Приведенные характеристики топлива, их взаимосвязь и влияние на количество извлекаемого из продуктов сгорания конденсата и получаемую экономию тепла

Размещено на http://allbest.ru

Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Приведенные характеристики топлива, их взаимосвязь и влияние на количество извлекаемого из продуктов сгорания конденсата и получаемую экономию тепла

Климов А. М., Кочева М. А.

Нижний Новгород

Содержание водорода Н в рабочей массе естественного и искусственного топлива из-за наличия балласта Б ниже, чем в горючей массе.

Для твердых и жидких топлив Н приняты по [1, 2, 3], а для газообразного - рассчитаны по его составу [1].

Н_о, величина Н не позволяет сопоставить различные виды топлива с позиции наивыгоднейшего применения в ступенчатых установках с контактными экономайзерами.

Поэтому, сравнение различных видов топлива по содержанию в них водорода с указанной позиции предложено производить по величине приведенного содержания водорода Н_п, % на 1000 ккал по массовой доле высшей теплоты сгорания.

Из результатов исследований видно, что повышение содержания водорода положительно влияет на все характеристики топлива и, в первую очередь, на теоретически необходимый расход сухого воздуха V_в, объем водяного пара V_в.п., на объем и состав продуктов сгорания. при коэффициенте избытка воздуха, равном 1.

Сравнение различных видов топлива по потребности в воздухе производится также по приведенной характеристике - по приведенному объему сухого воздуха при коэффициенте избытка воздуха, равном 1.

Для сухого топлива при сухом воздухе объем водяного пара в продуктах сгорания определяется также содержанием Н_п в топливе. Из естественного топлива большие значения Н_п имеют природный газ, древесина.

Приведенный объем V_в.п является одной из основных характеристик, определяющих целесообразность и эффективность применения топлива и его продуктов сгорания в ступенчатых установках с контактными экономайзерами.

Согласно полученным данным, топливо с большим значением V_в.п имеет существенное различие между высшей - Q_в и низшей - Q_н. Количественное их отношение характеризует величина а.

Чем больше эта величина, тем большую экономию тепла топлива можно получить за счет использования теплоты конденсации водяного пара продуктов сгорания. С увеличением V_в.п возрастает объемная доля rн₂о и парциальное давление Рн₂о водяного пара в продуктах сгорания - V_сумм..

Парциальное давление водяного пара является движущей силой тепломассообмена в контактном экономайзере.

С повышением парциального давления и объемной доли интенсивность тепломассообмена, характеризуемая объемным коэффициэнтом теплопередачи, возрастает в значительной степени.

Поэтому, продукты сгорания топлива с большими значениями парциального давления водяного пара и его объемной доли можно полностью осушить при прочих равных условиях в рабочей камере контактного экономайзера меньшего объема.

При использовании продуктов сгорания таких топлив в контактном экономайзере можно получить за счет теплоты конденсации водяного пара количество тепла, равное 9 - 21 % от низшей теплоты сгорания топлива.

Методика расчета приведенных характеристик органического топлива следующая. Сравнение различных видов топлива по содержанию в них водорода следует производить по формуле (1):

Нп = (Нр * 1000)/Qв, 1000 * кг * %/ккал, (1)

где Q_в - высшая теплота сгорания топлива, ккал/кг.

По формулам, аналогичным формуле (1) рассчитаны для твердого и жидкого топлива приведенные зольность А, сернистость S, влажность W, содержание азота N, содержание кислорода О.

Для сухого газообразного (неочищенного) топлива подсчет производится по следующим выражениям:

S = (1,52 * Н₂Sт * 1000)/Qв, 1000 * кг * %/ккал; (2)

О = (1,43 * (CO₂ + O₂ + 0.5CO))/Qв, 1000 * кг * %/ккал; (3)

N = (1,25 * N₂(т) * 1000)/Qв, 1000 * кг * %/ккал, (4)

где Н2Sт, N2(т) - содержание сероводорода и азота, % по объему.

Сравнение различных видов топлива по потребности в воздухе производится также по приведенной характеристике - по приведенному объему сухого воздуха при коэффициенте избытка воздуха, равном 1 по следующей формуле:

Vв₍о_,п₎ = (1000 * Vв₍₀₎)/Qв, 1000 мі/ккал, (5)

где V_в(0) - теоретический объем сухого воздуха, мі/кг (мі/ мі для газа).

По формулам вида (2) рассчитаны приведенные характеристики продуктов полного сгорания (при коэффициенте избытка воздуха, равном 1) различных видов топлива, в том числе: приведенный объем сухих газов V_с.г., суммарный приведенный объем продуктов сгорания Vсумм., приведенный объем водяного пара в продуктах сгорания V_в.п.. Для топлива рабочего состава объем водяного пара в продуктах сгорания зависит от влажности топлива и от влагосодержания воздуха, и рассчитывается по формуле (6):

Vв_.п_. = 0,111Нп + 0,0124 Wп + б * Vв₍о_,п₎ * 1,61 * d, 1000 мі/ккал, (6)

где б - коэффициент избытка воздуха, d - влагосодержание воздуха, г/кг с. возд.

Количественное соотношение высшей и низшей теплоты сгорания топлив характеризует следующий коэффициент:

а = (Qв/Qн) * 100 , % , (7)

где Q_н - низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг.

Количество конденсата, которое можно получить в контактном экономайзере при охлаждении продуктов сгорания до 0 °C, составит:

Мк = (Qг_.а./КПДг_.а.) * 0,805Vв_.п. * 0,001, кг/час, (8)

где Q_г.а. - теплопроизводительность газоиспользующего агрегата, ккал/час, КПД_г.а. - коэффициент полезного действия, газоиспользующего агрегата, %. Приведенная масса конденсата:

Мк = 0,805Vв_.п., % * кг *1000/ккал (9)

воздух топливо экономайзер сгорание

Результаты расчетов сведены в таблицу 1.

Источники

1. Климов Г. М. Возможности получения синтетической воды из продуктов сгорания природного газа, М.., ВНИИгазпром. 1972.

2. Дерпгольц В. Ф. Вода во вселенной. Л., «Недра», 1971, 223 с.

3. Розенфельд Э. И. серия. Теплотехнические характеристики топлива. Использование газа и мазута в промышленности. Т.3. Газовые горелки. М., ВИНИТИ, 1973, 123 с.

Аннотация

Характеристики топлива, их взаимосвязь и влияние на количество извлекаемого из продуктов сгорания конденсата и получаемую экономию тепла. Климов А. М., Кочева М. А. Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет (603000, Нижний Новгород).

Использование топлива во многих технологических процессах осуществляется с недостаточной эффективностью. Средний КПД использования топлива в народном хозяйстве России явно недостаточен и не превышает 35-40%, что является одной из причин создавшегося дефицита его в Европейской части России. Поэтому, определение наиболее эффективного вида топлива и повышение его эффективности является одной из актуальных задач науки и практики.

Ключевые слова: приведенные характеристики, топливо, эффективность.

Abstract.

The characteristics of the fuel, their interrelation and impact on the amount recoverable from the products of combustion condensate and the resulting savings of fuel heat. Klimov A. M., Kocheva M. A. Nizhny Novgorod State University Of Architecture And Construction (603000, Nizhny Novgorod).

The use of fuel in many industrial processes is carried out with insufficient effectiveness. The average efficiency of fuel utilization in the national economy of Russia is obviously insufficient and does not exceed 3540%, which is one of the reasons for this deficit in the European part of Russia. Therefore, determining the most effective type of fuel and its efficiency is one of the urgent problems of science and practice.

Размещено на Allbest.ru