Низшую теплоту сгорания газообразных углеводородов находят по формуле [5] через произведение объемной доли компонента на его низшую теплоту сгорания:
Также для твердых топлив существует формула Дюлонга.
Неполное сгорание учитывается увеличенным расходом воздуха (см. ниже) при расчете котла-утилизатора.
По расчету реакций окисления составляется таблица материального баланса.
Температуру сгорания определяют по формуле:
через теплоту сгорания топлива, теплоту диссоциации воды и диоксида углерода, объем продуктов сгорания (на единицу топлива), объемную теплоемкость продуктов сгорания.
Температура продуктов сгорания находится по энтальпии продуктов сгорания:
Вывод формулы для
Температура продуктов реакции при аналитической интерполяции см. [7,с.21].
В расчете процесса горения находят:
– материальный баланс,
– теплоту сжигания смеси
– объемные доли и парциальные давления трехатомных продуктов сгорания,
– энтальпию отходящих газов,
– постоянные расчетного уравнения энтальпии продуктов.
3. Расчет котла-утилизатора
Коэффициент избытка воздуха показывает степень конверсии воздуха в процессе сжигания:
то есть равен отношению действительного количества воздуха к теоретическому по процессу.
Количество избыточного воздуха:
Для теоретического расхода воздуха объем продуктов сгорания:
Избыточный воздух увеличивает количество водяного пара по сравнению с теоретическим количеством на величину Δ:
Теоретически необходимое количество воздуха на сжигание 1 куб.м смеси из утилизируемого с добавляемым топливом (газом) [6]:
В формуле обозначении «
показывает воздух для полного сжигания природного газа в объеме 1 куб.м.
Индекс «ПГ» используется для случая применения природного газа, «ОГ» для отходящих газов.
Доля природного газа в единицах объема в смеси [6]:
(суммарный расход газа состоит из газов с индексами «ОГ» и «ПГ»).
Объемы продуктов сгорания [6]:
– действительный объем водяного пара (в куб.м/куб.м):
влагосодержание отходящих газов (в г/куб.м):
(
– объем азота теоретический (в куб.м/куб.м):
– объем трехатомных газов (в куб.м/куб.м):
– объем избыточного воздуха (в куб.м/куб.м):
Суммарно
Объемные доли [6]:
– водяного пара:
– сухих трехатомных газов:
– трехатомных газов