Продуктов сгорания воздуха

Коэффициент избытка воздуха в топке αт принимают в зависимости от вида топлива и способа его сжигания. Избыток воздуха, по мере движения продуктов сгорания по газоходам котельного агрегата, увеличивается. Это вызвано тем, что для котлов, работающих под разрежением, давление продуктов сгорания в топке и газоходах меньше барометрического давления окружающего воздуха. Поэтому через обмуровку происходит присос атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата. При расчетах температуру этого воздуха принимают 20…30 °С, а значения присосов воздуха – по нормативным данным.

Для выполнения теплового расчета газовый тракт котельного агрегата делят на ряд самостоятельных участков в зависимости от типа котла. Коэффициент избытка воздуха для каждой поверхности нагрева подсчитывают путем прибавления к αт соответствующих присосов воздуха Δα, а в результате такого суммирования имеем – Σ Δα.

Присосы воздуха Δα для каждого элемента котла равны:

• 0,05 – для первого конвективного пучка (газохода), фестона (с камерой догорания), пароперегревателя, воздухоподогревателя;

• 0,1 – для второго конвективного пучка (газохода), конвективной шахты, чугунного и стального экономайзера с обшивкой;

• 0,15…0,2 – для чугунного экономайзера без обшивки.

Теоретические объемы воздуха V⁰, трехатомных газов V_RO2, азота V⁰_N2, водяных паров V ⁰_H2O, м³/м³ или м³/кг, выбирают из [5, табл. 2.8 или 2.9] для соответствующего вида топлива. Средний коэффициент избытка воздуха α_ср для каждой поверхности нагрева определяют как среднее арифметическое значений коэффициента избытка воздуха до α' и после α'' газохода. Результаты расчета действительных объемов продуктов сгорания по газоходам теплогенератора сводят в таблицы. Расчеты выполняют на 1 м³ природного газа или на 1 кг жидкого топлива.

Количество теплоты, содержащейся в воздухе или продуктах сгорания, называют теплосодержанием или энтальпией. Расчет энтальпий продуктов сгорания производят для каждой поверхности нагревапри действительных коэффициентах избытка воздуха, когда α > 1. Причем расчет производят для всеговозможного диапазона температур топочных газов и соответствующей поверхности нагрева 100…2000°С.

Вначале вычисляют энтальпию газов – трехатомных, азота, водяных паров и воздуха, при соответствующей температуре в топке, фестоне и конвективном пучке для водогрейного котла или топке, газоходе и водяном экономайзере для парового котла.

При расчете для каждой поверхности нагрева рекомендуется определять значения энтальпий лишь в пределах, немного превышающих реально возможные температуры. Температуру топочных газов, °С, задают в диапазонах: для топки и камеры догорания – 800…2000, фестона – 800…1100, пароперегревателя – 600…1000, конвективных пучков (газоходов) – 200…900, водяного экономайзера и воздухоподогревателя – 100…300.

Энтальпию трехатомных газов I_RO2, азота I⁰_N2, водяных паров I⁰_H2O, избыточного воздуха ΔI_в, вычисляют по формулам:

I_RO2 =V_RO2 · (cϑ)_RO2;

I⁰_N2= V ⁰_N2 · (cϑ)_N2;

I⁰_H2O = V⁰_H2O· (cϑ)_H2O;

ΔI_в = (α _i −1) ·V⁰ · (cϑ)_в,

где V⁰, V_RO2, V⁰_N2, V⁰_H2O – теоретические объемы соответственно воздуха, трехатомных газов, азота и водяных паров, м³/м³ или м³/кг; (сϑ)_RO2, (cϑ)_N2, (cϑ)_H2O, (cϑ)_в – энтальпии 1 м³ трехатомных газов, азота, водяных паров и воздуха, кДж/м³, кДж/кг.

Общую энтальпию продуктов сгорания I_г (последний столбец) при соответствующих температуре и коэффициенте избытка воздуха вычисляют суммированием числовых значений по горизонтали:

I_г= I_RO2+ I⁰_N2+ I⁰_H2O+ ΔI_в.

По расчетным данным, на миллиметровой бумаге, в удобном для прочтения масштабе, строят диаграмму I – ϑ продуктов сгорания. Построенная диаграмма I – ϑ, для продуктов сгорания данного вида топлива позволяет в последующих расчетах по температуре топочных газов определять их энтальпию или, наоборот, по энтальпии продуктов сгорания – их температуру.