Расчет процесса горения топлива и установки для его сжигания
Министерство образования и науки
Российской Федерации
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра металлургии цветных металлов
наименование кафедры
Курсовая работа
по дисциплине: Металлургическая
теплотехника
Расчет процесса горения топлива и
установки для его сжигания
Выполнил
Наумов Е.В.
Иркутск, 2014 г.
Содержание
Введение
. Теоретическая часть
.1 Классификация металлургических печей
.1.1 Классификация печей по принципу теплогенерации
.1.2 Классификация печей по технологическому назначению и по
режиму работы
.2 Печи для рафинирования меди
.2.1 Основные характеристики и конструкция
.2.2 Конструкция стационарной отражательной печи для
рафинирования меди
.2.3 Чертеж отражательной печи для огневого рафинирования и
её техническая характеристика
. Расчет горения топлива
.1 Задание
.2 Перевод состава топлива на рабочую массу (масс. %)
. Итоговая таблица. Характеристика различных условий процесса
горения топлива
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Топливо
- вещество
<#"793151.files/image001.gif">
Рис. 1 техническая характеристика анодных и вайербарсовых печей
В анодных печах можно перерабатывать как первичную так и вторичную
черновую медь. Первая получается из руд и концентратов, вторая при переплавке
вторичных металлов. В первичной черновой меди количество примесей, к которым
относятся мышьяк, сурьма, свинец, олово, сера, железо и т.п., составляет от
десятых долей до одного процента; во вторичной 2-4%.
Загружаемый материал может подаваться в печь как в твердом, так и в
жидком состоянии. Соотношение между твердой и жидкой фазами зависит от условий
конкретного производства. Когда загрузка целиком состоит из расплавленной
черновой меди для анодной плавки, используют печи типа конвертера, которые не
могут быть отнесены к плавильным агрегатам. В вайербарсовых печах переплавляется
катодная медь повышенной чистоты (99,90 - 99,99% Сu). Однако в ней содержатся
растворенные газы: оксид углерода, водород, сернистый ангидрид в количестве -
80 см3/кг металла, которые удаляются в процессе плавки.
Технологический процесс, осуществляемый в рафинировочных печах, протекает
в четыре стадии, которые включают в себя: загрузку и плавление металла,
окисление содержащихся в нем нежелательных примесей кислородом воздуха,
восстановление переокисленной меди и разливку металла в изложницы. К недостаткам
анодных и вайербарсовых печей можно отнести: повышенный удельный расход
топлива; низкий коэффициент использования вспомогательного оборудования
(механизмы для загрузки металла и разливочные машины), обусловленный
периодичностью процесса; применение ручного труда (съемка шлака, загрузка шихты
и т. п.). Основным направлением в совершенствовании конструкций анодных печей
следует считать создание агрегатов подового типа с непрерывным режимом работы.
Для переплавки катодов в последнее время все чаще применяют шахтные печи, а
также индукционные, дуговые и вакуумные электропечи, в которых получается
металл, обладающий высокими механическими свойствами и имеющий
электропроводность на 4-5 % выше обычной вайербарсовой меди.
.2.2 Конструкция стационарной отражательной печи для рафинирования меди
Общий вид печи представлен на рис. 2. Ее возводят на мощном фундаменте,
выполненном из бетона в виде монолитной плиты с наклонной поверхностью
корытообразной формы, на которой установлены опорные столбики из шамотного кирпича,
сечением 700x700 мм и высотой от 0,5 до 1,0 м.
Рис. 2. Общий вид анодной печи
Опорные столбики и уклон фундамента предназначены для того, чтобы
обеспечить беспрепятственный сток металла в аварийной ситуации при его прорыве
через подину, а также для создания условий эффективного охлаждения элементов
металлического каркаса печи (поперечных тяг) за счет естественной циркуляции
воздуха. На опорные столбики укладывают чугунную плиту толщиной ~ 25 - 50 мм,
которая служит основанием подины.
Под печи выполняют в виде трехслойной обратной арки, имеющей уклон в
сторону летки для выпуска металла. Между чугунной плитой и подом располагается
прослойка из жаропрочного бетона. Нижний слой арки выкладывают из шамотного
кирпича. Материал последующих слоев зависит от состава ванны. Для кислых ванн
используют динасовые огнеупоры, для основных - хромомагнезитовые,
магнезитохромитовые или периклазошпинелидные.
Стены печи возводят преимущественно из хромомагнезитового и
магнезитохромитового огнеупорного кирпича. Для теплоизоляции стен используют
шамот-легковес. Свод большегрузных печей имеет распорно-подвесное или подвесное
исполнение, обычно он изготовляется из магнезитохромитового огнеупорного
кирпича и имеет толщину 380 мм. В хвостовой части печи к своду примыкает
вертикальный боров, который служит для отвода продуктов сгорания топлива.
Рафинировочные печи в основном отапливают природным газом, реже
используют газо-мазутное отопление. Устройства для сжигания газа устанавливают
в специальных отверстиях, расположенных в передней торцевой стенке печи, к
которой со стороны печи примыкает камера для предварительного сжигания топлива.
В отдельных случаях для отопления рафинировочных печей используют
комбинированные газо-мазутные горелки. На большинстве заводов применяют горелки
типа «труба в трубе».
Шихтовые материалы и жидкая черновая медь подаются в печь через
специальные загрузочные окна в боковой стенке печи, размеры которых зависят от
габаритов загружаемых слитков и способа загрузки. Обычно ширина рабочих окон
составляет. 1,5 м, высота 1,0 м. Шлаковое окно расположено в задней торцевой
стенке печи. Отверстие для выпуска металла имеет форму щели, высота которой
соответствует уровню ванны. Оно расположено в боковой стенке печи и заделано специальной
набивочной массой. Снаружи щель закладывают съемными чугунными плитами. При
выпуске металла плиты и набивную массу из выпускной щели удаляют постепенно по
мере понижения уровня ванны. Внутренние размеры щели зависят от емкости и
назначения печи. Отношение длины ванны к ее ширине составляет величину порядка
3,5:2.
Для утилизации тепла отходящих газов рафинировочных печей используют в
основном радиационно-конвективные рекуператоры, в которых осуществляется
подогрев дутьевого воздуха до 500 - 550°С независимо от периода плавки.
Применение рекуператоров позволяет на одной печи получить экономию топлива за
счет нагрева дутья до 4 - 5 млн. м3 в год.
.2.3 Чертеж отражательной печи для огневого рафинирования и её
техническая характеристика
Рисунок 3
Таблица 1. Техническая характеристика
|
Тип печи
|
Анодная
|
Вайербарсовая
|
|
Удельная производительность, т/ (м2·опер.)
|
3 - 6
|
3 - 5
|
|
Глубина ванны, м
|
0,6 - 1,0
|
0,6 - 1,0
|
|
Удельный расход тепла, МДж/кг
|
3,6 - 5,5
|
4,5 - 6,0
|
|
Коэффициент неравномерности теплового режима печи
|
0,7 - 1,3
|
0,7 - 1,3
|
|
Продолжительность операции, ч
|
18 - 24
|
20 - 24
|
|
Максимальная температура факела, °С
|
1500 - 1550
|
1500 - 1550
|
|
Температура отходящих газов, °С
|
1250 - 1300
|
1250 - 1300
|
|
Температура подогрева воздуха, °С
|
0 - 300
|
0 - 300
|
|
Скорость газов в печи, м/с
|
2 - 4
|
2 - 4
|
|
Скорость отходящих газов в стояке, м/с
|
7 - 10
|
7 - 10
|
|
Расход технической воды, м3 /ч
|
30 - 50
|
30 - 50
|
2. Расчет горения топлива
.1 Задание
Рассчитать процесс горения топлива, заданного состава на воздухе. Состав
воздуха: 21 об. % О2 и 79 об. % N2. Коэффициент избытка
воздуха б = 1. Состав топлива: Сг = 90,0 %; Нг = 4,2 %; Nг
= 1,5 %; Ог = 2,1 %; Sг = 2,2 %; Ас = 12,0 %;
Wр = 3,0 %.
Рассчитать процесс сжигания топлива заданного состава на воздухе. Состав
воздуха: 30 об. % О2 и 70 об. % N2. Коэффициент избытка
воздуха б = 1.
Рассчитать количество кислорода воздуха, продукт полного сгорания
топлива. Определить теплотворную способность топлива, калориметрическую и
действительную температуру процессов сгорания.
Рассчитать процесс горения топлива на воздухе, обогащённом кислородом.
Состав воздуха: 100 об. % О2. Коэффициент избытка воздуха б = 1.
Рассчитать процесс сгорания топлива в обогащённом кислородом воздухе.
Состав воздуха: 21 об. % О2 и 79 об. % N2. Коэффициент
избытка воздуха б = 1,3.
Рассчитать количество кислорода воздуха, продукт полного сгорания
топлива, определить калориметрическую и действительную температуру полного
сгорания.
Рассчитать процесс горения топлива в атмосфере чистого кислорода.
Состав воздуха: 30 об. % О2 и 79 об. % N2.
Коэффициент избытка воздуха б = 1.3.
Рассчитать процесс горения топлива заданного состава в атмосфере чистого
кислорода. Состав воздуха: 100 об. % О2. Коэффициент избытка воздуха
б = 1,3.
Рассчитать количество кислорода воздуха, продукт полного сгорания
топлива, определить калориметрическую и действительную температуру полного
сгорания.
Сопоставить результаты расчета.
.2 Перевод состава топлива на рабочую массу (масс. %)
Проверка:
Мольные
объёмы O2 на 100 кг топлива заданного состава.
Расход
кислорода на горение топлива заданного состава
Так
как в топливе уже имеется 0,056 мольных объёмов O2 → из
воздуха нужно добавить 7,3575 - 0,056 =7,3015 мольных объёмов.
Определение
теплоты сгорания топлива
1. Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2
- 21 об. %; N2 - 79 об. %; б = 1.
N2 из воздуха:
мольных
объемов.
Общее
количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного
состава:
мольных
объемов.
Количество
воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Т
- теоретическая (когда все идет по стехиометрическим коэффициентам);
д
- действительный удельный расход.
Определение
состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл.
1)
Состав
и количество продуктов горения: O2 - 21 об. %; N2 - 79
об. %; коэффициент избытка воздуха б = 1
Таблица
2
|
Вещество
|
Мольные объемы
|
Молекулярный вес
|
m, кг
|
Масс. %
|
Об. %
|
|
CO2
|
6,401
|
44
|
281,644
|
25,81
|
17,81
|
|
H2O
|
1,795+0,167= = 1,962
|
18
|
35,316
|
3,24
|
5,46
|
|
SO2
|
0,059
|
64
|
3,776
|
0,35
|
0,16
|
|
N2возд
|
27,47+0,046 =27,516
|
28
|
770,448
|
70,60
|
76,57
|
|
Ʃ
|
35,938
|
|
1091,184
|
100
|
100
|
Г - объем газа = Vпр - продуктов сгорания.Г
= 
м3/кг.
При
сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 8,050 м3 газа.
1 м3
газов имеет вес 1,355 кг.
Таблица 3. Балансовая таблица сжигания топлива O2 - 21 об. %;
N2 - 79 об. %; б = 1
|
Приход
|
m, кг
|
Расход
|
m, кг
|
|
Топливо
|
100,0
|
Продукты сгорания
|
|
Воздух
|
CO2
|
281,644
|
|
О2 = 7,3015 321233,648H2O35,316
|
|
|
|
|
N2 = 27,47281769,16SO23,776
|
|
|
|
|
Всего
|
1102,83
|
N2
|
770,448
|
|
|
АР
|
11,64
|
|
|
Всего без АР
|
1091,184
|
Определение калориметрической температуры горения топлива в необогащенном
воздухе
0 - начальная энтальпия.-
масса сгоревшего топлива.пр. сг. - объем продуктов сгорания, м3.
Vпр. сг. = 8,050 м3/кг.
=
28866,74 кДж/кг.
2 0,2581 1041,48
= 268,806 ккал/м3;2O 0,0324 819,18 =26,541 ккал/м3;2 0,0035 1000,80 = 3,503 ккал/м3;2 0,7060 632,16 =446,305 ккал/м3;
2 = 21002 0,2581 1238,79 = 319,732 ккал/м3;2O 0,0324 984,68 = 31,903 ккал/м3;2 0,0035 1265,00 =4,427 ккал/м3;2 0,7060 748,02 =528,102 ккал/м3;
Рисунок 4
. Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2 - 30 об. %; N2
- 70 об. %; б = 1.
N2 из воздуха:
мольных
объемов.
Общее
количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного
состава:
мольных
объемов.
Количество
воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение
состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива (табл.
3)
Состав
и количество продуктов горения: O2 - 30 об. %; N2 - 70
об. %; коэффициент избытка воздуха б = 1
Таблица
4
|
Вещество
|
Мольные объемы
|
Молекулярный вес
|
m, кг
|
Масс. %
|
Об. %
|
|
CO2
|
6,401
|
44
|
281,644
|
35,25
|
25,10
|
|
H2O
|
1,962
|
18
|
35,316
|
4,42
|
7,69
|
|
SO2
|
0,059
|
64
|
3,776
|
0,47
|
0,23
|
|
N2возд
|
17,037+0,046 =17,083
|
28
|
478,324
|
59,86
|
66,98
|
|
Ʃ
|
25,505
|
|
799,060
|
100
|
100
|
Г = Vпр. сг. Г = 
м3/кг.
При
сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 5,71 м3 газа.
1 м3
газов имеет вес 1,399 кг.
Таблица 5. Балансовая таблица сжигания топлива O2 - 30 об. %;
N2 - 70 об. %; б = 1
|
Приход
|
m, кг
|
Расход
|
m, кг
|
|
Топливо
|
100,0
|
Продукты сгорания
|
|
Воздух
|
CO2
|
281,644
|
|
О2 = 7,3015321233,648H2O35,316
|
|
|
|
|
N2 = 17,037281477,04SO23,776
|
|
|
|
|
Всего
|
810,688
|
N2
|
478,324
|
|
|
АР
|
11,640
|
|
|
Всего без АР
|
799,060
|
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном
воздухе
0 - начальная энтальпия.-
масса сгоревшего топлива.пр. сг. - объем продуктов сгорания, м3.
Vпр. сг. = 5,71 м3/кг.
=
28866,74 кДж/кг.
1 = 18002 0,3525 1041,48 = 367,122 ккал/м3;2O 0,0442 819,18 = 36,208 ккал/м3;2 0,0047 1000,80 = 4,704 ккал/м3;2 0,5986 632,16 = 378,411 ккал/м3;
2 = 21002 0,3525 1238,79 = 436,673 ккал/м3;2O 0,0442 984,68 = 43,523 ккал/м3;2 0,0047 1265,00 = 5,946 ккал/м3;2 0,5986 748,02 = 447,765 ккал/м3;
Рисунок 5
3. Расчет процесса сгорания топлива в атмосфере чистого O2:
O2 - 100 об. %; б = 1.
N2 из воздуха:
Общее
количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного
состава:
мольных
объемов.
Количество
воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение
состава и количества продуктов горения при теоретическом расходе топлива.
Состав
и количество продуктов горения: O2 - 100 об. %; б = 1
Таблица
6
|
Вещество
|
Мольные объемы
|
Молекулярный вес
|
m, кг
|
Масс. %
|
Об. %
|
|
CO2
|
6,401
|
44
|
281,644
|
87,46
|
75,59
|
|
H2O
|
1,962
|
18
|
35,316
|
10,97
|
23,17
|
|
SO2
|
0,059
|
64
|
3,776
|
1,17
|
0,70
|
|
N2 (в топливе)
|
0,046
|
28
|
1,288
|
0,40
|
0,54
|
|
Ʃ
|
8,468
|
|
322,024
|
100
|
100
|
Г = 
м3/кг.
При
сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 1,897 м3 газа.
1 м3
газов имеет вес 1,697 кг.
Таблица 7. Балансовая таблица сжигания топлива O2 - 100 об. %;
б = 1
|
Приход
|
m, кг
|
Расход
|
m, кг
|
|
Топливо
|
100,0
|
Продукты сгорания
|
|
Воздух
|
CO2
|
281,644
|
|
О2 = 7,3015321233,648H2O35,316
|
|
|
|
|
Всего
|
333,648
|
SO2
|
3,776
|
|
|
N2
|
1,288
|
|
|
АР
|
11,64
|
|
|
Всего без АР
|
322,024
|
Определение калориметрической температуры горения топлива
0 - начальная энтальпия.-
масса сгоревшего топлива.пр. сг. - объем продуктов сгорания, м3.
Vпр. сг. = 1,897 м3/кг.
=
28866,74 кДж/кг.
1 = 18002 0,8746 1041,48 = 910,878 ккал/м3;2O 0,1097 819,18 = 89,864 ккал/м3;2 0,0117 1000,80 = 11,709 ккал/м3;2 0,0040 632,16 = 2,529 ккал/м3;
2 = 21002 0,8746 1238,79 = 1083,446 ккал/м3;2O 0,1097 984,68 = 108,019 ккал/м3;2 0,0117 1265,00 = 14,801 ккал/м3;2 0,0040 748,02 = 2,992 ккал/м3;
Рисунок 6
4. Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2
- 21 об. %; N2 - 79 об. %; б = 1,3.
N2 из воздуха:
мольных
объемов.
Общее
количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного
состава:
мольных
объемов.
Количество
воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
д
- действительный удельный расход.
Состав
и количество продуктов горения: O2 - 21 об. %; N2 - 79
об. %; коэффициент избытка воздуха б = 1,3
Таблица
8
|
Вещество
|
Мольные объемы
|
Молекулярный вес
|
m, кг
|
Масс. %
|
Об. %
|
|
CO2
|
6,401
|
44
|
281,644
|
27,82
|
19,51
|
|
H2O
|
1,962
|
18
|
35,316
|
3,49
|
5,98
|
|
SO2
|
0,059
|
64
|
3,776
|
0,37
|
0,18
|
|
N2возд
|
27,47 1,3+0,046 =35,757281001,19661,3967,65
|
|
|
|
|
|
O2возд
|
2,190
|
32
|
70,08
|
6,93
|
6,68
|
|
Ʃ
|
46,369
|
|
1392,012
|
100
|
100
|
Г = 
м3/кг.
При
сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 7,35 м3 газа.
1 м3
газов имеет вес 1,377 кг.
Таблица 9. Балансовая таблица сжигания топлива O2 - 21 об. %;
N2 - 79 об. %; б = 1,3
|
Приход
|
m, кг
|
Расход
|
m, кг
|
|
Топливо
|
100,0
|
Продукты сгорания
|
|
Воздух
|
CO2
|
281,644
|
|
О2 = 7,3015321,3303,742H2O35,316
|
|
|
|
|
N2 = 27,17281,3988,988SO23,776
|
|
|
|
|
Всего
|
1392,730
|
N2
|
1001,196
|
|
|
АР
|
11,64
|
|
|
O2
|
70,08
|
|
|
Всего без АР
|
1392,724
|
Определение калориметрической температуры горения топлива в необогащенном
воздухе
0 - начальная энтальпия.-
масса сгоревшего топлива.пр. сг. - объем продуктов сгорания, м3.
Vпр. сг. = 7,35 м3/кг.
=
28866,74 кДж/кг.
1 = 18002 0,2782 1041,48 = 289,740 ккал/м3;2O 0,0349 819,18 = 28,589 ккал/м3;2 0,0037 1000,80 = 3,703 ккал/м3;2 0,6139 632,16 = 388,083 ккал/м3;2 0,0693 668,88 = 46,353 ккал/м3;
2 = 21002 0,2782 1238,79 = 344,631ккал/м3;2O 0,0349 984,68 = 34,365ккал/м3;2 0,0037 1265,00 = 4,681ккал/м3;2 0,6139 748,02 = 459,209ккал/м3;2 0,0693 791,7 = 50,590ккал/м3;
Рисунок 7
5. Расчет процесса горения топлива при составе воздуха: O2
- 30 об. %; N2 - 70 об. %; б = 1,3.
N2 из воздуха:
мольных
объемов.
Общее
количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива заданного
состава:
мольных
объемов.
Количество
воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение
состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива
(табл. 9)
Состав
и количество продуктов горения: O2 - 30 об. %; N2 - 70
об. %; коэффициент избытка воздуха б = 1,3
Таблица
10
|
Вещество
|
Мольные объемы
|
Молекулярный вес
|
m, кг
|
Масс. %
|
Об. %
|
|
CO2
|
6,401
|
44
|
281,644
|
27,83
|
19,51
|
|
H2O
|
1,962
|
18
|
35,316
|
3,49
|
5,98
|
|
SO2
|
0,059
|
64
|
3,776
|
0,37
|
0,18
|
|
N2возд
|
17,0371,3+0,046 =22,19428621,43261,3967,65
|
|
|
|
|
|
O2возд
|
2,190
|
32
|
70,08
|
6,92
|
6,68
|
|
Ʃ
|
32,806
|
|
1012,248
|
100
|
100
|
Г = 
м3/кг.
При
сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 7,348 м3 газа.
1 м3
газов имеет вес 1,336 кг.
Таблица 11. Балансовая таблица сжигания топлива O2 - 30 об. %;
N2 - 70 об. %; б = 1,5
|
Приход
|
m, кг
|
Расход
|
m, кг
|
|
Топливо
|
100,0
|
Продукты сгорания
|
|
Воздух
|
CO2
|
281,644
|
|
О2 = 7,3015321,3303,742H2O35,316
|
|
|
|
|
N2 = 17,037281,3620,147SO23,776
|
|
|
|
|
Всего
|
1023,889
|
N2
|
621,432
|
|
|
АР
|
11,640
|
|
|
O2
|
70,080
|
|
|
Всего без АР
|
1012,248
|
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном
воздухе
пр. сг. = 7,384 м3/кг.
=
28866,74 кДж/кг.
1 = 18002 0,2783 1041,48 = 289,844ккал/м3;2O 0,0349 819,18 = 28,589ккал/м3;2 0,0037 1000,80 = 3,703ккал/м3;2 0,6139 632,16 = 388,083ккал/м3;2 0,0692 668,88 = 46,286ккал/м3;
2 = 21002 0,2783 1238,79 = 292,231 ккал/м3;2O 0,0349 984,68 = 58,884 ккал/м3;2 0,0037 1265,00 = 1,139 ккал/м3;2 0,6139 748,02 = 452,402 ккал/м3;2 0,0692 791,7 = 78,062 ккал/м3;
Рисунок 8
. Расчет процесса сгорания топлива в атмосфере чистого O2: O2 - 100 об.
%; б = 1,3.из воздуха:
Общее количество воздуха поступившее в топку при сжигании 100 кг топлива
заданного состава:
мольных
объемов.
Количество
воздуха необходимое на сгорание 1 кг (удельный расход):
Определение
состава и количества продуктов горения при действительном расходе топлива
(табл. 11)
Состав
и количество продуктов горения: O2 - 100 об. %; б = 1,5
Таблица
12
|
Вещество
|
Мольные объемы
|
Молекулярный вес
|
m, кг
|
Масс. %
|
Об. %
|
|
CO2
|
6,401
|
44
|
281,644
|
71,83
|
60,06
|
|
H2O
|
1,962
|
18
|
35,316
|
9,01
|
18,41
|
|
SO2
|
0,059
|
64
|
3,776
|
0,96
|
0,55
|
|
N2 (в топливе)
|
0,046
|
28
|
1,288
|
0,33
|
0,43
|
|
O2возд
|
2,190
|
32
|
70,08
|
17,87
|
20,55
|
|
Ʃ
|
10,658
|
|
392,104
|
100
|
100
|
Г = 
м3/кг.
При
сгорании 1 кг топлива заданного состава образуется 2,387 м3 газа.
1 м3
газов имеет вес 1,643 кг.
Таблица 13. Балансовая таблица сжигания топлива O2 - 100 об.
%; б = 1
|
Приход
|
m, кг
|
Расход
|
m, кг
|
|
Топливо
|
100,0
|
Продукты сгорания
|
|
Воздух
|
CO2
|
281,644
|
|
О2 = 7,3015321,3303,742H2O35,316
|
|
|
|
|
Всего
|
403,742
|
SO2
|
3,776
|
|
|
N2
|
1,288
|
|
|
АР
|
11,640
|
|
|
O2
|
70,080
|
|
|
Всего без АР
|
392,104
|
Определение калориметрической температуры горения топлива в обогащенном
воздухе
пр. сг. = 2,387 м3/кг.
=
28866,74 кДж/кг.
1 = 18002 0,7183 1041,48 = 748,095 ккал/м3;2O 0,0901 819,18 = 73,808ккал/м3;2 0,0096 1000,80 = 9,608ккал/м3;2 0,0033 632,16 = 2,086ккал/м3;2 0,1787 668,88 = 119,529ккал/м3;
2 = 21002 0,7183 1238,79 = 889,823 ккал/м3;2O 0,0901 984,68 = 88,720 ккал/м3;2 0,0096 1265,00 = 12,144 ккал/м3;2 0,0033 748,02 = 2,468 ккал/м3;2 0,1787 791,70 = 141,427 ккал/м3;
Рисунок 9
3. Итоговая таблица. Характеристика различных условий
процесса горения топлива
Все полученные результаты сгорания топлива при различных условиях
приведены в таблице 14
Таблица 14. Характеристика различных условий процесса горения топлива
|
Сравнительная таблица
|
|
О2 = 21 об. %
|
О2 = 30 об. %
|
О2 = 100 об. %
|
|
б =1
|
б =1,3
|
б =1
|
б =1,3
|
б =1
|
б =1,3
|
|
Qрнизш.
|
28866,74(кДж / кг)
|
|
СО2, кг
|
281,644
|
281,644
|
281,644
|
281,644
|
281,644
|
281,644
|
|
Н2О, кг
|
35,316
|
35,316
|
35,316
|
35,316
|
35,316
|
35,316
|
|
SO2, кг
|
3,776
|
3,776
|
3,776
|
3,776
|
3,776
|
3,776
|
|
N2, кг
|
770,448
|
1001,196
|
478,324
|
621,432
|
1,288
|
1,288
|
|
О2, кг
|
-
|
70,080
|
-
|
70,080
|
-
|
70,080
|
|
Vг, м3/кг
|
8,050
|
7,350
|
5,710
|
7,348
|
1,897
|
2,387
|
|
 , кг/м31,3551,3771,3991,3361,6971,643
|
|
|
|
|
|
|
|
 М,
кг1102,8301392,730810,6881012,248333,648392,104
|
|
|
|
|
|
|
|
tк, °С
|
2041
|
2198
|
2658
|
2179
|
5849
|
5001
|
|
tд, °С
|
1531
|
1648,5
|
1994
|
1634,25
|
4387
|
3750,75
|
Заключение
Целью данного расчета являлось определение расхода воздуха, количества и
состава продуктов горения, а также определение калориметрической и
действительной температуры горения при разных составах воздуха и значений
коэффициента избытка воздуха (б).
Результаты расчета показывают, что обогащение воздуха, расходуемого на горение
топлива, кислородом уменьшает расход воздуха, количество продуктов сгорания, а
следовательно, увеличивает калориметрическую температуру горения. По расчетам
мы видим, что увеличение величины коэффициента избытка воздуха приводит к
увеличению количества образующихся продуктов сгорания, что снижает начальную
энтальпию и калориметрическую температуру горения.
Исходя из выше сказанного, наиболее предпочтительным вариантом для нас
является состав воздуха: O2 - 30 об. %; N2 - 70 об. %;
коэффициент избытка воздуха б = 1,3. Существует вероятность того, что из-за
низкого коэффициента б в процессе будет недостаточно кислорода, поэтому
желательно установить б = 1,3.
печь теплогенерация медь топливо
Список используемой литературы
1. Кузьмина М.Ю. Теплотехника: программа и методические
указания к выполнению курсового проекта. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. 76с.
. Гущин. С.Н., Телегин А.С., Лобанов В.И., Корюков
В.Н. Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства: Учеб. Для
вузов. Москва: Изд-во «Металлургия», 1993. 366 с.
. Кривандин В.А., Арутюнов В.А., Мастрюков Б.С. и др.
Металлургическая теплотехника. В 2-х томах. Т. 1. Теоретические основы: Учеб.
Для вузов. Москва: Изд-во «Металлургия», 1986. 426 с.
. Кривандин В.А., Неведомская И.Н., Кобахидзе В.В. и
др. Металлургическая теплотехника. В 2-х томах. Т. 2. Конструкция и работа
печей: Учеб. Для вузов. Москва: Изд-во «Металлургия», 1986. 592 с.
. Кривандин В.А., Миткалинный В.И., Морозов В.А. и др.
Металлургическая теплотехника. Атлас: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд.,
перераб. и доп. М. Москва: Изд-во «Металлургия», 1987.
. Диомидовский Д.А. Металлургические печи цветной
металлургии. Москва: Изд-во «Металлургия», 1970. 704 с.