1.3. Топочный газ Примеры W

1.3. Топочный газ
Примеры
Пример № 11. Древесное топливо, имеющее относительную
влажность Wот = 40%, сжигают в топке с коэффициентом полезного
действия  = 0,88 при коэффициенте избытка воздуха  = 2,4.
Определить высшую теплотворную способность топлива, а также
массу топочного газа и водяного пара, образующихся при сгорании
М = 5 т топлива.
Решение. Определяем содержание основных элементов в
рабочем топливе по формуле (1.27):
49,2  (100  40)
Ñð 
 29,52 %;
100
Нр = 3,66%; Ор = 25,20%; Zр = 1,20%.
1
Рис. 1.3. Id-диаграмма топочного газа
2
Высшую теплотворную способность топлива рассчитываем,
используя формулу (1.30):
Qв = 33929,52 + 12563,66 – 10925,20 = 11 857,44 кДж/кг.
По формуле (1.31) находим количество воздуха, теоретически
необходимое для сжигания 1 кг топлива:
g0 = 0,11529,52 + 0,3453,66 – 0,04325,20 = 3,57 кг/кг.
Применяя формулы (1.32) и (1.33), определяем массу сухого
топочного газа и водяного пара, образующихся при сгорании 1 кг
топлива:
gг = 1 + 2,43,57 – 0,01(1,20 + 93,66 + 40) = 8,83 кг/кг,
gп = 0,01(93,66 + 40) = 0,73 кг/кг.
При сжигании Мт = 5 т топлива образуется топочного
газа и пара
Gr  g r  M ò  8,83  5000  44150 кг,
Gп = 0,735000 = 3650 кг.
Ответ: Qв = 11857,44 кДж/кг; Gг = 44150 кг; Gп = 3650 кг.
Пример № 12. В топке, имеющей коэффициент полезного
действия  =0,9, сжигаются отходы лесопильного цеха со средней
влажностью Wот = 45%. Количество воздуха, поступающего в топку, в
четыре раза превышает теоретически необходимое для его сгорания.
Параметры
воздуха
составляют:
энтальпия
I0 = 20 кДж/кг,
влагосодержание d0 = 5 г/кг. Определить энтальпию, влагосодержание
и температуру образующегося топочного газа.
Решение. По формуле (1.27) определяем содержание элементов
в рабочем топливе:
Ср = 0,0149,2(100 – 45) = 27,06%;
Нр = 3,36%; Ор = 23,10%; Zр = 1,10%.
По формулам (1.30) и (1.31) рассчитываем высшую
теплотворную способность топлива и теоретически необходимое для
его сжигания количество воздуха:
Qв = 33927,06 + 12563,36 – 10923,10 = 10 875,60 кДж/кг;
g0 = 0,11527,06 + 0,3453,36 – 0,04323,10 = 3,28 кг/кг.
Массу топочного газа и водяного пара, образующихся при
сгорании 1 кг топлива, находим по формулам (1.32) и (1.33):
gг = 1 + 43,28 – 0,01(1,10 + 93,36 + 45) = 13,36 кг/кг;
gп = 0,01(93,36 + 45) = 0,75, кг/кг.
Теперь можно рассчитать энтальпию и влагосодержание
топочного газа. Для этого используем формулы (1.28) и (1.29):
3
10875,60  0,9  4  3,28  20
 752,2 кДж/кг;
13,36
1000  0,75  4  3,28  5
d
 61,0 г/кг.
13,36
По табл. 3 приложения принимаем теплоемкость воздуха и водяного пара для диапазона температуры 0–10000С:
св = 1,0938 кДж/(кгК); сп = 2,1700 кДж/(кгК). Решая уравнение (1.26)
относительно температуры, находим
I  2,501  d
752,3  2,501  61,0
t

 489,1 0С.
ñâ  0,001  d  cï 1,0938  0,001  61,0  2,17
Для диапазона температуры 0–5000С уточняем значения
теплоемкостей: св = 1,0476 кДж/(кгК); сп = 1,9967 кДж/(кгК). С
учетом этого температура топочного газа будет равна
752,3  2,501  61,0
t
 512,9 0С.
1,0476  0,001  61,0  1,9967
Ответ: I = 752,3 кДж/кг; d = 61,0 г/кг; t = 512,90С.
I
4