 1 кг рабочей массы топлива, элементарный состав которого выражается в процентах по весу, количество теоретически необхо­димого кислорода, с учетом содержащегося в топливе кислорода, может быть определено (кг/кг):

Гф Sp ТТР Г»Р

Т о о г, °ор+к о ГІ W.

Ln =2,6------- 1-- !---- 1-8---------- кг/кг.

100 100 100 100

Учитывая, что в воздухе содержится 23,2 % кислорода по массе (а по объему 21 %), получаем теоретическую потребность в воздухе

_ L°o: • 100 _ 2,66CP + S^+K + 8HP - Op 100 кг воздуха

R> * ■

23,2

23,2 кг топлива

Учитывая, что плотность воздуха рв = 1,293 кг/нм, подсчитываем коли­чество теоретически необходимого воздуха в объемных единицах:

V° = —— = 0,0889СР + 0,266НР + 0,0333 (Sp - Ор)

Аналогично выводится формула и для сжигания газообразного топлива:

0,5СОТ +0,5Щ + 2,0СЩ + 1,5Н2рт +