Реакции горения

Объем продуктов сгорания и количество необходимого воздуха определяется на основании элементарных реакций горения.

- горение углерода

С+О₂=СО₂

1кмольС+1кмольО₂=1кмольСО₂

12 кг +32кг=44кг

или 1кгС+2, 67кгО₂=3, 67кгСО₂

1кгС 2, 67кгО₂

- горение водорода

2Н₂+О₂=2Н₂О

2∙ 2кг+32кг=36кг

1кгН₂+8кгО₂=9кгН₂О

1кгН₂ 8кгО₂

- горение серы

S+O₂=SO₂

32кг+32кг=64кг

1кг S+1кгO₂=2кгSO₂

1кгS 1кгO₂

Если в топливе содержится O₂, то его следует учитывать.

Для сжигания одного кг топлива потребуется кислорода в количестве:

2.67C+8H+1S, кг

Если в топливе есть кислород, то потребуется 2.67C+8H+1S – О, кг кислорода, где

О – количество кислорода, содержащее в топливе

Если для горения топлива подается воздух, содержание кислорода в котором 23%, то теоретически необходимое количество воздуха определится:

, кг/кг

учитывая, что

,

Исходные формулы для расчётов

1) теоретический объем воздуха, необходимый для горения

а) для твердого топлива

б) для газообразного топлива

2) теоретические объёмы продуктов сгорания (α =1) рассчитывается по следующим формулам:

а) для твёрдого и жидкого топлива

рабочий состав в % по массе

б) теоретические объёмы продуктов сгорания для газообразного топлива определяются:

,

где -влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1 м³.

Как правило, теоретический объём воздуха рассчитывается для рабочей массы топлива, но в топку подают воздуха больше, чем теоретически необходимо. Через неплотности топки и газоходов котлов, работающих при давлении ниже атмосферного в газовоздушный тракт котла может подсасываться дополнительное количество воздуха. По ходу движения продуктов сгорания количество присасываемого воздуха постоянно увеличивается, т.е.

за перегревателем
за промежуточным пароперегревателем
за экономайзером
за i-той поверхностью

При проектировании котлов и их топок обычно задаются коэффициентом избытка воздуха на выходе из газоходов и регламентируют .

Топка
с мет. обшивкой	0, 05
без обшивки	0, 1
Газоходы поверхностей нагрева
пароперегреватель	0, 03
переходная зона	0, 03
водяной экономайзер	0, 02
воздушный рекуператор	0, 03
воздушный регенератор	0, 2

Экономичный топочный режим горения твёрдого топлива обеспечивается при избытке воздуха в горелках

Избыток воздуха в топочной камере определяет не только количество продуктов сгорания, но и температуру в топке. Чем больше воздуха подается в топку, тем больше продуктов сгорания и тем меньше температура горения топлива.

С учётом избытка воздуха количество продуктов сгорания определится:

1) Объём избыточного воздуха

2) Объём водяных паров

3)Объём продуктов сгорания