Читальный зал -->  Изменение энтропии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74

в нормальных условиях объем 22,4 м, масса 1 кмоля СО равна 28, а Н2 - 2 кг, то Qqq = = 10 100 кДж/кг, а Q =121 ООО кДж/кг.

15.5. S = 10SJ/Q/=0,75 и 2,7 г/МДж для мазута и угля. Таким образом, выбросы серы при сжигании подмосковного угля будут в 2,7/0,75 = 3,6 раза выше, чем высокосернистого мазута.

15.6. Уменьшается, поскольку с увеличением содержания в топливе кислорода увеличивается доля связанных с ним (т. е. сгоревших ) горючих - углерода и водорода (см. также формулу Менделеева),

15.7. В 1,5 раза,

16,1, Мощность, выделяющаяся в топке, Q = Q,/0,9= 16,67 МВт,

Оценочный расчет. Принимая теплоту сгорания воздуха равной 3,8 МДж/м, получим для обоих топлив теоретически необходимый расход воздуха S К s= 16,67/3,8 = = 4,39 mVc, Действительный расход BV,- = 01, (б1/ ) = 5,48 mVc (в нормальных условиях). Объем продуктов сгорания антрацита примерно равен объему воздуха. Количество сжигаемого доменного газа равно S = Q/Qi = = 16,67/4 = 4,17 м/с. Объем продуктов сгорания при его сжигании {ВУг)х(ВУя) +В = = 9,65 м/с (в нормальных условиях).

Точный расчет. Доменный газ. Гореть могут четыре компонента по реакциям; CH4-b202 = C02-f 2Н2О; Н2 + 0,5О2 = Н2О; СО + 0,5О2 = СО2; H2S-f 1,502 = H20 + S02, Стехиометрические коэффициенты при О2 указывают количество кубометров кислорода, теоретически необходимое для сжигания 1 м соответствующего газа. Учтя объемные содержания этих газов в 1 м доменного и поделив на объемное содержание кислорода в воздухе (0,21), получим

И = (2гсн+0,5.,+0,5гО +

+ 1,5гн5)/0,21 =

= 0,781 м/м; (BV) = Bay =

= 4,17.1,25-0,781=4,07 м-/с

Продукты сгорания состоят из газов, образующихся в результате написанных выше реакций, плюс СО2 и N2, содержащихся в доменном газе, и плюс азот и избыточный кислород воздуха:

= Зсн, + н, + со + 2гнз + со, + + + 0,79а, V4 0,21 (а - 1) 1/ =

= 3 0,003 + 0,027 -)- 0,28 -)~ 2 0,003 + 0,102 + 0,585+ 0,79 1,25-0,781 +0,21(1,25 - 1)Х Х0,781 = 1,82 mVm; flVr = 4,17. 1,82 = = 7,59 м/с. Производительность вентилятора К,е т = ЯК, (273 + 20)/273==4,37 mVc Производительность дымососа Viu i = flVr (273 + + 200)/273=13,1 м7с.

Антрацит. По формуле (16.3):

1/ = 0,033 (2,67.бЗ,8 + 8- 1,2 + l,7--l,3)=5,95 mVkc.

3=16,67/22,56 = 0,739 кг/с; BV,= = 0,739-1,25-5-95 = 5,5 мГс.

По формуле (16.6) =0,0168(63,8 +

+ 0,375- 1,7)= 1,08 м7кг.

По формуле (16.7) Vfjo=0,ll 1-1,2 +

+ 0,0124-8,5 = 0,239 м/кг.

По формуле (16,5) V, = 1,08 + 0,239 + + 0,79- 1,25-5,95 + 0,21 (1,25 - 1) - 5,95 = = 7,51 м7кг,

а 1/ = 0,739-7,51 =5,55 м/с, 1/ е , = 5,9 м/с; 17яы =9,62 mVc,

Таким образом, для антрацита (как и для большинства твердых топлив) оценочный расчет дает достаточно точный результат, а для доменного газа завышает расходы воздуха и продуктов сгорания примерно на 30 %. Для прикидочных расчетов это приемлемо.

16.2. Антрацит. В соответствии с формулами (16.8) и (16.11)

Qr = (VrCfOiООО - {V,crt)mQ = = 7,51 1,1 1,916-1000-7,51 1,1-893-800 = = 1 665 ООО Дж/кг;

SQr = 0,739- 1,665- 10 = 1,23- 10 Вт = = 1,23 МВт.

Доменный газ. Qi = = 1,82 1,1 916 1 ООО - 1,821,1 893 - 800 = = 403 600 Дж/м; SQ = 0,4036-10 4,17 = = 1,683-10 Вт= 1,683 МВт.

16.3. л; = с;г = 1,1 916-1000 =

= 1,008-10 Вт для обоих топлив.

16.4. В таблице нужно привести в зависимости от температуры значения энтальпии продуктов сгорания Я? данного топлива при а,= 1, а также значения энтальпии воздуха Яв, теоретически необходимого для полного сжигания единицы количества данного топлива. Тогда энтальпия продуктов сгорания выражается как Яг = Я? + (ав-1) Я2.

16.5. л, ,,<,= 11ю./г= 1,08/7,51 =

= 0,144; rQ = 0,032 Го=0,21 (1,25-

- 1) 5,95/7,51 =0,042; гм, = 0,79-1,25X

Х5,95/7,51 =0,782. Таким образом, основными компонентами продуктов сгорания

являются азот (78,2%) и диоксид углерода

(14 %.

17.1. Объем сухих продуктов полного сгорания антрацита (пренебрегаем его ничтожным изменением в связи с наличием 1 % СО) К, ,= 1/,- 1/Q=7,51 -0,239 = 7,27 мкг.

Объем СО, полученный при сгорании 1 кг антрацита, V(.Q = r(.QV = 0,0\ -7,27 = = 0,0727 м/кг. В соответствии с формулой (17.2) Q, = 0,0727-12640 = 919 кДж/кг = = 0,919 МДж/кг; (?, = 100Q,. /Q.= ЮОХ Х0,919/22,56 = 4,1 %. 17.2.

0 . = 32,65

+

100-л.

Ю \ 100-Гу у

-а + пр 100

= 32,65 ° .0,85) =

100 V 100- 10 J

= 0,706 МДж/кг; = 100 - 0,706/22,56 =

= 3,1 %.

17.3. VssQf/3,8 = 36,7/3,8 = 9,66 мм (если считать, что природный газ состоит из одного метана, то в соответствии с реакцией его горения, написанной в примере 16.1, V° = = 2/9,21=9,52 м/м); 1/= 1,2-9,66 =

= 11,6 mVm.

17.4. В предположении, что 1 м воздуха при полном сгорании с любым топливом выделяет 3,8 МДж теплоты, необходимое количество воздуха при заданной мощности котла от типа топлива не зависит. Точные отношения Qi/V равны для мазута 3,8 мVMДж, а для природного газа 3,78 мVMДж, т. е. и при точном расчете расход воздуха не изменится.

17.5. Котлы такой небольшой мощности могут иметь либо слоевую топку, либо с кипящим слоем, но в слоевой топке уголь с такой большой зольностью, да еще спекающийся, гореть не будет. По формуле (17.7) (она пригодна и для топок с кипящим слоем) (?,j = = 3,8-3-273/1,2 (273+ 850) = 2,31 МВт/м = . Площадь топки /? = 15/2,31 =6,5 м. Объем топки =Q/<7,= 15/0,350 = 43 м Грубо счи-

тая топку призмой, найдем ее высоту h = = 1 Л = 43/65,5 = 6,6 м.

17.6. Камерный.

17.7. Для такой мощности применяют только камерные топки. Тепловая мощность топки равна 1200/0,4 = 3000 МВт. При тепловом напряжении объем </,= 150 КВт/м V = = 20 000 м\

17.8. Из 1 моля S с молекулярной массой 32 г/моль образуется по реакции S +02 = 802 один моль SO2 с молекулярной массой 64 г/моль. Следовательно, масса SO2 будет в 2 раза больше массы сгоревшей серы.

Грубо считая, что объем продуктов сгорания равен объему воздуха и что теплота полного сгорания 1 м воздуха равна 3,8MДж/м получим: концентрация ЗОг 2. 5 -103,8/а, = 3550 и 12 670 мг/м соответственно для мазута и подмосковного угля. Для достижения ПДК продукты сгорания надо разбавить примерно в 7-10 и 25-10 раз.

17.9. По стехисметрическому уравнению на 32 кг серы (1 кмоль SO2) нужно иметь 40 кг Са (1 кмоль СаО), т.е. 100кг (1 кмоль) СаСОз. С учетом содержания серы в угле и необходимого избытка Са расход СаСО;в =

= 2,5--!--1- = 0,476 кг СаСОз на 1 кг oZ 1 ии

угля.

17.10. Поскольку теплота сгорания сжиженного газа больше, чем природного (см. табл. 15.1), его расход должен быть в 88,5/36,7 = 2,4 раза меньше. При одинаковых (примерно) скоростях истечения больше отверстий должен иметь насадок для природного газа.

17.11. Для сжигания 1 м метана теоретически необходимо 9,62 м воздуха (см. решение примера 17 3). В смеси на 1 м СН4 приходится (100 -5)/5= 19 м воздуха, т.е. а, = 19/9,62 2. Дополнительный воздух подмешивать не надо. Для сжиженного газа (см. табл. 15.1) К = 88,5/3,8 = 23,3 mVm В этом случае в смеси а,= 19/23,3 = = 0,815 и для получения а,= 1,2 нужно подмешивать дополнительный воздух.

18.1. Нельзя, поскольку не будет обеспечена разница весов воды в опускных трубах и пароводяной смеси в испарительных (подъемных), т.е. не будет движущей силы естественной циркуляции. Это связано с тем, что (согласно § 4.2) в критическом состоянии удельные объемы (и плотности) воды и пара

одинаковы; т. е. в теплообменных трубах котла движется единая рабочая среда .

18.2. Составляющие тепловых потерь указаны в формуле (18.5). Из них потери теплоты от химической неполноты сгорания Q3 и от механического недожога Q, для современных котельных агрегатов невелики, что связано с высоким совершенством горелочных устройств (см. гл. 17). Несколько больше потери в окружающую среду через ограждение (стены) котла, но и они обычно не превышают 2,5 %, поскольку плотные относительно холодные экраны топки и изоляционный слой обмуровки как топки, так и газоходов достаточно надежно защищает котел от теплопотерь в окружающую среду. Наибольшие теплопотери (5 % и более) составляют потери с уходящими газами, поскольку они удаляются из котла с температурой ПО-150 С (см. §18.1), что намного превыщает температуру окружающей среды.

18.3. При расчете КПД котла по принятой в нашей стране методике [формула (18.7)1 теплота, подведенная единицей топлива, принимается равной низшей теплоте его сгорания Q. Если уходящие газы охладить до температуры, при которой сконденсируются водяные пары, полученные от сжигания водородной составляющей топлива (около 56 °С при сжигании природного газа), то использованная теплота будет превышать Qi Таким образом, в формальном расчете по (18.7) числитель может превысить знаменатель, т. е. рассчитанная таким образом величина КПД может быть больше 100 %. Кроме того, температуру уходящих газов принципиально можно снизить почти до температуры атмосферного воздуха, используя их теплоту для нагрева относительно холодных сред, например воды тепловой сети, подпиточной (добавочной) воды котельной, природного газа (имеющего обычно температуру, близкую к О С). Приэтом следует помнить, что дополнительная теплота от конденсации водяных паров существовала всегда, но ввиду технических трудностей ее использования не учитывалась в расчетах.

18.4. Зола, включающая в себя негорючие минеральные примеси (§ 15.1), размягчается или плавится в высокотемпературных зонах топки котла. Основная часть (до 85 %) мелких пылевидных частиц золы пылеугольного котла транспортируется топочными газами в верхнюю низкотемпературную зону топки.

где снова затвердевает и в виде летучей золы уносится из котла с уходящими газами. Часть (около 15%) золоных частиц, попавших в нижнюю зону факела, выпадает в холодную воронку вследствие отсутствия там восходящего потока топочных газов. Кроме того, тяжелые крупные агломераты столкнувшихся и слипшихся золовых частиц выпадают вниз и из центральных зон топки. Вся эта, обычно спекшаяся, масса золовых частиц, скопившаяся в нижней части топки, носит название шлак . Таким образом, зола и шлак котла различаются только внешним видом. При сжигании крупнокускового топлива на колосниковой решетке в шлак переходит большая часть золы.

18.5. Тракт воды и пара (см. рис. 18.2, 18.1) включает в себя линию подачи питательной воды, водяной экономайзер, барабан котла, опускные и испарительные (кипятильные) трубы, линию насыщенного пара, пароперегреватель и линию отвода перегретого пара.

18.6. В котле-утилизаторе не сжигается топливо. В него поступают горючие газы (продукты сгорания топлива) из другого технологического агрегата, например плавильной или нагревательной печи. Именно в топке этого агрегата и сжигается топливо, часть теплоты сгорания которого используется в самом агрегате, а оставшаяся часть в котле-утилизаторе.

18.7. Можно, такие котлы (обычно водогрейные малой производительности) существуют. Эта компоновка котла называется башенной, но она применяется редко, когда можно обойтись без дымососа (работать на естественной тяге при высокой температуре уходящих газов) и установить дымовую трубу над котлом.

Котельная установка большой мощности получается при такой компоновке излишне громоздкой и высокой. Кроме того, низкая температура дымовых газов не обеспечивает котлу естественную тЯгу, т. е. возможность эвакуировать из котла продукты сгорания за счет одной только дымовой трубы без дымососов. И дымосос, и крупная дымовая труба устанавливаются на фундаменте примерно на том же уровне, что и фундамент котла. Такое расположение дымососа предполагает наличие нисходящего газохода для подвода к нему уходящих газов. В этом газоходе и располагаются обычно хвостовые поверхности нагрева.

19.1. Раньше дымовая труба обеспечивала естественную тягу, создававшуюся за счет

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.