Цей посібник призначений для студентів технічних спеціальностей, які вивчають тепло- і масообмін і металургійну теплотехніку.
РОЗРАХУНОК ГОРІННЯ ПАЛИВА
Паливом, за визначенням Д.І. Менделєєва, називаються в техніці речовини, використовувані для отримання теплової енергії в промисловому масштабі. Перетворення хімічної енергії палива в теплову відбувається в процесі окислення горючих складових палива киснем повітря. Високотемпературне окислення горючих речовин, що супроводжується значним виділенням теплової енергії, називається горінням.
В даний час для опалення промислових печей і теплових пристроїв найбільшого поширення набули газові (природний, доменний, коксовий гази) і рідкі (мазут) палива. Нерідко паливо використовуються не в чистому вигляді, а в суміші двох і більше газів. У деяких випадках суміш складається з трьох компонентів (наприклад, коксодоменний суміш з добавкою мазуту).
У зв'язку з тим, що металургійні процеси вимагають теплоту високотемпературного потенціалу, що застосовуються палива в цьому випадку повинні при горінні розвивати високу температуру, отже, мати високу температуру горіння. При спалюванні палива в промислових печах в якості окислювача використовують кисень, що міститься в повітрі. При необхідності повітря може збагачуватися киснем, що виробляються в кисневих установках.
Розрахунок робочої маси палива
Точний розрахунок процесу горіння палива на основі фізико-хімічних закономірностей можливий тільки для випадку повного горіння при стехіометричних співвідношеннях палива і окислювача. На практиці ж горіння палива відбувається з коефіцієнтом витрати повітря n, відмінним від 1, і істотно залежить від якості перемішування компонентів горіння - палива і повітря.
Метою розрахунку горіння палива є визначення теплоти його згоряння, необхідної кількості повітря для повного горіння, кількості, складу і щільності продуктів горіння, теоретичної та дійсної температури горіння.
Тверді і рідкі палива складаються з вуглеводнів складного складу і баласту (золи і вологи). Хімічний склад їх зазвичай представляють поелементно: C - вуглець, H - водень, O - кисень, N - азот і горюча сірка - S = SОР + SК. що складається з органічної та Колчедан сірки.
У паливі розрізняють органічну, горючу, суху і робочу маси.
де Mрас - розраховується маса компонента палива;
Mзад - задана маса компонента палива;
Кm - коефіцієнт-множник перерахунку одного виду маси
палива в інший.
Коефіцієнти-множники Кm для перерахунку складу
твердого та рідкого палива на різні маси
Газоподібні палива розраховуються з урахуванням змісту в них водяної пари, що визначаються за вологовмісту газу dГ. г / м 3.
Для коксового і доменного газів ця величина може бути визначена за умови насичення для відповідної температури газу по дод. 1.
кубічному метру сухого газу, г / м 3. За отриманого значення вмісту водяної пари в газі визначається коефіцієнт перерахунку Кв складу газу з сухого на вологий (робочий склад).
Перерахунок складу газу з сухого на вологий здійснюється за формулою
Кв - коефіцієнт перерахунку на вологий газ.
Перерахунку підлягають усі компоненти газу, включаючи баластні складові.