2020-04-12
102
Як паливо використовується сухий природний газ наступного складу: CH4 – 92.0 (% об.); C2H6 - 0,5; H2 – 5,0; CO – 1,0; N2 – 1,5.
Для спалювання 1 кг цього газу необхідно L0 кг сухого повітря. Розрахунок L0 за наступною формулою:
(3.4)
де СО, Н2, СmHn – об’ємні долі компонентів, що горять.
Звідси:
кг/кг
Виходячи з теплових ефектів реакцій згоряння компонентів палива:
H2 + 0.5 O2 → H2O + 10810 кДж/м3
CO + 0.5 O2 → CO2 + 12680 кДж/м3
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2H2O + 35741 кДж/м3
C2H6 + 3.5 O2 → 2CO2 + 3H2O + 63797 кДж/м3
Розрахуємо кількість тепла, що утвориться при згорянні 1 м3 газу:
(3.5)
де ω - об’ємна доля компоненту, %; q – питома теплота згоряння компоненту, кДж/м3.
Отримуємо:
кДж/м3
Щільність паливного газу визначимо за формулою:
(3.6)
де Мі – мольна маса компоненту, tп – температура палива, υ0 – мольний об’єм газу.
Підставивши у формулу значення отримаємо:
кг/м3
Кількість тепла, що виділяється при спалюванні 1 кг газу:
кДж/кг
Маса газів, що подається до барабану у розрахунку на 1 кг палива, що горить визначається загальним коефіцієнтом надлишку повітря α, необхідного для горіння палива та розбавлення топочних газів до температури 130°С. Значення α знаходять з рівнянь теплового та матеріального балансів:
|
|
|
(3.7)
де η – ККД топки (дорівнює 0,95); сп – теплоємність палива при 20°С, (дорівнює 1,34 кДж/(кг* К)); І0 – ентальпія свіжого повітря, кДж/кг; іс.г. – ентальпія сухих газів, кДж/кг; х0 – вологовміст свіжого повітря, кг/кг; іп=r0+спtвп, r0 – теплота випаровування води при 0°С, 2500 кДж/кг; сп – середня теплоємність водяної пари, 1,97 кДж/(кг* К); температура пари на вході у барабан tвп=130°С.
Для розв’язання цього рівняння необхідно розрахувати кількість вологи, що утвориться при згорянні газу. Перерахуємо об’ємні долі компонентів у масові:
Кількість вологи, що утвориться при згорянні 1 кг палива дорівнює:
кг/кг
Вологовміст свіжого повітря знаходимо по даних вологості повітря φ0=70%, та температурі tпов=20°С за формулою:
(3.8)
де Р – атмосферний тиск (101 кПа); рвп – парціальний тиск насиченої водяної пари при 20°С, (2340 Па).
Звідси:
кг/кг
Ентальпія атмосферного повітря визначається по формулі:
І0 = (1,01 + 1,97 * х0) * tпов + 2500 * х0 (3.9)
або
І0 = (1,01 + 1,97 * 0,01) * 20 + 2500 * 0,01 = 46,5 кДж/кг
Коефіцієнт надлишку повітря знаходимо з рівняння (3.7):
Загальна питома маса сухих газів, що утворюються при згорянні 1 кг палива та розбавлені топочних газів повітрям до температури 130°С дорівнює [3]:
(3.10)
Питома маса водяної пари у газовій суміші при спалюванні 1 кг палива:
(3.11)
Вологовміст газів на вході у барабан сушарки:
(3.12)
Ентальпія газів на вході у барабан сушарки:
|
|
|
(3.13)
