ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОАУДИТА

РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА

Расчет сводится к определению количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива, продуктов горения, а также температуры и эн­тальпии дымовых газов. Расчет твердого и жидкого топлива ведут по соот­ношениям масс веществ, участвующих в реакциях, а для газообразного то­плива - по объемным соотношениям.

Для полного сжигания 1 кг углерода С требуется 1,866 м3 кислорода О2, в результате чего образуется 1,866 м3 двуокиси углерода СО2 и выделя­ется 34 МДж (34 000 кДж) теплоты: С + О2 = СО2 + Q.

Для полного сгорания ! кг серы S требуется 0,7 м3 кислорода О2, в ре­зультате образуется 0,7 м3 сернистого газа 8О2 и выделяется Ш,5 МДж теп­лоты: S + О2 = 8О2 + Q.

Для полного сгорания ! кг водорода Н2 требуется 5,6 м3 кислорода О2, образуется И,2 м3 водяного пара Н2О и выделяется j2j,5 МДж теплоты: 2Н2 + О2 = 2Н2О + Q.

Для полного сгорания ! м3 метана СН4 требуется 9,52 м3 воздуха V, об­разуется j0,52 м3 дымовых газов, содержащих СО2 и водяные пары Н2О, и выделяется 36,5 МДж теплоты: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q.

При полном сгорании топлива дымовые газы содержат углекислый газ СО2, сернистый газ 8О2, азот топлива и воздуха N2, неиспользованный при горении кислород О2 воздуха, водяной пар Н2О, полученный за счет окис­ления водорода топлива, испарения влаги, содержащейся в топливе и вне­сенной с влажным воздухом. Для полного горения топлива необходимы: достаточное количество воздуха; хорошее перемешивание воздуха с топли­вом; высокая температура в топке (не менее 700 °С на выходе); достаточ­ное время пребывания топлива и окислителя в топке; постоянный отвод продуктов сгорания из топки.

При неполном сгорании топлива образуются вредные для человека и окружающей среды оксиды азота (NО, NО2), серы (8О2), углерода СО (угарный газ), а также сажа, которая осаждается на экранных и конвектив­ных трубах, снижает теплопередачу от топочных газов к теплоносителю, что приводит к уменьшению КПД и перерасходу топлива. Кроме того, сажа может самовозгораться, что приводит к авариям.

Полнота сгорания топлива определяется двумя способами:

J) с помощью газоанализаторов - по показаниям состава уходящих топочных газов оценивается полнота сгорания и избыток воздуха;

2) визуально - по цвету пламени и дыма. При полном сгорании цвет пламени в разогретой топке голубовато-фиолетовый или прозрачно - соломенный, а цвет дыма: бесцветный, прозрачный, невидимый для глаза - летом и светло-серый или белый - зимой. При неполном сгорании цвет пламени оранжево-красный, с темными язычками, непрозрачный, а цвет дыма - серый, ближе к темному, непрозрачный.