Коэффициент избытка воздуха показывает: Коэффициент избытка воздуха - это... Что такое Коэффициент избытка воздуха?

Содержание

Коэффициент избытка воздуха — это… Что такое Коэффициент избытка воздуха?

Коэффициент избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха: отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы К. и. в. в камере сгорания может изменяться от значений меньше единицы до нескольких десятков.

Коэффициент давления в аэродинамике
Коэффициент надёжности

Полезное

Смотреть что такое «Коэффициент избытка воздуха» в других словарях:

Коэффициент избытка воздуха — (альфа) отношение массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к массе воздуха в нормальной горючей смеси … Википедия
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха, λ Безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива, рассчитываемая … Справочник технического переводчика
коэффициент избытка воздуха — 3. 43 коэффициент избытка воздуха: Отношение фактического объема воздуха для горения к стехиометрическому. Источник: ГОСТ Р 51847 2001: Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Коэффициент избытка воздуха — отношение фактически затраченного на сжигание топлива воздуха к теоретически необходимому. Коэффициент избытка воздуха при сжигании жидкого и газообразного топлива 1,02 1,15, угольной пыли до 1,25, твёрдого топлива в слое 1,3 1,6. Недостаток… … Энциклопедический словарь по металлургии
КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА — отношение фактически затраченное на сжигание топлива воздуха к теоретически необходимому. Коэффициент избытка воздуха при сжигании жидкого и газообразного топлива 1,02 1,15, угольной пыли до 1,25, твердого топлива в слое 1,3 1,6. Недостаток… … Металлургический словарь
коэффициент избытка воздуха, — 3. 3 коэффициент избытка воздуха, l: Безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива, рассчитываемая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
коэффициент избытка воздуха — oro pertekliaus koeficientas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Tikrojo degimui tiekiamo oro ir teoriškai degimui reikalingo oro tūrių santykis. Erdvinėse kūryklose deginant skystąjį ar dujinį kurą, oro pertekliaus koeficientas 1,02–1,1,… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
коэффициент избытка воздуха — [excess ratio] расход воздуха при полном сжигании топлива, отнесенный к теоретически необходимому; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный … Энциклопедический словарь по металлургии
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см.
Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы… … Энциклопедия «Авиация»

Коэффициент избытка воздуха — Справочник химика 21

Топливо Коэффициент избытка воздуха [c.240]

О — теоретический расход воздуха (в кг), идущего на сжигание 1 кг рабочего топлива а — коэффициент избытка воздуха [c.128]

Пример 1. Сухой коксовый газ имеет состав (по объему) 56,0% Иг, 25,5% СН4, 2,5% тяжелых углеводородов (С Н ), 7,0% СО, 2,6% СО2, 0,7% Оа и 5,7°/о N2. Подсчитать а) количество сухого воздуха для полного сгорания этого газа, если коэффициент избытка воздуха а = 1,1 б) состав продуктов сгорания.

[c.265]

Различают высший и низший пределы воспламенения смеси. Высшим пределом воспламенения смеси называется такое содержание паров топлива в воздухе, при котором дальнейшее увеличение их делает смесь невоспламеняющейся. Низшим — такое содержание паров топлива в воздухе, при котором дальнейшее уменьшение их делает смесь невоспламеняющейся. Содержание паров топлива в воздухе может быть выражено в процентах от объема горючей смеси, в граммах на 1 ж горючей смеси и при помощи коэффициента избытка воздуха а (табл. 12). [c.74]

Уравнение (94) показывает, что максимальная температура горения повышается с увеличением теплоты сгорания топлива, с повышением температуры воздуха, поступаюш,его в топку, и с уменьшением коэффициента избытка воздуха и потерь в окружающую среду. Увеличение коэффициента избытка воздуха и рециркуляция газов снижают максимальную температуру горения.

[c.114]

Для обеспечения полноты сгорания топ-нива требуется вести процесс горения в присутствии некоторого избытка кислорода. Коэффициентом избытка воздуха называется отношение действительного расхода воздуха к теоретическому [c.109]

Величины парциальных давлений, приведенные в этих диаграммах, даны в зависимости от теплотворной способности топлива (ккал/кг) и от коэффициента избытка воздуха а. Коэффициент избытка воздуха а в каналах печи и котла определяется как среднеарифметическая величина для накала и конца газового тракта. [c.148]

При изменении коэффициента избытка воздуха в горючей смеси склонность к детонации всех топлив изменяется. При определенных условиях опыта каждое топливо имеет свою детонационную характеристику и вполне определенное значение а, при котором его склонность к детонации достигает максимума. [c.98]

Проф. Я- Б. Чертковым с сотрудниками разработан прибор, на котором можно оценивать нагарообразующую способность топлив при различных режимах горения, характеризуемых коэффициентом избытка воздуха от 0,5 до 4,5. Расход топлива на одно определение — 1—3 мл. Продолжительность испытания — 30 мин. [c.35]

Коэффициент избытка воздуха. . 0,65 1,0 [c.143]

Потери теплоты в окружающую среду через кладку печи составляют 4 — 8% от рабочей теплоты сгорания топлива, потери теплоты с уходящими дымовыми газами зависят от коэффициента избытка воздуха и температуры этих газов. Обычно температуру уходящих дымовых газов принимают на 150—200° вьппе температуры поступающего в печь сырья

[c.230]

Высокий к. п. д. современных трубчатых печей кроме совершенствования самой конструкции может быть достигнут также благодаря более полному использованию теплоты отходящих дымовых газов для предварительного подогрева воздуха, подаваемого на горение, а также проведением ряда мероприятий улучшения конструкции форсунки предварительного перемеш ивания газообразного топлива с воздухом установки форсунок в карборундовом муфеле.

Карборунд катализирует процесс горения, способствует уменьшению коэффициента избытка воздуха и сокращению длины факела, поэтому топливо успевает сгореть в самом муфеле [35]. [c.106]

При прохождении камеры конвекции и борова происходит подсос воздуха, вследствие чего коэффициент избытка воздуха несколько возрастает. В современных печах подсос воздуха в камере конвекции не превышает 5—10% от теоретического расхода воздуха. В печах более старой конструкции он может достигать 20%.

[c.109]

В связи с этим воздух, поступающий в камеру сгорания газотурбинного двигателя, обычно делят на три потока. Первый поток поступает в камеру сгорания, имеющую завихритель (рис. 3.27), через кольцевой зазор между корпусом форсунки и внутренним кольцом завихрителя, чем обеспечивается охлаждение форсунки. В этой зоне топливо распыляется, частично испаряется и воспламеняется а составляет 0,2—0,5 [166]. Второй поток воздуха вводят в зону горения через завихритель и через первые ряды отверстий диаметром 12—30 мм в жаровой трубе. Этот воздух обеспечивает сгорание смеси при температуре во фронте пламени, равной 2300—2500 К, и последующее снижение температуры газов до 2000 К- Коэффициент избытка воздуха при этом возрастает до 1,2—1,7. Роль завихрителя заключается в закручивании потока воздуха и создании воздушного вихря, вращающегося вокруг оси жаровой трубы. При этом в центральной части трубы создается зона пониженного давления, куда устремляется поток из средней части камеры сгорания. Продукты сгорания, движущиеся противотоком к основному потоку распыленного топлива, ускоряют испарение и обеспечивают нагревание топливо-воздушной смеси до температуры воспламенения. Турбулизация газо-воздушного. потока приводит к увеличению скорости распространения пламени, а уменьшение осевой скорости воздуха вблизи границы зоны обратных токов удерживает факел в определенной области. Третий поток воздуха поступает через задние ряды боковых отверстий в зону смешения. Этот воздух снижает температуру газов до значения, допустимого по условию прочности лопаток турбины.

[c.164]

Принимаем коэффициент избытка воздуха в Лпке а1 = 1,1, в борове = = 1,2. Тогда имеем над перевалом [c.135]

Нри сгорании коэффициент избытка воздуха и равен 1.4 степень насыш,сния воздуха водяными парами 0.87 весь углерод топлива сгорает до СОа температура угля и воздуха, поступающих п топку, 20° С теплопотери в окружающую среду вследствие прямой отдачи факелом топлива и стенками топки, а также уноса тепла шлаком составляют 10% от общего прихода тепла. [c.142]

Коэффициент избытка воздуха в топке над перевалом в борове К. п. д. печи Диаметр труб, мм [c.121]

Коэффициент избытка воздуха. … 0,93—1,0 Температура, °С [c.133]

Коэффициент избытка воздуха. ………0,81 0,88 0,88 [c.135]

В I и И секциях горение кокса только начинается, и катализатор имеет довольно низкую температуру. Чтобы ускорить горение, коэффициент избытка воздуха доводят до 1,2—1,5. Эти секции по сравнению с расположенными ниже менее нагружены в тепловом отношении. [c.144]

Коэффициент избытка воздуха Температура, °С [c.137]

Коэффициент теплоотдачи радиацией газов зависит от средней температуры газового потока и степки труб, от концеитрации трехатомных газов, являющейся функцией коэффициента избытка воздуха, от эффективной толщины газового слоя. Значения коэффициента теплоотдачи радиацией газов составляют от 7 до 21 вт1м X X °С или от 6 до 18 ккал/м . ч. °С. [c.128]

В свою очередь, сильно зависит от коэффициента избытка воздуха, о чем можно судить по данным рис. 3.29. Углеводороды, имеющие одинаковое число атомов углерода в молекуле, различаются на 25—30% по скорости нормального распространения пламени и по коэффициенту избытка воздуха, соответствующему максимальной скорости. [c.166]

Коэффициент полезного действия печи (к. п. д.), представляющий собой отношение количества тепла, полезно использованпого в печи, к общему количеству тепла, внесеппого топливом. Коэффициент полезного действия печи зависит главным образом от коэффициента избытка воздуха и температуры уходящих дымовых газов. Обычно к. п. д. трубчатых печей колеблется в пределах 0,60— 0,80. [c.104]

Эптальпие продуктов горения называется количество тепла, необходимое для нагрева их от 0° до данной температуры. Ее принято выражать в кдж кг или в ккал кг топлива. При заданной температуре величина энтальнии тем больше, чем больше коэффициент избытка воздуха, так как тем больше при этом количество продуктов горения. Энтальпия продуктов горения топлива определяется как сумма энтальпий отдельных его коА понентов. [c.111]

Пример 26. Вычислить количество и состав продуктов горспия топлива, содержащего С = 85,5%, Н = И,5%, S = 3%, если и.чвестио, что иа распыли-ваиие его подается водяной пар в количестве Сф = 0,3 кг кг топлива, а коэффициент избытка воздуха а = 1,3. Теоретически необходимый объем и количество воздуха Vq = 10,76 м /кг, La = 13,9 кг/кг, [c. 114]

В топку концентратора серной кислоты подают газ Ставропольского месторождения. Состав газа (в объемных долях) СН4 0,98, СгНб 0,004, СзНв 0,002, N2 0,013, СО2 0,001. Рассчитать объем воздуха, необходимого для сжигания 1 м газа, и объем продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха, равном 2. [c.138]

Теплоотдача н камере радиации в большой степепи зависит от температуры поглощающей среды. Наиболее высоких телшератур поглощающая среда может достигать в неэкранировапной топке, т. е. в том случае, когда все тепло, выделенное топливом, идет только на нагрев продуктов горепия (максимальная температура горения). В экранированных топках температура поглощающей среды всегда ниже этой предельной температуры н достигает некоторого равновесного значения, находящегося в интервале между максимальной температурой горения и температурой газов на выходе из топки. Эта равновесная температура, названная средней эффективной температурой среды, тем ниже, чем больше степень экранирования топки и чем ниже коэффициент избытка воздуха. [c.117]

Задача 4.15. Определить производитсльпост . печи (в килограммах в час) для сжигания серы ири се производительности 60 т/сут и составить материальный баланс. Степень превращения серы 0,95 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха а=1,5. [c.65]

На эффективность процесса сгорания существенно влияют состав смеси (коэффициент избытка воздуха а), нагрузка двигателя, степень сжатия, частота вращения коленчатого вала, а также форма камеры сгорания. Минимальные значения ф , 01, 02 и максимальные Рг достигаются при а= 0,85 0,9,. при котором наблюдаются наибольшие скорости распространения пламени и интенсивность тепловыделения, а следовательно, и наибольшая мощность, развиваемая двигателем. Такой состав смеси называется мощностным. При а> >,0,9 возрастает Ог, 02 изменяется незначительно, но максимальное давление Рг снижается в связи с меньшим энерговыделением при сгорании смеси. Соответственно уменьшается значение с1Р1с1(р. [c.150]

Основной характеристикой трубчатой печи считается коэффициент полезного действия (КПД). КПД трубчатой нечи — это доля теплоты, полезно пспользованпо «[ в печи на нагрев нефтепродукта. При полном сгорании топлива КПД печи зависит от ее конструкции, потерь теплоты с уходящими дымовыми газами и через кладку печи и коэффициента избытка воздуха. КПД трубчатых печей обычно колеблется в пределах 0,60—0,80 и определяется по формуле [c.230]

Объем воздуха, расходуемого на сжигание 1 кг кокса, Va я коэффициент избытка воздуха а можно иодсчитать соответственно-по формулам (13) и (14) [c.281]

Поскольку избыток воздуха в воздухоподогревателе является частью веса и воздуха, расходуемого исключительно на сжигание кокса в регенераторе, то при подсчете величивы g коэффициент избытка воздуха. может быть I ринят равным единице (а = 1). [c.283]

Пример У1-17. Рассчитать теоретическую температуру реакции сгорания серы, если коэффициент избытка воздуха X = 1,3. Принять приближенно, что р273 используемый воздух подогрет до температуры Т» = 373 К. [c.150]

Масло по методу LTD испытывают 180 ч на переменном режиме при этом двигатель работает гетырехчасовыми циклами 3 ч при температуре охлаждаюшей ж ч кости на выходе из двигателя 49 °С, затем 1 ч — при 93 °С. Частота вращения коленчатого вала 1800 об/мин расход топлива 2,1—2,2 кг/ч коэффициент избытка воздуха 1,0 прорыв газов в картер 560 л/ч вакуум в картере 130—370 Па объем масла, заливаемого в картер перед началам испытания, 0,9 кг. [c.134]

Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки (1979) — [ c.361 , c.384 , c.387 , c.388 ]

Топочные процессы (1951) — [ c.4 , c.8 , c. 43 , c.47 , c.184 , c.210 , c.270 ]

Проектирование аппаратов пылегазоочистки (1998) — [ c.68 , c.414 , c.415 , c.442 ]

Технология переработки нефти и газа (1966) — [ c.83 ]

Проектирование аппаратов пылегазоочистки (1998) — [ c.68 , c.414 , c.415 , c.442 ]

Теория горения и топочные устройства (1976) — [ c.20 , c.26 , c. 27 , c.31 , c.214 , c.218 ]

Водород свойства, получение, хранение, транспортирование, применение (1989) — [ c.216 , c.275 ]

Эксплуатация, ремонт, наладка и испытание теплохимического оборудования Издание 3 (1991) — [ c.26 ]

Общая химическая технология неорганических веществ 1964 (1964) — [ c.78 ]

Общая химическая технология неорганических веществ 1965 (1965) — [ c.78 ]

оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков (1965) — [ c.343 ]

Теоретические основы образования тумана при конденсации пара Издание 3 (1972) — [ c. 211 ]

Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций (1981) — [ c.136 ]

Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Издание 2 (1982) — [ c.441 ]

Расчет и проектирование сушильных установок (1963) — [ c.55 ]

Сушильные установки (1952) — [ c.50 , c.52 , c.54 ]

Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности Издание 2 (1974) — [ c.156 , c.185 , c.191 , c.195 , c.239 ]

Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки Изд. 3 (1979) — [ c.361 , c.384 , c.387 , c.388 ]

Коэффициент избытка воздуха при сгорании топлива

Практически для обеспечения полноты сгорания топлива в печь необходимо подавать некоторый избыток воздуха. Для жидкого топлива этот избыток превышает теоретическое количество на 15— 40 %, для газообразного в печах с беспламенными панельными горелками на 5—10 %. Этот избыток обозначают буквой а и называют коэффициентом избытка воздуха. Коэффициент избытка воздуха выражается в долях единицы. При теоретическом количестве воздуха а = 1,00, при избытке воздуха, например, 25% а = 1,25. [c.93]
Нормальная работа горелок обеспечивается при качественном смешении топлива и воздуха, а также некотором избытке воздуха по сравнению с теоретически необходимым его количеством (коэффициент избытка воздуха а = 1,02- 1,4 в зависимости от типа горелок, вида топлива и способа распыления жидкого топлива).

Недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию топлива и снижению КПД печи, избыток воздуха — к снижению температуры и увеличению объема дымовых газов, что [c.76]

Большой избыток воздуха в топке облегчает горение топлива, однако при этом охлаждается и удлиняется факел и более интенсивно окисляется металл труб, увеличиваются потери тепла с отходящими дымовыми газами. Недостаточная подача воздуха ведет к неполному сгоранию топлива с образованием сажи и копоти в камере радиации, что вызывает перерасход топлива. Коэффициент избытка воздуха для трубчатых печей составляет 1,1 —1,4. [c.146]

Для обеспечения полного сгорания газообразного топлива приходится вводить большее количество воздуха, чем это требуется по теоретическому расчету, однако этот избыток должен быть минимальным, так как при увеличении объема продуктов сгорания повышаются потери тепла с уходящими газами. Для сжигания газообразного топлива коэффициент а избытка воздуха принимают не более 10—15% от теоретического расхода. Увеличение а ускоряет процесс сжигания газа в горелках, а при недостатке воздуха и плохом смешении кислорода с газом происходит неполное сгорание. [c.37]

Коэффициент избытка воздуха. Для обеспечения полноты сгорания топлива практически приходится подавать в топку некоторый избыток ьоздуха по сравнению с теоретически необходимым расходом. [c.277]

Отходящие газы, содержащие твердые частицы или другие компоненты, которые должны удаляться промывкой, часто сжигаются в факельных печах. Если в газе нет достаточного количества углеводородов для поддержания горения, применяют вспомогательные горелки и дополнительное топливо. Отходящий газ можно сжигать в печи для сжигания жидких отходов, а также в других топочных устройствах, если его теплота сгорания и объем соответствуют данной печи. Полное сгорание отходящих газов в факельной печи происходит при температурах 540— 815 °С. Избыток воздуха для полного сгорания отходящих газов равен 40% по сравнению с 75% избытка, требуемого в многоподовых печах. Этот способ повышает экономичность процесса сжигания, так как уменьшение коэффициента избытка воздуха резко снижает потери тепла. [c.143]

Необходимость сжигать топливо полностью при коэффициенте избытка воздуха, равном или чуть большем 1,0, вызывается стремлением обеспечить наиболее экономичную и эффективную работу котла или печи. Чем меньше будет избыток воздуха в топке, тем меньше тепла унесут отходящие газы. Кроме того, увеличение избытка воздуха снижает температуру газов в топке, отчего топливо горит менее активно и сгорание может стать неполным. Отсюда следует, что работа топки с большим избытком воздуха не только приводит к перерасходу топлива, но и ухудшению работы агрегата, [c.141]

Если ограничить подачу воздуха теоретически необходимым его количеством, то лри полном сгорании топлива конечная концентрация кислорода оказалась бы равной нулю. Но это означало бы, что завершение выгорания топлива должно происходить при концентрации кислорода, близкой к нулю, а следовательно, близкой к нулю и скорости горения. В подобных условиях завершение полного сгорания топлива могло бы достигаться только за пеограниченно большое время. Этим обусловливается необходимость подачи воздуха в количестве, превышающем теоретическое с тем расчетом, чтобы избыток воздуха обеспечивал 3 в конце сгорания концентрацию кислорода, отличную от нуля. На рис. 7 показана концентрация кислорода в продуктах полного сгорания топлива в зависимости от коэффициента избытка воздуха. Выбор необходимой величины избытка воздуха определяется конструктивными характеристиками топочного устройства, что будет рассмотрено в следующих главах. Отметим, только, что неравномерность поля концентраций кислорода по сечению факела (или топочной камеры Б целом) может существенно ухудшать сгорание топлива даже при достаточно большом среднем избытке воздуха. Поэтому организации смесеобразования в топочном устройстве должно уделяться самое серьезное внимание. [c.30]

Коэффициент избытка кислорода в этом случае не] может быть определеи по балансу азота и нужно исходить пз следующего, более общего вывода. Если коэффцциеит избытка воздуха (кислорода) а. меньше единицы, то имеется недостаток кислорода при а большем единицы — избыток кислорода. а = 1 соответствует стехиометрическим соотношениям реакций полного горения составных частей данного топлива. Согласно формуле (2. 24), весовое количество кислорода, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, составит [c.42]

Так как смесь топлива с воздухом недостаточно однородв(Ь распылена в потоке окружающего воздуха и часть кислорода, содержащегося в смеси, не успевает прореагировать с топливом,/ теоретически необходимого количества воздуха недостаточно для полного сгорания данной порции топлива, т. е. практически требуется некоторый избыток воздуха. Отношение действительного количества воздуха, поступившего для сгорания 1 кг топлива, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания 1 кг топлива, называется коэффициентом избытка воздуха а и выражается формулой [c.14]

Для полного сгорания топлива с образованием углекислого газа и паров воды необходимо обеспечить в любом месте пламени достаточное количество кислорода. Поэтому практически воздуха подается больше, чем теоретически необходимо для горения. Избыток воздуха зависит от качества топлива, способа сжигания, конструкции печи, конструкции горелок и условий сжигания. Избыток воздуха выражается чаще в процентах или как безразмерный коэффициент а, определяющий отношение количества действительно необходимого воздуха к теоретическому. Вообще рекомендуется принимать при газовых топливах 5—35%, при жидких топливах 20—50% избыточного воздуха. Современные горелки с керамическими камнями практически работают с теоретическим количеством воздуха, т. е. с нулевым избытком. У автоматически регулируемых больших печей избыток воздуха берется меньше, чем у печей, регулируемых вручную. [c.53]

В турбореактивных двигателях (рис. 1) встречный поток воздуха сжимается компрессором и поступает в камеры сгорания, куда подается топливо. При сверхзвуковых скоростях полета значительное сжатие воздуха происходит при торможении потока. Процесс сгорания топлива, в зависимости от конструкции двигателя, может протекать в нескольких камерах сгорания (что имеет место в многокамерных двигателях) или в одной кольцевой камере. В результате сгорания топлива в первичной зоне горения при коэффициенте избытка воздуха, близком к единице, развивается температура 1900—2200°. Чтобы снизить температуру продуктов сгорания, во вторичную зону камеры подается избыток воздуха, который омывает камеру и разбавляет продукты сгорания. В результате этого температура продуктов сгорания с воздухом в конце камеры снижается до 750—850 . После этого продукты сгорания при температуре 650—800° попадают на лопатки газовой турбины и приводят ее во вращение. Турбина находится на одном валу с компрессором. Число оборотов вала турбины достигает 8000— 16000 об/мин. [c.9]

Объем воздуха, затрачиваемого на горение топлива, и газов, образующихся в результате горения, обычно измеряют в кубических метрах объема, приведенных к нормальным условиям (0°С и 760 мм рт. ст.). Для полного сгорания топлива требуется некоторый избыток воздуха против теоретического расхода этот избыток воздуха, характеризуемый коэффициентом избытка воздуха lO, зависит от способа сжигания топлива, качества смешения топлива с воздухом и ряда других факторов.

[c.136]

Полнота сгорания отходов зависит от многих факторов, но основными являются высокая температура в топке и необходимый избыток воздуха. Температура 1200—1300 °С достаточна для полного сгорания отходов выще 1350°С температуру поднимать не рекомендуется из-за возможного разрущения кирпичной футеровки. Коэффициент избытка воздуха должен быть 1,1—1,2 увеличивать его не рекомендуется, так как возрастет количество инертного газа (азота), что ухудшит условия абсорбции хлористого водорода (кислота получится менее концентрированной). Оптимальное соотношение между подаваемыми в топку воздухом, топливом и отходами устанавливают опытным путем и затем регулируют автоматически. Во избежание образования в топке взрывоопасных смесей имеется автоматическая система блокировки при внезапном снижении расхода топлива прекращается подача воздуха и отходов. [c.148]

Для обеспечения полного сгорания обычно приходится давать некоторый избыток воздуха сверх теоретически необходимого (для 1 кг жидкого топлива требуется в зависимости от его состава 10—10,5 м3 воздуха). Отношение количества воздуха, фактически введенного в топку, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха в топке а. Высокое значение а указывает на ненормальности в эксплуатации печи (подсос воздуха через неплотности печной кладки) й приводит к повышенным потерям тепла с газами, уходящими в дымовую трубу. [c.99]

Если бы при таком ходе процесса сгорания стенки топки поднимали свою температуру вслед за газами до того же уровня и были бы абсолютно нетеплопроводны, то все тепло, выделяемое топливом, пошло бы только на нагрев топочных газов. Тогда в каждой отдельной зоне топки температура этих газов достигла бы теоретического уровня, соответствующего местному (зонному) избытку воздуха. В последних зонах топки, где избыток воздуха в топочных газах перестал бы меняться (выгорело все топливо), перестала бы меняться и теоретическая температура горения, как это показывает горизонтальный участок кривой подъема теоретической температуры процесса на фиг. 34, соответствующий такому же горизонтальному участку кривой, изображающей последовательное падение коэффициента избытка воздуха в топочщ х газах, прекращающееся только в конце достаточно развитой в длину топочной камеры. [c.106]

Многочисленные испытания котельных агрегатов малой мощности с различными горелками, проведенные под руководством автора, показали, что при номинальной нагрузке агрегата зависимость потерь тепла с химическим недожогом от коэффициента избытка воздуха имеет одинаковый характер. Аналогичные результаты были получены А. К- Внуковым [Л. 17] при обобщении испытаний котлов электростанций, работающих на природном газе. При этом можно считать установленным, что оптимальный коэффициент избытка воздуха на выходе из топки численно равен минимальному, при котором начинает появляться химический недожог. Исходя из полученных результатов, в упомянутой работе делается вывод о том, что исчерпывающей характеристикой топочно-горе-лочного устройства является этот минимальный избыток воздуха, названный критическим. Также в работе указывается, что сопоставление приращения потерь тепла на тягу и дутье в зависимости от принятого при выборе машин коэффициента избытка воздуха показало при уменьшении а на 0,1 происходит понижение расхода электроэнергии, эквивалентное 0,2—0,3% от низшей теплоты сгорания газа. Кроме того, изменение сопротивления горелки по воздушной стороне на 100 мм вод. ст. эквивалентно потере 0,14Уо топлива. [c.191]

МИ газами б) понижается температура факела, что уменьшает коэффициент отдачи, т. е. долю тепла, поглощенного трубами, по отношению ко всему теплу, полученному от сгорания топлива в) свободный, не участвующий в реакциях горснпя кислород воздуха окисляет наружные поверхности труб в печп и ускоряет их разрушение г) избыточное количество газов излишне загружает дымовые каналы. Поэтому нельзя рекомендовать постоянный ввод избытка воздуха для снижения температуры в топке. Избыток воздуха должен быть минимальным, обеспечивающим, однако, химическую полноту горения. [c.88]

Некоторый избыток воздуха в топке необходим для предотвращения неполного сгорания топлива, однако с увеличением избытка воздуха температура продуктов сгорания снижается и очень значительно. Так, жаронроизводительпость природного газа при а = 1,0 составляет —2020° С. Температура продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха, равном 1,1, будет уже 1880° С, а при двойном избытке воздуха — всего 1170° С. [c.142]

Горелки для сжигания угольной пыли. В печах применяются горелки типа труба в трубе (рис. 9-39). В таких горелках с угольной пылью подаетсл 25—35% воздуха (первичный воздух) при общем коэффициенте избытка воздуха 0=1,15- 1,20. Скорость пылевоздушной смеси выбирается в зависимости от качества топлива и конструкции печи. При сжигании угольной пыли тонкого помола с большим выходом летучих веществ в пе- д.зэ пылеугольная горелка типа труба чах с большими размерами трубе , рабочего пространства (если это пространство используется для сгорания пыли) выбираются скорости истечения пылевоздушной смеси из горелки порядка 20—30 м/сек. При угольной пыли более крупного помола с малым выходом летучих эта скорость принимается 10—15 м/сек. Во вращающихся печах для обжига цементного клинкера, имеющих большую длину (70— 150 м), эта скорость доходит до 60—70 м/сек. При всех условиях скорость истечения пылевоздушной смеси должно быть выше скорости горения. Скорость аэросмеси в подводящих трубопроводах в 2—4 раза более скорости горения. Во избежание выпадения пыли на горизонтальных участках скорость пылевоздушной смеси доводится до 18—25 м/сек. В тех случаях, когда невозможно выдержать указанную скорость, например из-за частого отключения некоторой части работающих печей, трубопроводы делаются не тупиковыми, а циркуляционными при этом избыток аэропыли включается на вентилятор, подающий первичный воздух. Во избежание быстрого износа ротор вентилятора изготовляется из специальной стали. [c.135]

Сгорание топлива, необходимого для нагрева сырья, является химической реакцией соединения органических веществ (находящихся в топливе) с кислородом воздуха. Полное сгорание элементов топлива сопровождается образованием углекислоты, сернистого газа и водяного пара. При неполном сгорании образуются также окись углерода и свободный углерод или сажа. Для обеспечения полного сгорания обычно приходится давать некоторый избыток воздуха сверх теоретически необходимого (на 1 кг жидкого топлива требуется в зависимости от его состава 10—10,5 м воздуха). Отношение количества воздуха, фактически введенного в топку, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха а. Высокое значение а указывает на ненормальности в эксплуа-тяции печи (подсос воздуха через неплотности печной кладки) и приводит к повышенным потерям тепла с газами, уходящими в дымовую трубу. Значение а зависит от многих причин. При нормальной эксплуатации оно находится в пределах 1,2—1,5 при использовании газа, для печей с беспламенным горением снижается до 1,02—1,05. [c.64]

Эколого-экономическая эффективность топливосжигающих установок и направления ее повышения — Энергетика и промышленность России — № 03 (167) февраль 2011 года — WWW.

EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 03 (167) февраль 2011 года

Эти свойства, как никакие другие, тесно взаимосвязаны между собой и определяют эколого-экономическую эффективность использования каждой топливосжигающей установки.

О свойствах, качестве и потенциальной — эффективности

Любой продукт общественного труда, как известно, только тогда затребован потребителем, когда обладает необходимым комплексом свойств или определенным качеством. Именно комплекс свойств продукта, удовлетворяющий потребности в его использовании в соответствии со своим функциональным назначением, делает этот продукт полезным. Совокупность свойств или качество есть не что иное, как потенциальная эффективность, которая закладывается на стадии проектирования и изготовления продукта, поддерживается в период всего жизненного цикла и проявляется в процессе непосредственного использования.

Очевидно, что каждая топливосжигающая установка, являясь продуктом общественного труда, также обладает потенциальной эффективностью (или качеством), сформированной комплексом заложенных свойств.

Экономичность как свойство

Сегодня экономичность является одним из значимых эксплуатационных свойств любой топливосжигающей установки, по которому можно судить, в том числе, и о рациональном или нерациональном использовании углеводородного топлива в ней. В самом широком смысле под экономичностью топливосжигающей установки понимается минимально возможный расход топлива, необходимый для получения единицы полезной работы (мощности или нагрузки). В качестве показателя экономичности топливосжигающей установки в настоящее время применяется для котлов и газовых турбин – часовой расход топлива (кг/час), а для дизелей – удельный часовой расход топлива (г/л. с.‑час или г/кВт-ч).
Постоянное повышение экономичности топливосжигающих установок является одной из основных задач всех производителей двигателей и котлов.

В качестве основного направления повышения экономичности сегодня принято снижение расхода топлива, которое достигается улучшением качества горючего и организации его сгорания.

Оценивать экономичность необходимо в полной мере

К сожалению, применяемый сегодня показатель экономичности нельзя считать в полной мере объективным по следующим причинам. Во-первых, он не учитывает то топливо, которое, поступив для сжигания в топливосжигающую установку, не используется по прямому назначению, а безвозвратно теряется или не может быть использовано, например, из‑за несовершенства топливных систем. Во-вторых, данный показатель отражает только расход топлива и не учитывает расход другого, необходимого для организации процесса горения компонента – воздуха. Справедливости ради необходимо констатировать, что применяемый в настоящее время показатель оценки эффективности работы топливосжигающей установки через расход топлива объективно оценивает финансовые затраты на приобретение топлива.

Для более полной и объективной оценки экономичности топливосжигающей установки целесообразно ввести коэффициент полезного использования топлива (КПИТ) и коэффициент оптимального расхода воздуха (КОРВ).

Коэффициент полезного использования топлива численно равен отношению количества горючего, использованного непосредственно для сжигания, ко всему количеству топлива, постоянно находящегося во внутренних полостях всех элементов топливной системы (так называемые «неснижаемый» и «мертвый» запасы) за единицу времени работы топливосжигающей установки для обеспечения ее функционирования. Говоря проще, КПИТ показывает только ту долю топлива, которая используется по прямому назначению, то есть на получение работы. Он представляет собой безразмерную величину, выражается в долях или процентах и вычисляется по данным, представленным в эксплуатационной документации и фактическому расходу топлива на горение.

Оценка экономичности работы топливосжигающей установки по топливу при помощи коэффициента полезного использования топлива является более объективной по сравнению с оценкой по расходу топлива, поскольку КПИТ учитывает не только топливо, поступающее на сжигание, но и топливо, не участвующее в производстве работы.

Результаты проведенных авторами расчетов показывают, что КПИТ для дизелей и газотурбинных установок не превышает 20‑25 процентов, а для бензиновых двигателей и котельных установок – 25‑30 процентов.

Теоретическое значение количества воздуха на горение, как известно, рассчитывается по формуле Д. И. Менделеева при нормальных условиях и составляет 10‑11 кубометров, или 11‑13 килограммов, воздуха на 1 килограмм топлива. Практически на горение топлива рекомендуется подавать большее количество воздуха. Отношение теоретического значения подаваемого на горение воздуха к рекомендованному количеству воздуха характеризуется коэффициентом избытка воздуха (α). Фактически же в зону горения подается количество воздуха еще большее, чем рекомендовано производителем топливосжигающей установки. Исходя из указанного, предлагаемый коэффициент оптимального расхода воздуха может быть представлен как обратная величина коэффициента избытка воздуха.

Коэффициент оптимального расхода воздуха показывает долю полезно использованного в реакции окисления количества воздуха во всем количестве воздуха, поданном на горении, и численно равен обратной величине коэффициента избытка воздуха. КОРВ (1/α) представляет собой безразмерную величину, выражается в долях или процентах, определяется по данным, представленным в эксплуатационной документации и по фактическому расходу воздуха на горение.

Полную экономичность любой топливосжигающей установки можно определить как произведение коэффициентов полезного использования топлива и оптимального расхода воздуха (КПИТ х
х КОРВ).

Пример расчета экономичности с учетом топлива и воздуха

Для примера определим экономичность дизельного двигателя Д-180 с турбокомпрессором ТКР 11Н3 Челябинского тракторного завода и дизельного двигателя Д-240 без турбокомпрессора Минского тракторного завода с учетом расходов не только топлива, но и воздуха. Далее сравним эти двигатели по численному значению показателя «экономичность». Данные, используемые для расчета, берем в технической документации на двигатель.

Для дизеля Д-180: удельный расход топлива – 218 г/кВт-час, мощность – 132 кВт, производительность топливоподкачивающего насоса – около 150 кг/час, средний коэффициент избытка воздуха (α) – 1,25.

Для дизеля Д-240: удельный расход топлива – 220 г/кВт-ч, мощность – 56,6 кВт, производительность топливоподкачивающего насоса – около 75 кг / час, средний коэффициент избытка воздуха (α) – 1,37.

Сравнение результатов расчетов показывает, что:
• двигатель Д-180 с турбокомпрессором ТКР 11Н3 более экономичен, чем двигатель Д-240 без турбокомпрессора, несмотря на то что удельный расход топлив у этих двигателей приблизительно одинаковый;
• большее влияние на экономичность двигателя оказывает расход воздуха, нежели расход топлива.

Экологичность – тоже свойство

Сегодня зачастую вместо терминов «экологичность» или «экологическая безопасность», к сожалению, употребляется термин «экология», что совершенно недопустимо, поскольку экологией называется наука об окружающей среде. Даже всемирно известные ведущие корпорации, холдинги и концерны, производящие двигатели, котлы и автомобили, применительно к своей продукции пользуются неверным термином. Подмена терминов говорит не только об экологической безграмотности использующих их людей, но и затрудняет в полной мере понять сущность свойства «экологичность», а без этого просто невозможно реализовать это важное свойство в выпускаемой продукции, разработать ее критерии и показатели.

Необходимо отметить, что экологичность – это относительно новое свойство, отражающее уровень обеспечения экологической безопасности. Объективная необходимость формирования и дальнейшего развития этого свойства, в частности, для топливосжигающих установок возникла с середины 60‑х годов ХХ века, когда антропогенное загрязнение окружающей среды стало приобретать глобальный характер.

Экологичность топливосжигающей установки проявляется в способности не нарушать качество природной (естественной) или антропогенной (искусственной) среды, а также устранять или снижать до минимума негативные последствия ее воздействия на состояние природного баланса на всех этапах своего жизненного цикла.

Сегодня для топливосжигающих установок отсутствуют научно обоснованные критерии и показатели их экологичности, а нормирование этого важного свойства осуществляется эмпирически, исходя из технических возможностей топливосжигающих установок, а не толерантности природной среды.

Установлено, что экологичность топливосжигающей установки в большей степени зависит от организации процесса горения топлива, нежели от количества и качества сжигаемого горючего.

Экологичность – это сложное комплексное свойство, включающее в себя не менее пятнадцати отдельных свойств, поэтому и оценивать ее должен комплексный критерий.

Экологичность нужно оценить правильно

Для оценки свойства «экологичность» топливосжигающей установки целесообразно использовать комплексный показатель. Очевидно, что из‑за сложности данного свойства критерий (или правило, по которому изменяется показатель) показателя экологичности не может быть простым. По мнению авторов, данный критерий должен представлять собой аддитивную свертку показателей отдельных свойств экологичности, таких, как шумность; вредные выбросы, сливы и сбросы в окружающую среду; вибрация; излучения различной природы и другие, а также фактического количества потребляемого топлива и воздуха. Количественное ранжирование принятых показателей в свертке должно отражаться численным значением коэффициента значимости, соответствующего вкладу каждого из свойств в суммарное загрязнение окружающей среды. Представленный критерий является объективным, поскольку через качество организации процесса сгорания в топливосжигающей установке количественно отражается загрязнение окружающей среды. Численное значение показателя «экологичность» топливосжигающей установки должно находиться в пределах от 0 до 1,0, при этом установка считается экологически чистой при показателе, близком к 0, а экологически опасной, соответственно, – к 1,0.

Объективная же оценка экологичности той или иной топливосжигающей установки может быть проведена только по результатам анализов вредных выбросов, сбросов, сливов и излучений. По своей значимости первостепенными являются, безусловно, качественный и количественный состав и температура дымовых, выхлопных и прочих газов, образующихся при сгорании топлива, а также количество и состав жидких и твердых загрязнителей, поскольку именно они оказывают наибольшее негативное воздействие на окружающую природную среду и поражают значительные территории и акватории.

Что следует знать об эффективности

В настоящее время не существует единого общепринятого определения понятия «эффективность». В одних источниках эффективность трактуется как степень различия между реальным (полученным) и желаемым результатами; в других – как вероятность достижения поставленной цели; в третьих – как результат, следствие каких‑либо причин и действий; в-четвертых – как соотношение полученного полезного эффекта и затрат на его получение. В некоторых источниках эффективность представлена как комплексное свойство процесса, проявляющегося в достижении конечной цели при использовании продукта. Несмотря на многообразие трактовок понятия «эффективность», все они сравнивают полученный (конечный) и желаемый (заданный или запланированный) результаты. Кроме того, говоря об эффективности, необходимо напомнить, что, во‑первых, эффективность проявляется только в процессе использования чего‑либо, например двигателя или котла, и представляет собой результат этого использования. Во-вторых, эффективность определяется целями и задачами использования и зависит от конкретных свойств продукта. В-третьих, достижение определенного уровня эффективности зависит от целей, задач, условий, состояния и правильности использования продукта. В-четвертых, эффективность должна поддерживаться на всех этапах жизненного цикла продукта. В-пятых, повышение эффективности не всегда может быть достигнуто улучшением одного или нескольких свойств продукта. И наконец, эффективность может быть общей, когда реализуется весь комплекс свойств продукта, и частной, когда реализуется одно или несколько свойств продукта.

Применительно к технике, по мнению авторов, наиболее полно отражает сущность понятия эффективность следующее определение: «Эффективность – это степень реализации свойств, заложенных в техническое устройство, в процессе его использования». Поскольку эффективность отражает реализацию свойств технического устройства, принято конкретизировать эту эффективность применительно к конкретному свойству, к которому она относится, например экономическая эффективность, тепловая эффективность, экологическая эффективность и т. д.

В самом общем виде количественная оценка эффективности производится, как правило, через безразмерный численный показатель, выраженный в процентах или в долях и равный отношению полученного результата к желаемому.

Поскольку экологичность и экономичность являются наиболее значимыми свойствами топливосжигающей установки и проявляются практически на всех этапах ее жизненного цикла, то эффективность использования топливосжигающей установки целесообразно оценивать по степени реализации этих свойств. Такая эффективность называется эколого-экономической.

Как можно оценивать эффективность

Наиболее объективная оценка эколого-экономической эффективности использования топливосжигающей установки может быть произведена только с учетом максимального количества факторов, влияющих на результаты использования установки. В данном случае факторами (или движущими силами процесса использования топливосжигающей установки) выступают показатели эффективности, отражающие такие свойства, как «экологичность» и «экономичность».

Для оценки эколого-экономической эффективности использования топливосжигающей установки должен использоваться комплексный показатель, критерий которого также будет комплексным. Данный критерий должен представлять собой аддитивную свертку показателей всех свойств «экологичность» и «экономичность» установки Количественное ранжирование принятых показателей в свертке должно отражаться численным значением коэффициента значимости, соответствующего вкладу каждого из свойств в конечный полученный результат. Представленный критерий является наиболее объективным по сравнению с применяемыми сегодня критериями оценки эколого-экономической эффективности использования топливосжигающей установки, поскольку через ее качество количественно отражается загрязнение окружающей среды и расход различных ресурсов на ее работу.

Из общего курса Экологии известно, что использованные с низкой эффективностью, а равно неиспользованные по прямому назначению ресурсы рано или поздно попадают обратно в окружающую среду в виде загрязнителей. Говоря другими словами, все, что не пошло в дело, становится отходами, наличие которых во всех случаях снижает экономичность использования топливосжигающей установки. В то же время низкая экономичность установки обязательно приводит к повышенным потерям используемых природных ресурсов, а значит, к снижению эффективности ее использования. В связи с этим математическое описание эколого-экономической эффективности использования топливосжигающей установки можно представить в виде равенства, в левой части которого находится экономический показатель, а в правой части – единица минус комплексный экологический показатель. При этом наивысшая эколого-экономическая эффективность достигается, когда ее экологическая составляющая стремится к нулю, а экономическая – к единице.

А что с эффективностью на практике
Традиционно топливо и воздух подаются в зону горения раздельно, где смешиваются и образуют горючую смесь. Следует заметить, что топливо, подаваемое на горение, состоит из углеводородных соединений различного типа с разной структурой и молекулярным весом. Кроме того, топливо подается в виде капель неодинаковых размеров. Различные углеводородные соединения, как известно, имеют разную способность к окислению, требуют неодинакового количества кислорода для своего окисления и выделяют разное количество тепла. При смешении воздуха с таким топливом получается гетерогенная (неоднородная) топливовоздушная смесь с нехваткой или излишком в ее отдельных локальных зонах окислителя или горючего. В связи с этим для организации процесса горения количество подаваемого на сжигание воздуха специально завышается. Превышение фактического количества воздуха над теоретическим принято называть избыточным воздухом.

Опыт практического использования топливосжигающих установок показывает, что с момента начала сжигания углеводородного топлива до настоящего времени технология его подготовки, схема смешения топлива с воздухом и организация процесса его сгорания, к сожалению, не претерпели существенного изменения, а значит, говорить о каком‑либо значимом повышении показателей их эколого-экономической эффективности не представляется возможным.

Пути повышения эффективности

Исчерпаемость полезных ископаемых, интенсивное загрязнение окружающей среды, ухудшение качества среды обитания человека, изменение климата и другие объективные причины не оставляют никакой другой альтернативы, кроме экологичного и экономичного использования всех природных ресурсов, включая углеводородное топливо и атмосферный воздух. В связи с чем в XXI веке вопрос повышения эколого-экономической эффективности использования топливосжигающих установок приобретает особую значимость.

По мнению авторов, практическая реализация следующих мероприятий:
• совершенствование технологических процессов и цикла топливоподготовки в целом;
• гомогенизация и аэрация топлива перед его подачей в зону горения;
• повышение качества приготавливаемой горючей смеси, подаваемой на горение;
• замена раздельной схемы смешения топлива и воздуха на совместную схему;
• интенсификация и активизация процесса горения;
• изменение способа регулирования мощности и нагрузки топливосжигающей установки;
• сжигание топлива при расходах воздуха, близких к теоретическим значениям,– позволят значительно повысить эколого-экономическую эффективность использования всех топливосжигающих установок.

Вклад авторов

В период с 1989 года по 2003 год авторами были модернизированы топливные системы на четырнадцати энергетических объектах, включая боевые корабли Черноморского флота и теплоэнергетические централи (ТЭЦ). Модернизация топливных систем позволила повысить эколого-экономическую эффективность использования энергоустановок. А именно, достичь экономии углеводородного топлива до 9,0‑9,5 процента; снизить количество атмосферного воздуха, подаваемого на горение, на 25 процентов; уменьшить температуру сбрасываемых в атмосферу дымовых газов на 20 процентов; значительно сократить или полностью устранить слив в окружающую среду нефтесодержащих отходов и остатков; количественно и качественно изменить состав дымовых газов, сбрасываемых в атмосферу. Кроме того, эффективность использования топливосжигающих установок была повышена и за счет возможности качественного сжигания некондиционного, низкосортного и обводненного до 13 процентов топлива, а также нефтесодержащих отходов и остатков. Многие энергообъекты с модернизированными топливными системами успешно работают до настоящего времени.

Модернизация старого или внедрение нового

В процессе работы по повышению эффективности использования топливосжигающих установок было установлено, что модернизация топливных систем на основе включения в их состав дополнительных устройств приводит к увеличению числа элементов топливной системы, а следовательно, и к повышению не используемого по прямому назначению количества топлива, или так называемого «неснижаемого» запаса топлива в системе. (Напомним, что «неснижаемым» принято называть запас топлива, который необходимо иметь в элементах топливной системы с целью недопущения попадания в их внутреннюю полость воздуха, поскольку при его наличии топливные насосы мгновенно теряют свою работоспособность по причинам отсутствия смазки и охлаждения или быстрого увеличения числа оборотов из-за резкого уменьшения сопротивления перекачиваемой среды). Закономерным результатом повышения «неснижаемого» запаса топлива в системе является снижение эффективности использования топливосжигающей установки за счет уменьшения ее экономической составляющей, которая объективно отражается численным значением коэффициента полезного использования топлива (КПИТ).

Очевидно, что дальнейшее повышение эффективности использования топливосжигающих установок только за счет постоянной модернизации существующих топливных систем становится невозможным, а значит, и нецелесообразным.

Наиболее перспективное направление повышения эффективности использования топливосжигающих установок, по мнению авторов, это разработка и внедрение принципиально новых топливных систем или систем нового поколения.

В результате работы создана новая топливоподающая система, удовлетворяющая указанным выше требованиям.

Системообразующим элементом новой топливоподающей системы является воздушно-топливный струйный насос-распылитель, одновременно сочетающий в себе функции топливоподающего насоса и топливной форсунки или распылителя топлива.

Функционирование струйного насоса-распылителя обеспечивается энергией сжатого воздуха, подаваемого от компрессора, вентилятора или воздушного баллона. За счет прокачки воздуха через проточную часть насоса-распылителя обеспечивается самовсасывание, гомогенизация и аэрация топлива, приготовление воздушно-топливной смеси и ее мелкодисперсный распыл в зону горения.

Новая топливная система успешно прошла промышленные испытания в реальных условиях эксплуатации и значительно повысила эколого-экономическую эффективность использования топливосжигающей установки. Так, экономия углеводородного топлива составила более 15 процентов; потребление атмосферного воздуха сократилось до теоретического значения (11 килограммов воздуха на 1 килограмм топлива). Кроме того, организовано бездымное горение углеводородных топлив с различными физико-химическими показателями, и реализована возможность качественного сжигания сырой нефти, нефтеводяной эмульсии влагосодержанием 23 процента, дизельного топлива.

Новая топливная система является универсальной, поскольку может быть адаптирована для любого вида установок, сжигающих твердое, жидкое и газообразное топливо.

Подводим итоги

Результаты многолетней работы позволяют сделать следующие выводы:
• потребность использования топливосжигающих установок определяется их качеством (или комплексом свойств), которое представляет собой потенциальную эффективность
• потенциальная эффективность топливосжигающих установок переходит в эффективность использования в процессе практической реализации заложенных в них свойств
• экологичность – это одно из важнейших свойств топливосжигающей установки
• эколого-экономическая эффективность использования топливосжигающих установок реализуется через такие их свойства, как «экологичность» и «экономичность»
• наиболее перспективным направлением повышения эколого-экономической эффективности использования топливосжигающих установок является не модернизация их существующих топливных систем, а разработка и внедрение топливных систем нового поколения.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА И РАЗБАВЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

Коэффициент избытка воздуха а показывает отношение поступившего в установку воздуха Ув к объему воздуха, необходимому для полного сгорания топлива в соответствии со стехиометрическими уравнениями Кв

V V3 4- Vй’’6

‘ В ‘ и ~ В

VI VI

Сжигание топлива с недостаточным для полного сгорания объемом воздуха ведет к потерям тепла и загрязнению воздушного бассейна окисью углерода и другими продуктами неполного сгорания. Увеличение же избытка воздуха сверх оптимального приводит к возрастанию потерь тепла с уходящими газами, может существенно снизить температуру в топке и обусловить этим неполное сгорание топлива. Поэтому большое значение имеет применение методов сжигания топлива и выбор конструкций горелок, форсунок и топок, обеспечивающих полноту сгорания топлива при минимальном избытке воздуха.

Сжигание с минимальным избытком воздуха особенно важно при работе на сернистом топливе во избежание окисления продукта сгорания серы — сернистого газа Э02 в значительно более коррозионно-активный Э03.

При использовании топлива в технологических печах и в особенности в установках, генерирующих защитные газы, предохраняющие металл от

Окисления и обезуглероживания, процесс горения осуществляют при а, значительно меньшим единицы. В этих случаях а правильнее называть не коэффициентом избытка, а коэффициентом расхода воздуха.

При производстве защитных газов коэффициент расхода воздуха поддерживают примерно равным 0,5. В этих случаях для устранения потерь тепла вследствие неполноты горения осуществляют дожигание горючих компонентов, содержащихся в продуктах неполного сгорания.

Для подсчета а при неполном сгорании топлива необходимо вычесть из общего содержания кислорода в сухих продуктах сгорания количество кислорода, эквивалентное его расходу на окисление горючих компонентов

N2 — 3,76 (02 — 0,5СЮ — 0,5Н2 — 2СН,)

Приведенные выше формулы справедливы лишь при сжигании топлива с небольшим содержанием азота. При сжигании доменных, генераторных и ваграночных газов необходимо учитывать наличие в газе N3. Тогда формулы (V.!) и (У.5) приобретают вид

N2— — у— — 3,70 (02 — 0,500 — 0,5Н2 —2СН>)

(У.6)

(У.7)

При сжигании антрацита, кокса, дров, генераторных газов и других видов топлива с Н02111ах, близким к 21%, коэффициент избытка воздуха можно приближенно подсчитать по содержанию кислорода в продуктах полного сгорания

А 21 (21 — 02).

Формулы (У.1) — (У.8) применимы лишь при работе топок на воздухе, не обогащенном кислородом.

При сжигании топлива в воздухе, обогащенном кислородом, без присосов атмосферного воздуха коэффициент избытка воздуха можно подсчитать по формулам, аналогичным приведенным выше, с заменой величины 21 и 79% процентным содержанием 02 и N3 в воздухе, обогащенном кислородом.

Ниже приводится простая методика подсчета коэффициента избытка воздуха и кислорода, применимая при сжигании топлива в воздухе, в кислороде и в воздухе, обогащенном кислородом, без определения содержания кислорода в дутье. + °-5Н2°

••и 1 11

Й02 + О. бНоО

Для удобства подсчета а по составу сухих продуктов сгорания формуле (У.11) придают следующий вид

А = (0.2 + тгИОз) иИО,, (У.12)

Где тг — коэффициент, показывающий отношение объема кислорода, израсходованного на горение топлива с образованием 1Ю2 н Н20, к объему 1Ю2

В продуктах сгорания, равный

Тг = (Б02 + 0,5Н20): 1Ю2. (У.13)

Значения коэффициента п для различных видов топлива следующие [6, 36]:

Паровичный жирный: донецкий 1,15

Карагандинский 1,15

Кизеловский 1,18

Ткварчельский. 1,16

Газовый:

Донецкий 1,15

Кузнецкий (ленинский) 1,16

Уральский (буланашский) . 1,14

Грузинский (тквнбульский) 1,16

Дл гш по пл амоипы й:

Донецкий 1,15

Минусинский 1,14

Черемховскнй 1,15

Бурый уголь: подмосковный………. 1,10

Газообразное топливо

Горючие газы:		Пефтезаиодской газ	1,75
Метай	2,0	Сжижепный газ.	1,05
Пропан	1,67	Генераторный газ из:
Бутан	1,625	Подмосковного углл	0,75
Ацетилен	1,25	Газового углн	0,75
Окись углерода	0,5	Торфа	0,73
Коксовый газ очпщенный	2,1:8	Дрсиесины	0,73
Коксовый газ неочищенный	2,20	Челябинского угля	0,70
Природный газ	2,00	Кокса	0,05
Нефтепромысловый гач районов:	Антрацита	0,64
Небптдаг	1,87	Домснпый газ	0,41
Азнефть	1,80
Грознефть	1,82
Ишгимбаево	1,75
	Жидкое топливо
Бензин	1,52	Мазут малосерпистый	1,35
Керосин	1,48	Бензол	1,*5
Мазут сернистый	1,40
	Твердое	Топливо
Кокс	1,05	Уральский:
Антрацит:		Богословский	1,16
Донецкий	1,05	Челябинский	1,11
Полуантрацит:		Читинский:
Егоршинский	1,10	Тарбагатайеюгй	1,11
Каменный уголь:		Арабогарский	1,10
Тощий:		Халлртинский	1,06
Донецкий	1,13	Амурский:
Кузнецкий	1,12	Кнвдиисшш	1,00

1. ‘

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Коэффициент — избыток — воздух

Cтраница 4

Коэффициент избытка воздуха зависит от вида сжигаемого топлива, способа его сжигания, конструкции топки и принимается на основании опытных данных. [46]

Коэффициент избытка воздуха устанавливается на основании следующих соображений. На современных двигателях устанавливают многокамерные карбюраторы, обеспечивающие получение почти идеального состава смеси по скоростной характеристике. Возможность применения для рассчитываемого двигателя двухкамерного карбюратора с обогатительной системой и системой холостого хода позволяет получить при соответствующей регулировке как мощностной, так и экономичный состав смеси. [47]

Коэффициент избытка воздуха, отнесенный к газо-воздушной смеси предварительного ( внутреннего) смешения, характеризует собою взаимопереход от кинетического к диффузионному горению: а. [48]

Коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки аг показывает, какое количество теоретически необходимого воздуха поступает непосредственно через смесительное устройство горелки. Так, например, если коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки аг 1 20, то это означает, что через горелку проходит первичного воздуха на 20 % больше, чем необходимо теоретически. [49]

Коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки аг показывает, какое количество теоретически необходимого воздуха поступает непосредственно через смесительное устройство горелки. Так, например, если коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки аг 1 20, то это означает, что через горелку проходит первичного воздуха на 20 0 больше, чем необходимо теоретически. [50]

Коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки а показывает, какое количество теоретически необходимого воздуха поступает непосредственно через смесительное устройство горелки. Так, например, если коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки а 1 20, то это означает, что через горелку проходит первичного воздуха на 20 % больше, чем необходимо теоретически. [51]

Коэффициент избытка воздуха а, определяющий соотношение количеств воздуха и топлива в горючей смеси, характеризует ее качество. При увеличении коэффициента избытка воздуха а смесь делается более бедной, так как уменьшается относительное количество топлива в смеси; наоборот, при уменьшении коэффициента избытка воздуха а смесь становится богаче. [52]

Коэффициент избытка воздуха а, являющийся основной характеристикой условий горения топлива, показывает величину отно-шения количества воздуха, затрачиваемого на сжигание топлива, к минимально необходимому количеству воздуха для полного сгорания этого топлива. [53]

Коэффициент избытка воздуха а изменяется более полого. На дизеле с высоким противодавлением характер протекания изменений суммарных коэффициентов избытка воздуха менее крутой, чем при работе по обычной характеристике. [54]

Коэффициент избытка воздуха а принимается при работе на мазуте 1 1 — 1 15, а температура газов за циклоном на 50 — 100 град выше температуры плавления солей. Величина температуры газов за циклоном проверена не только на легкоплавких солях ( Na2SO4, NaCl и др.), но и при разложении CaFs SiOa с температурой плавления — 1500 С или при обесфторивании природных фосфатов. [55]

Страницы: 1 2 3 4

Коэффициент избытка воздуха

Химия Коэффициент избытка воздуха

просмотров — 581

Для обеспечения в эксплуатации оптимальных условий горения топлива и минимума присосов воздуха необходим постоянный контроль над избытками воздуха в газовом тракте.

Пересчет процентного содержания кислорода на значения избытка воздуха производят следующим образом. В случае если пренебречь незначительным увеличением объема продуктов сгорания за счет освобождения азота из топлива, тогда объем сухих газов V_СГ =V_В. Остаточный кислород в продуктах сгорания в процентах от объема сухих газов можно выразить:

Так как V_СГ =αV_В⁰, тогда: O₂=

Из уравнения следует, что коэффициент избытка воздуха равен:

где О₂— содержание кислорода в продуктах сгорания, %.

В случае если ввести коэффициент р, учитывающий различие в объёмах влажного и сухого газа, тогда формула для определения избытка воздуха примет вид:

Коэффициент р принимают равным для твёрдого топлива 0,02, мазута 0,05, природного газа 0,10. Определение избытка воздуха справедливо при полном сгорании топлива. В случае если в дымовых газах есть продукты неполного сгорания (СО, Н₂), то не весь кислород следует считать избыточным. Часть его должна быть израсходована на окисление этих продуктов. Так как для сжигания одного моля СО или Н₂ расходуется по 0,5 моля кислорода, то при известном процентном содержании в газах СО и Н₂ крайне важное для их дожигания количество кислорода, %, составит 0,5(СО+Н₂), и на это значение следует уменьшить действительный избыток воздуха в продуктах сгорания. Тогда формула примет вид:

Коэффициент избытка воздуха a показывает отношение поступившего в установку воздуха к воздуху теоретически крайне важному для горения топлива.

Сжигание топлива с недостатком воздуха необходимым для полного сгорания ведет к потерям тепла и загрязнению воздушного бассейна.

Увеличение избытка воздуха приводит к возрастанию потерь тепла с уходящими газами.

Для обеспечения оптимального процесса сгорания топлива крайне важно контролировать избыток воздуха в топке. Сжигание с минимальным избытком воздуха важно при работе на сернистом топливе во избежание окисления SO₂ в SO₃.

При полном сгорании топлива коэффициент избытка топлива можно рассчитать по отношению азота͵ сопутствующего кислороду, израсходованному на горение топлива.

где О₂– содержание избыточного кислорода в продуктах сгорания.

При неполном сгорании топлива из общего содержания кислорода в сухих продуктах сгорания вычитают оксид углерода водород и метан, тогда:

Приведенные формулы справедливы при сжигании топлива с небольшим содержанием азота.

При сжигании доменных, генераторных и ваграночных газов крайне важно учитывать в сжигаемом газе содержание азота.

учитывается при не полном сгорании

В практике для определения коэффициента избытка воздуха по данным анализа на RO₂ пользуются номограммами (рисунок 1.9). Анализ порции дымовых газов на содержание RO₂ проводят ручными газоанализаторами.

Содержание RO₂ в дымовых газах, %

Рисунок 1. 9 – Номограмма для приближённого определения коэффициента избытка воздуха в продуктах сгорания

Данный метод определения коэффициента является косвенным. Надёжность определения зависит от того, насколько точно известно для данного топлива значение RO₂^МАКС, поскольку на электростанцию топливо поступает не всегда постоянного состава, а также от тщательности выполнения анализа отбираемых дымовых газов на содержание RO₂.

Контроль над избытком кислорода в котле обычно производят в двух точках газового тракта: в поворотной камере и за воздухоподогревателем (в уходящих газах). Значение О₂ в поворотной камере характеризует долю избытка воздуха в топке, поскольку присосы в горизонтальном газоходе, как правило, небольшие, так как незначительно разрежение газов этой части тракта. Полученное значение О₂ достаточно точно может быть пересчитано на условия выхода из топки. Избыток воздуха в уходящих газах характеризует общее состояние плотности котла и общий объём уходящих газов, а разность показателей О₂ в поворотной камере и уходящих газах даёт оценку доли присосов холодного воздуха в конвективной шахте.

Через неплотности топки и газовых котлов, работающих при давлении ниже атмосферного, а также системы пылеприготовления в газовоздушный тракт котла может поступать дополнительное количество воздуха из окружающей среды (присосы воздуха). По ходу движения продуктов сгорания количество присасываемого воздуха непрерывно возрастает.

Экономичный топочный режим горения твердого топлива обеспечивается при избытке воздуха в горелках (организованно подаваемый воздух) α_т=1¸1,1.

Коэффициент избытка воздуха — обзор

3.3.2 Сжигание

Обезвоженный осадок сточных вод, который обрабатывается, может достичь достаточно сухого состояния с содержанием твердых веществ около 15–30%, который может быть переработан на свалки или в сельском хозяйстве. удобрения или сжигание (Fränzle et al., 2012). Органические вещества в иле полностью сжигаются с большим количеством кислорода и превращаются в CO ₂, H ₂ O и некоторые другие газообразные продукты в процессе сжигания (Wang et al. , 2016). Эта операция включает в себя ряд сложных изменений и реакций, включая испарение, улетучивание, разложение, спекание, плавление и окислительно-восстановительные реакции, сопровождаемые соответствующими комплексными физическими и химическими реакционными процессами массопереноса и теплопередачи (Hirose et al., 2009 ; Li et al., 2013). Рекуперация энергии посредством сжигания в первую очередь относится к системе рекуперации электроэнергии и тепла (Hong et al., 2009; Xu et al., 2014). Дополнительная обработка остатков состоит из обработки золы, содержащей нелетучие ионы тяжелых металлов, и удаления выхлопных газов (Wang et al., 2016). На примере технологии сжигания в псевдоожиженном слое процесс показан на рис. 3.5.

Рисунок 3.5. Технологическая схема системы сжигания осадка сточных вод в псевдоожиженном слое.

Источник : Изменено из Zhao, J., 2018. Несколько видов технологий обработки ила при сжигании (на китайском языке). Ind. Furn. 40, 1–6.

Существует два режима сжигания: прямое сжигание и смешанное сжигание. В зависимости от содержания влаги и теплотворной способности прямое сжигание может применяться с дополнительным топливом или без него.В таблице 3.1 перечислены несколько требований для прямого сжигания, которые помогают поддерживать потребление топлива и затраты в приемлемом диапазоне. Смешанное сжигание означает сжигание осадка вместе с другими горючими материалами, при котором отсутствует этап сушки, что означает, что это относительно простой и удобный рабочий процесс по сравнению с прямым сжиганием. Более подробные характеристики этих двух технологий были обобщены Li et al. (2013) и Zhou et al. (2008).

Таблица 3.1. Требования к характеристикам шлама для сжигания (Li et al., 2013).

Категория	pH	Содержание влаги (%)	Низкая теплотворная способность (кДж / кг)	Содержание органических веществ (%)
Самостоятельное сжигание	5–10	& lt; 50	& gt; 5000	& gt; 50
Сжигание топлива		& lt; 80	& gt; 3500
Сжигание при сушке		& lt; 80	& gt; 3500

Примечание : Содержание влаги при сушке для сжигания означает влажность осадка, поступающего в сушильную систему. Содержание песка — важный аспект, который следует учитывать при выборе типа мусоросжигательной установки.

Факторы, влияющие на процесс сжигания, включают время удерживания осадка, рабочую температуру, коэффициент избытка воздуха и свойства осадка. Горение — это процесс, который требует достаточно времени, чтобы реагенты полностью прореагировали. Время удерживания связано с размером частиц осадка, поскольку более мелкие частицы способствуют сгоранию с более высокой скоростью и меньшим временем удержания (Yao and Naruse, 2005).В общем случае повышение температуры может способствовать процессу сжигания, позволяя ему полностью протекать в течение очень короткого промежутка времени. Однако сжигание при слишком высокой температуре может привести к увеличению инвестиций в топливо и вторичному загрязнению в результате увеличения содержания оксинитридов в выхлопных газах. Скорость реакции была чувствительна к температуре во время низкотемпературной фазы, но не могла быть значительно увеличена при высокой температуре (Li et al. , 2005). Коэффициент избытка воздуха может быть выражен в формуле.(3.7),

(3.7) α = VV0

, где α представляет собой коэффициент избытка воздуха. V и V0 означают количество фактического и теоретического притока воздуха соответственно.

Достаточное количество кислорода является необходимым условием для обеспечения полного сгорания органических веществ в иле, что также вносит большой вклад в процесс сушки и сжигания. Однако, если коэффициент превышает допустимый диапазон, это также может вызвать снижение температуры и увеличение выбросов выхлопных газов (Wang et al., 2016).

Оборудование, применяемое для сжигания, включает печь с псевдоожиженным слоем, печь с несколькими колосниками, ленточную печь, плавильную печь и вращающуюся печь. Псевдоожиженный слой является наиболее распространенным оборудованием для сжигания осадка и занимает основную долю, составляющую более 90% рынка. Ли и др. (2013) обобщили основные характеристики псевдоожиженного слоя и представили краткое описание печи с несколькими колосниками и вращающейся печи. Чжао (2018) дал подробное описание технологии сжигания во вращающейся печи, сжигания в псевдоожиженном слое и технологии сжигания на решетке.

Сжигание — это традиционный метод обработки осадка с очевидными преимуществами по сравнению с захоронением отходов и сельскохозяйственным использованием, что привело к его признанию в качестве широко распространенного варианта утилизации в Европе. Достоинства в основном проявляются в следующих аспектах: (1) значительное уменьшение объема, которое, как сообщается, составляет около 10% от объема обезвоженного осадка; (2) эффективное удаление токсичных веществ, содержащихся в иле; (3) теплотворная способность, сравнимая с теплотой сгорания бурого угля, что обеспечивает реальный способ одновременной рекуперации энергии; и (4) слабое образование запаха (Fytili and Zabaniotou, 2008).Обработка осадка, основанная на сжигании, может обеспечить наиболее тщательную переработку осадка сточных вод с точки зрения уменьшения количества, стабилизации, безвредной обработки и повторного использования.

Хотя сжигание считается одним из наиболее многообещающих методов обработки осадка, наличие нескольких проблем ограничивает его развитие. К ним относятся высокие эксплуатационные расходы, вторичное загрязнение выхлопным газом (Li et al., 2005), ограниченная скорость рекуперации энергии и неудовлетворительная стабильность сгорания шлама (Li et al., 2013). Оценка затрат на сжигание варьируется в зависимости от выбранных регионов, а также показывает высокую зависимость от применяемых технологий и допущений в отношении отпускных цен на рекуперированную энергию (Qin et al., 2011; Tarpani and Azapagic, 2018). В будущих исследованиях сжигания осадка сточных вод следует дополнительно рассмотреть оптимизацию рабочих условий для достижения цели низкого энергопотребления, рентабельности, высокой степени рекуперации энергии и низкого уровня выбросов, чтобы соответствовать требованиям устойчивого развития.

Воздействие избытка воздуха |

Многие операторы промышленных печей теряют значительное количество энергии из-за слишком большого количества воздуха, поступающего в печь, что приводит к потере тепла через дымовые газы. Избыток воздуха приводит к образованию кислорода, который не расходуется во время горения, и этот кислород поглощает тепло, которое можно использовать в других случаях, и выносит его из дымовой трубы. Химически идеального количества воздуха, поступающего в печь, достаточно, чтобы израсходовать весь кислород, содержащийся в воздухе.Однако этого идеального (известного как стехиометрическое соотношение воздуха и топлива) трудно достичь, потому что топливо и воздух не смешиваются полностью, а это означает, что для полного сгорания всегда потребуется определенное количество избыточного воздуха. Фактически, слишком мало избыточного воздуха приводит к неэффективному сжиганию топлива, накоплению сажи и ненужным выбросам парниковых газов.

Оптимальный уровень избытка воздуха будет варьироваться в зависимости от печей и применений, но обычно 10-15% избытка воздуха является достижимой и оптимальной целью при поддержании либо текущей температуры на входе, либо уровня производительности производства, в зависимости от того, что требуется. Если у вас есть печь с более высоким избытком воздуха, чем 10-15%, у вас есть четкая возможность снизить затраты на электроэнергию за счет уменьшения поступления воздуха в горелку и закрытия любых утечек в печи. Когда соотношение воздух / топливо оптимизировано, результирующая экономия энергии обычно составляет от 5% до> 25%.

Количество избыточного воздуха в системе можно определить путем анализа количества кислорода в дымовых газах. В качестве примера возьмем сжигание природного газа. Предполагая, что уровень CO в дымовых газах очень низок и можно пренебречь неполным сгоранием, содержание кислорода в дымовых газах можно измерить двумя числами: сухое показание A% или влажное показание B%.С помощью этих измерений можно использовать следующие формулы для расчета избытка воздуха: Например, если показание сухого кислорода в дымовых газах составляет 2,5%, то расчет избытка воздуха будет: 0,895 x 0,025 / (0,21-0,025) = 12,1 % избытка воздуха. Слишком большой избыток воздуха приводит к снижению температуры пламени. Это означает, что в систему попадает меньше тепла. Кроме того, избыточный воздух должен нагреваться до температуры дымовых газов, что потребляет дополнительную энергию. Используя диаграмму избытка воздуха (Рисунок A), вы можете определить возможное увеличение доступного тепла, уменьшив избыток воздуха до минимального уровня, при котором все еще достигается полное сгорание в вашей печи.Доступное тепло обычно выражается в процентах, представляющих количество тепла, остающегося в печи (т. Е. Не теряемого через дымовые газы или утечки), как долю подводимого тепла.

Затем вы можете определить экономию затрат, которая будет достигнута за счет уменьшения количества избыточного воздуха для увеличения доступного тепла. На общую экономию энергии влияют избыток воздуха, температура воздуха для горения, температура дымовых газов, стоимость топлива и т. Д. (Рисунок B).

На самом деле, содержание кислорода в дымовых газах изменяется при изменении интенсивности сжигания. Например, рассмотрим горелку на 100 миллионов БТЕ / час с диапазоном изменения 10: 1. Когда он работает со скоростью 100 миллионов БТЕ / час, избыток воздуха составляет 15%. Однако при минимальной мощности сжигания 10 миллионов БТЕ / час избыток воздуха может составлять 100%. Чтобы получить точную оценку экономии энергии, необходимо проводить систематические измерения и вычисления. Если вы хотите получить более точную оценку, свяжитесь с Firebridge по адресу [email protected].

Понравилось то, что вы читаете? Будьте в курсе нового контента, подписавшись ниже!

Каково влияние соотношения воздух-топливо на эффективность сгорания?

Во второй части этой серии статей, посвященной контролю сгорания промышленных источников тепла, мы рассматриваем соотношение воздух-топливо и баланс использования избыточного воздуха для потребления горючих материалов при минимизации энергии от восходящей трубы в промышленных источниках тепла. В Части I, Стехиометрическое горение и его влияние на КПД котла, мы обсудили стехиометрическое горение, то теоретическое положение, в котором оптимальное количество кислорода и топливной смеси для производства максимально возможного тепла при достижении максимальной эффективности сгорания.

Спросите, как наш расходомер может улучшить ваше управление энергопотреблением.

Соотношение воздух-топливо и избыток воздуха

Эффективность сгорания зависит от использования правильного количества воздуха для потребления топлива.

При технологическом обогреве, работающем на топливе, самый большой источник потерь энергии — через выхлопную трубу, поэтому управление воздушным потоком имеет важное значение для эффективности сгорания.Когда топливо горит в присутствии кислорода, оно превращается в углекислый газ, воду и тепло. Рассмотрим сжигание метана (CH ₄).

CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O + Тепло (1013 БТЕ / фут. ³)

Воздух содержит примерно 21% кислорода и 79% азота. В этом случае реакция полного сгорания становится:

CH ₄ + 2O ₂ + 7.53N ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O + 7.53 N ₂ + тепло (1013 БТЕ / фут ³)

Требуемое количество воздуха зависит от типа топлива. В идеале вы хотели бы добавить достаточно кислорода, чтобы израсходовать все топливо, чтобы не было исчерпания горючего, при минимальном избытке воздуха, чтобы предотвратить потерю энергии из дымовой трубы.

Соотношение воздух-топливо определяет количество воздуха, необходимого для сжигания определенного топлива.

Соотношение воздух-топливо определяет количество воздуха, необходимого для сжигания определенного топлива.Обычными видами топлива, используемыми в процессе сгорания, являются нефть (№ 2, 4 и 6), дизельное топливо, бензин, природный газ, пропан и древесина — соотношения для обычных газов, жидкого и твердого топлива указаны в таблицах 1. 1 и 1.2.

Оптимизация соотношения воздух-топливо

Существует баланс между потерей энергии из-за использования слишком большого количества воздуха и потерей энергии из-за слишком большого количества энергии в любом процессе сгорания. Наилучшая полнота сгорания достигается при оптимальном соотношении воздуха и топлива, и регулирование этого показателя обеспечивает наивысшую эффективность.В большинстве сценариев горелка, работающая на жидком и газовом топливе, достигает этого желаемого баланса, работая при 105–120% оптимального теоретического количества воздуха. Для горелок, работающих на природном газе, требуемый стехиометрический воздух составляет 9,4-11 футов ³ / 1,0 фут ³ природного газа или приблизительно соотношение воздуха и газа приблизительно 10: 1. В этом случае имеется избыток кислорода на 2%.

В зоне горения сложно измерить избыток воздуха. Однако в штабеле его можно легко измерить с помощью анализаторов кислорода.При работе с 5-20% избытком воздуха это соответствует измерению содержания кислорода в дымовой трубе от 1% до 3%.

Идеальное соотношение воздуха и топлива будет изменяться при различных рабочих нагрузках. Настройка — это действие по установлению желаемого соотношения воздух-топливо при различных условиях эксплуатации. Это может быть выполнено при оценке конкретных характеристик дымовой трубы: температуры, концентрации кислорода, оксида углерода и выбросов NO _x.

В третьей части этой серии из пяти частей мы рассматриваем анализ кислорода и горючих газов в дымовых газах, а также различные потоки воздуха и топлива перед сгоранием для повышения эффективности сгорания промышленных котлов, парогенераторов, печей, печей, плавильных печей и технологических процессов. обогреватели.

Если вы хотите полностью прочитать официальный документ Sage Metering по этой теме, см. «Измерители эффективности сгорания» и «Тепловые массовые расходомеры».

Стехиометрическое влияние горения на КПД котла

Анализ дымовых газов и поток воздуха / топлива — эффективность сгорания

Измерители массового расхода, дифференциального давления и расхода воздуха

Расходомер воздуха для определения эффективности сгорания | Промышленные котлы

Когда избыток воздуха становится слишком большим

июл-2020

Чрезмерное использование избыточного воздуха влияет на эксплуатационные расходы из-за топливной экономичности, надежности печи и выбросов из дымовой трубы

ERWIN PLATVOET
XRG Technologies

Краткое содержание статьи

Экономия топлива имеет смысл; когда вы используете меньше, вы платите меньше.Это относится как к заправке вашего автомобиля, так и к расходу топлива в технологическом нагревателе. Сколько денег вы сэкономите, легко подсчитать, умножив экономию топлива на цену топлива за галлон. С воздухом для горения все не так однозначно. Воздух свободный, так зачем экономить на воздухе для горения?

Для оператора возникает соблазн использовать немного дополнительного воздуха для процесса сгорания по нескольким причинам. Потребность в кислороде может варьироваться из-за колебаний в процессе, таких как изменение скорости подачи и качества корма.Кроме того, на сторону горения нагревателя могут влиять изменения в составе топлива и окружающих условиях. Известная проблема заключается в том, что на сквозняк и распределение воздуха внутри обогревателей с естественной тягой влияют порывы ветра или дождь. Эти и другие переменные могут вызвать существенные колебания уровня кислорода в топке. Любой умный оператор хочет поддерживать этот уровень значительно выше нуля, и если колебания могут быть серьезными, осторожный оператор добавляет хорошую маржу сверх рекомендуемого уровня.

Итак, сколько дополнительного избыточного воздуха разумно? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно посмотреть на стоимость избыточного воздуха. Нет простой цены за галлон, но есть скрытые расходы, которые могут быть существенными.

Что оптимально?
С точки зрения эффективности теоретический оптимальный уровень избыточного воздуха составляет ноль процентов. Обеспечение пламени точным количеством воздуха, необходимого для горения, гарантирует, что все имеющееся тепло будет высвобождено из топлива. Это соотношение воздуха и топлива называется стехиометрическим соотношением.

Мы, конечно, не хотим использовать соотношение ниже стехиометрического, потому что в процессе сгорания не будет поступать достаточно воздуха и есть риск заполнения камеры сгорания несгоревшими углеводородами. Это называется «затоплением» топки, и неконтролируемая реакция этих углеводородов с утечкой воздуха представляет серьезную угрозу безопасности.

Удерживать его ровно на нуле тоже невозможно. Типичная контрольно-измерительная система нагревателя не может справиться ни с одним из вышеупомянутых колебаний в системе из-за задержки срабатывания.Даже если бы это было возможно, очень сложно спроектировать процесс сгорания с идеально смешанными воздухом и топливом. Таким образом, нам необходимо подавать в систему немного «избыточного» воздуха, чтобы обеспечить запас против колебаний и обеспечить полное окисление углеводородов.

Рекомендуемый уровень избыточного воздуха для газовой технологической печи составляет 15% в соответствии с отраслевыми рекомендациями, такими как API 535. На некоторых технологических установках, таких как производство этилена и водорода, печи работают очень стабильно и при высоких температурах.В таких случаях отраслевой нормой является уровень избытка воздуха 8-10%. С другой стороны, для сжигания жидкого топлива обычно требуется 20-25% избыточного воздуха, чтобы предотвратить образование сажи.

Оператор водонагревателя косвенно измеряет избыток воздуха, проверяя уровень кислорода в топке. Чтобы преобразовать уровень кислорода в процентное содержание избыточного воздуха, используйте следующую простую формулу:

с O2, выраженным в об.% (Сухой). Используя это уравнение, мы видим, что 3% O2 соответствует 15% избыточного воздуха, а 5% O2 соответствует 35% избыточного воздуха.

Стоимость лишнего воздуха
Давайте сначала обсудим некоторые основы топки, которые мало кто знает или о которых мало кто заботится. Воздух состоит почти исключительно из азота и кислорода. Поскольку они двухатомны, ни один из газов не участвует в переносе энергии излучения. Единственные газы, которые взаимодействуют значимым образом, — это водяной пар и углекислый газ, образующиеся при сгорании (см. Рисунок 1). Если топка работает при высоком уровне избытка воздуха, концентрация h3O и CO2 уменьшается, что снижает эффективную излучательную способность дымовых газов.Поскольку дымовой газ становится менее эффективным источником лучистой энергии, термический КПД топки падает.

Вторая проблема заключается в том, что каждый лишний фунт воздуха «крадет» тепло от процесса сгорания. Каждый лишний фунт воздуха, поступающий в нагреватель, — это лишний фунт, который необходимо нагреть до температуры печи. Он эффективно снижает равновесную температуру, также известную как температура адиабатического пламени. Поскольку радиационная теплопередача пропорциональна абсолютной температуре в четвертой степени, эффективность излучения топки сильно падает, когда ее температура падает из-за всего лишнего воздуха.

В таблице 1 перечислены свойства дымовых газов от сжигания природного газа с различными уровнями избытка воздуха. Таблица ясно показывает сильную зависимость коэффициента излучения и температуры адиабатического пламени от состава дымовых газов. При избытке воздуха от 15% до 25% уровень сухого кислорода увеличивается только с 3,0 до 4,6 об.%. Однако из-за падения концентрации CO2 и h3O излучательная способность дымовых газов падает на 3%, а адиабатическая температура пламени падает на поразительные 200 ° F (93 ° C). В типичной топке эта комбинация более низкого коэффициента излучения и более низкой температуры адиабатического пламени снижает тепловую эффективность излучения примерно на 5%.Топка требует пропорционального разжигания, чтобы ее компенсировать, и она менее энергоэффективна.

В конвекционной секции остаточное тепло дымовых газов используется для предварительного нагрева сырья. Секция конвекции компенсирует некоторую потерю эффективности излучения топки, но не полностью.

Стоимость «лишнего» избытка воздуха
Можно использовать рисунки 2 и 3, чтобы рассчитать стоимость слишком большого количества избыточного воздуха. Используйте Рисунок 2, чтобы определить топливную эффективность топочного обогревателя как функцию от избыточного воздуха и температуры дымовых газов, и Рисунок 3, чтобы найти стоимость природного газа во всем мире, выраженную в долл. США / MMBtu.Ниже приводится пример расчета.

В третьем квартале 2019 года стоимость природного газа в США составляла примерно 3 доллара за миллион БТЕ (см. Рисунок 3). Для технологического нагревателя, работающего на 100 MMBtu / h, общие затраты на топливо составляют 100 MMBtu / h x 8760 h / год x 3 доллара за MMBtu / h = 2,63 миллиона долларов. Это означает, что каждое снижение топливной экономичности на 1% стоит 26300 долларов в год. Для типичного НПЗ мощностью 300000 баррелей в день каждый процент прироста или потери энергии составляет около 1 миллиона долларов.

Пример использования
Последовательность из четырех одинаковых нагревателей работает в среднем 5.5 об.% O2 (в сухом виде) в арке из-за различных конструктивных и эксплуатационных проблем. Изменения в последующем процессе снизили потребность в тепле от нагревателей на 40%, в результате чего температура топки упала ниже 1200 ° F (650 ° C). Напольные горелки имеют конструкцию последнего поколения со сверхнизкими выбросами NOx. Горелки этого типа сокращают выбросы NOx за счет внутренней рециркуляции дымовых газов. Разбавление пламени инертным газом вызывает задержку реакций горения и снижение термических NOx. Этот подход хорошо работает при типичных температурах топки 1400-1600 ° F (760-870 ° C), но качество и стабильность пламени значительно ухудшаются, когда температура топки становится слишком низкой.Единственное средство, доступное оператору, — это использовать нагреватели при более высоком уровне кислорода.

Дополнительные проблемы возникают из-за того, что горелки работают с режимами, значительно ниже их оптимальной проектной точки. В этом случае уменьшение тепловыделения на 40% создает мягкое и ленивое пламя с тенденцией скатываться в змеевики. Это связано с отсутствием перепада давления в воздушной зоне, используемого для смешивания топлива с воздухом. Высокая скорость ветра летом вызывает большие колебания воздушного потока через горелки с естественной тягой, иногда выделяя большое количество окиси углерода.Опять же, единственное средство — работать при более высоком уровне избытка воздуха, чтобы увеличить скорость перемешивания и создать более жесткое пламя.

СКАЧАТЬ ПОЛНУЮ СТАТЬЮ

Эффективность сгорания и избыток воздуха

Для обеспечения полного сгорания используемого топлива в камеры сгорания подается избыточный воздух. Избыточный воздух увеличивает количество кислорода для сгорания и сгорания топлива.

, когда топливо и кислород из воздуха находятся в идеальном балансе — считается, что сгорание является стехиометрическим

Эффективность сгорания увеличивается с увеличением избыточного воздуха — до тех пор, пока потери тепла в избыточном воздухе не станут больше, чем выделяемое тепло за счет более эффективного сгорания.

Типичный избыток воздуха для достижения максимально возможной эффективности для некоторых распространенных видов топлива:

5-10% для природного газа
5-20% для мазута
15-60% для уголь

Двуокись углерода — CO ₂ — является продуктом сгорания, и содержание CO ₂ в дымовых газах является важным показателем эффективности сгорания.

Оптимальное содержание диоксида углерода CO ₂ после сжигания составляет примерно 10% для природного газа и примерно 13% для более легких масел.

Нормальная эффективность сгорания природного газа при различных комбинациях температуры избыточного воздуха и дымовых газов указана ниже:

¹⁾ «Чистая температура дымовой трубы» — это разница температур между температурой дымовых газов внутри дымохода и комнатной температурой вне горелки.

Потери дымовых газов при сжигании мазута

Потеря эффективности дымовых газов, связанная с

разницей температур дымовых газов и приточного воздуха
CO ₂ концентрация в дымовых газах

при сжигании мазута показана ниже :

Пример — Сгорание масла и потери тепла в дымовых газах

Если

, разница температур между дымовыми газами на выходе из котла и температурой окружающей среды составляет 300 ^o C, и
, диоксид углерода, измеренный в дымовых газах, составляет 10% — тогда

из диаграммы выше

потери дымовых газов могут быть оценены примерно в 16% .

Глава 11: Горение (Обновлено 31.05.10)

Глава 11: Сжигание
(Спасибо to Дэвид Bayless за письменную помощь. этот раздел)

Введение — До этого точка тепла Q во всех задачах и примерах была либо заданной значение или было получено из отношения Первого закона. Однако в различных тепловые двигатели, газовые турбины и паровые электростанции тепло полученные в процессе сгорания с использованием твердого топлива (например,грамм. уголь или дрова). жидкое топливо (например, бензин, керосин или дизельное топливо), или газообразное топливо (например, природный газ или пропан).

В этой главе мы познакомимся с химией и термодинамика горения типовых углеводородных топлив — (C _x H _y), в котором окислителем является кислород, содержащийся в атмосферном воздухе. Обратите внимание, что мы не будем рассматривать сжигание твердого топлива или сложные смеси и смеси углеводородов, входящих в состав бензин, керосин или дизельное топливо.

Атмосферный воздух содержит примерно 21% кислорода (O ₂) по объему. Остальные 79% «прочих газов» в основном азот (N ₂), поэтому предположим, что воздух состоит из 21% кислорода и 79% азота, объем. Таким образом, каждый моль кислорода, необходимый для окисления углеводорода, равен сопровождается 79/21 = 3,76 моля азота. Используя эту комбинацию молекулярная масса воздуха становится 29 [кг / кмоль]. Обратите внимание, что это предполагается, что азот обычно не подвергается каким-либо химическим воздействиям. реакция.

Процесс горения — Основной процесс сгорания можно описать с помощью топлива ( углеводород) плюс окислитель (воздух или кислород) под названием Реагенты , которые подвергаются химическому процессу, выделяя тепло, чтобы сформировать Продукты горения таким образом, что масса сохраняется. в простейший процесс сгорания, известный как стехиометрический Сгорание , весь углерод в топливе образует диоксид углерода (CO ₂) и весь водород образует воду (H ₂ O) в продуктах, поэтому мы можем записать химическую реакцию следующим образом:

где z известен как стехиометрический коэффициент для окислителя (воздуха)

Обратите внимание, что эта реакция дает пять неизвестных: z, a, b, c, d, поэтому нам нужно решить пять уравнений.Стехиометрический горение предполагает отсутствие в продуктах избыточного кислорода, поэтому d = 0. Остальные четыре уравнения мы получаем в результате уравновешивания числа атомов каждого элемента в реагентах (углерод, водород, кислород и азота) с числом атомов этих элементов в продукты. Это означает, что никакие атомы не разрушаются и не теряются в реакция горения.

Элемент	Количество в реактивах	=	Количество товаров	Приведенное уравнение
Углерод (C)	x		а	а = х
Водород (H)	л		2b	b = y / 2
Кислород (O)	2z		2a + b	г = а + Ь / 2
Азот (N)	2 (3.76) z		2c	c = 3,76z

Обратите внимание, что образующаяся вода может находиться в паре или жидкая фаза, в зависимости от температуры и давления продукты сгорания.

В качестве примера рассмотрим стехиометрическое горение метана (CH ₄) в атмосферном воздухе. Приравнивание моляра коэффициенты реагентов и продуктов получаем:

Теоретическое соотношение воздух и топливо-воздух -The минимальное количество воздуха, которое позволит полностью сгорать топливо называется Теоретический Air (также именуемый Стехиометрический воздух ).В этом случае продукты не содержат кислорода. Если мы поставляем меньше теоретического воздуха, тогда продукты могут содержать углерод монооксида (CO), поэтому обычной практикой является подача более теоретический воздух, чтобы предотвратить это явление. Это превышение Воздух приведет к появлению кислорода в продукты.

Стандартная мера количества воздуха, используемого в процесс сгорания топлива воздух-топливо Коэффициент (AF), определяемый следующим образом:

Таким образом, учитывая только реагенты метана при сжигании теоретического воздуха, представленного выше, получаем:

Решенная задача 11.1 — дюймов В этой задаче мы хотим разработать уравнение горения и определить соотношение воздух-топливо для полного сгорания н-бутана (C ₄ H ₁₀) с а) теоретическим воздухом и б) 50% избытком воздуха.

Анализ продуктов сгорания — Горение всегда происходит при повышенных температурах и мы предполагаем, что все продукты горения (включая воду пар) ведут себя как идеальные газы. Поскольку у них другой газ постоянных, удобно использовать уравнение состояния идеального газа в условия универсальной газовой постоянной:

В анализе продуктов сгорания нет представляет ряд интересных объектов:

1) Что такое процентный объем конкретных продуктов, в частности углекислого газа (CO ₂) и углерода монооксид (CO)?
2) Что такое роса точка водяного пара в продуктах сгорания? Это требует оценка парциального давления паровой составляющей водяного пара продукты.
3) Существуют экспериментальные методы объемного анализ продуктов сгорания, обычно проводится на Dry Базис , дающий процент объема всех компонентов, кроме водяного пара. Это позволяет просто метод определения действительного воздушно-топливного отношения и использованного избыточного воздуха в процессе горения.

Для идеальных газов мы находим, что мольная доля y _i i-го компонента в смеси газов при определенном давлении P а температура T равна объемной доле этого компонента.
Поскольку из молярного отношения идеального газа: P.V = N.R _u .T, у нас:

Кроме того, поскольку сумма объемов компонентов V _i должно равняться общему объему V, имеем:

Используя аналогичный подход, определяем частичную давление компонента с использованием закона парциальных давлений Дальтона:

Решенная проблема 11.2 — В эта проблема Пропан (C ₃ H ₈) сжигается с 61% избытком воздуха, который поступает в камеру сгорания при 25 ° С.Предполагая полное сгорание и полное давление 1 атм. (101,32 кПа), определите а) соотношение воздух-топливо [кг-воздух / кг-топливо], б) процентное содержание двуокиси углерода в продуктах по объему, и c) температура точки росы продуктов.

Решенная проблема 11,3 — дюймов эта проблема Этан (C ₂ H ₆) сжигается атмосферным воздухом, и объемный анализ сухие продукты сгорания дает: 10% CO ₂, 1% CO, 3% O ₂ и 86% № ₂.Развивать уравнение горения, и определить а) процент превышения воздух, б) соотношение воздух-топливо и в) точка росы при сгорании. продукты.

Анализ горения по первому закону — Основная цель горения — выработка тепла за счет изменения энтальпия от реагентов к продуктам. Из Первого Закона уравнение в контрольном объеме без учета кинетической и потенциальной энергии изменений и, если не делать никаких работ, имеем:

, где суммирование ведется по всем продукты (p) и реагенты (r).N означает количество молей каждого компонента, а h [кДж / кмоль] относится к молярной энтальпии каждый компонент.

Поскольку существует ряд различных веществ нам нужно установить общее эталонное состояние для оценки энтальпия, обычно выбирают 25 ° C и 1 атм, что составляет обычно обозначается надстрочным индексом o. Проф. С. Бхаттачарджи из Государственный университет Сан-Диего разработал экспертную систему на базе Интернета в < www.thermofluids.net > звонил ТЕСТ ( T he E xpert S система для T гермодинамика) в которую он включил набор таблиц свойств идеального газа, все основанные на по энтальпии h ^o = 0 по этой общей ссылке.Мы адаптировали некоторые из этих таблиц специально для этого раздела, и их можно найти в следующая ссылка:

Горение Таблицы молярной энтальпии

В качестве примера снова рассмотрим полное сгорание метана (CH ₄) с теоретическим воздухом:

Обратите внимание, что в реагентах и продуктах В приведенном выше примере у нас есть основные элементы O ₂ и N ₂ как а также соединения CH ₄, CO ₂ и H ₂ O.Когда соединение образуется, изменение энтальпии называется изменением энтальпии. Энтальпия формации , обозначается h _f ^o, и для нашего примера:

Вещество	Формула	hfo [кДж / кмоль]
Двуокись углерода	CO ₂ (г)	-393 520
Водяной пар	H ₂ O (г)	-241 820
Вода	H ₂ O (л)	-285 820
Метан	CH ₄ (г)	-74,850

где (г) относится к газу, а (л) относится к жидкость.

Знак минус означает, что процесс Экзотермический , т.е. тепло выделяется при образовании соединения. Обратите внимание, что энтальпия образования основных элементов O ₂ и N ₂ составляет нуль.

Сначала рассмотрим случай, когда достаточно теплопередача таким образом, чтобы и реагенты, и продукты находились на 25 ° C и давление 1 атм, и что водный продукт является жидким. С нет заметного изменения энтальпии, уравнение энергии становится:

Это тепло (Qcv) называется энтальпией . Горения или Нагрева Стоимость топлива.Если продукты содержат жидкую воду, тогда это Выше Теплотворная способность (как в нашем примере), однако, если продукт содержит водяной пар, то это нижний предел . Теплотворная способность топлива. В энтальпия сгорания — это наибольшее количество тепла, которое может быть высвобождается заданным топливом.

Температура адиабатического пламени — Противоположная крайность приведенного выше примера, в котором мы оценили энтальпия горения — это случай адиабатического процесса, в котором тепло не выделяется.Это приводит к значительному повышению температуры. увеличение количества продуктов сгорания (обозначается адиабатическим Температура пламени ), которая может быть уменьшается за счет увеличения воздушно-топливной смеси.

Решенная задача 11.4 — Определить температура адиабатического пламени для полного сгорания Метан (CH ₄) с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме.

Это уравнение может быть решено только итеративным методом. метод проб и ошибок с использованием таблиц Sensible Энтальпия против температуры для всех четырех компоненты продукции — CO ₂, H ₂ O, O ₂, и N ₂.Быстрый приближение к температуре адиабатического пламени может быть получено следующим образом: при условии, что продукты полностью состоят из воздуха. Такой подход был представил нам Potter и Somerton в их Schaum’s Очерк термодинамики для инженеров , в котором они предположили, что все продукты имеют номер N ₂. Мы считаем, что более удобно использовать воздух, предполагая репрезентативное значение из конкретных Теплоемкость воздуха : C _{p, 1000K} = 1,142 [кДж / кг.K].

Таким образом, суммируя все моли произведений, получаем:

Используя таблицы Sensible Энтальпия в зависимости от температуры , мы оценили энтальпия всех четырех продуктов при температуре 1280К.Этот в результате общая энтальпия составила 802 410 [кДж / кмоль топлива], что составляет чрезвычайно близкое к требуемому значению, что оправдывает такой подход.

Задача 11,5 — — Определите адиабатическую температуру пламени для полное сгорание пропана (C ₃ H ₈) с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме [T = 1300 КБ].

______________________________________________________________________________________

Инженерная термодинамика, Израиль Уриэли под лицензией Creative Общедоступное авторское право — Некоммерческое использование — Совместное использование 3.0 Соединенные Штаты Лицензия

Оптимальный процесс сгорания — топливо и избыток воздуха

Чтобы понять эффективную работу котла, необходимо понимать процесс сгорания.

Для стабильных условий горения требуется определенное количество топлива и кислорода. Продуктами сгорания являются тепловая энергия, углекислый газ, водяной пар, азот и другие газы (кроме кислорода). Теоретически для полного сжигания заданного количества топлива требуется определенное количество кислорода. На практике условия горения никогда не бывают идеальными.

Следовательно, на практике для полного сжигания всего топлива необходимо подавать больше воздуха, чем необходимо. Количество воздуха, превышающее теоретическое требование, обозначается как избыток воздуха .

В котлах электростанций обычно используется примерно от 10 до 20 процента избыточного воздуха. В котлах, работающих на природном газе, может быть достаточно 5 % избыточного воздуха. Котлы, работающие на пылеугольном топливе, могут работать с избытком воздуха 20 %. Газовые турбины работают на очень бедной смеси с избытком воздуха до 300 %.

Типичные значения избытка воздуха для некоторых широко используемых видов топлива показаны в таблице ниже:

Топливо	Избыток воздуха (%)
Антрацит	40
Коксовый газ	5-10
Природный газ	5-10
Уголь пылевидный	15-20
Уголь, кочегарка	20-30
Нефть (No .2 и № 6)	10-20
Полуантрацит, ручной обжиг	70-100
Полуантрацит, с топкой	40-70
Полуантрацит, с подвижной решеткой	30 до 60

Чтобы определить избыток воздуха, при котором будет работать система сгорания, мы должны начать со стехиометрического отношения воздух-топливо , известного как идеальное или идеальное соотношение топлива — или стехиометрическое сгорание.При стехиометрическом сгорании существует

химически правильная пропорция смешивания между воздухом и топливом
не остается топлива или воздуха

На практике оборудование для технологического нагрева почти никогда не работает стехиометрическим. Даже так называемое сгорание с заданным соотношением, используемое в котлах и высокотемпературных технологических печах, включает небольшое количество избыточного воздуха — на 10-20% больше, чем необходимо для полного сгорания топлива.

Если в горелку подается недостаточное количество воздуха, из котла выводится несгоревшее топливо, сажа, дым и угарный газ.Результатом является загрязнение поверхности теплопередачи, загрязнение, снижение полноты сгорания, нестабильность пламени и возможность взрыва. Чтобы избежать неэффективных и небезопасных условий, котлы обычно работают с избытком воздуха. Этот избыточный уровень воздуха также обеспечивает защиту от недостаточного количества кислорода, вызванного изменениями в составе топлива и «рабочими скачками» в системе управления топливом-воздухом.

Коэффициент избытка воздуха показывает: Коэффициент избытка воздуха — это… Что такое Коэффициент избытка воздуха?

Коэффициент избытка воздуха — это… Что такое Коэффициент избытка воздуха?

Полезное

Смотреть что такое «Коэффициент избытка воздуха» в других словарях:

Коэффициент избытка воздуха — Справочник химика 21

Коэффициент избытка воздуха при сгорании топлива

Эколого-экономическая эффективность топливосжигающих установок и направления ее повышения — Энергетика и промышленность России — № 03 (167) февраль 2011 года — WWW.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА И РАЗБАВЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

Коэффициент — избыток — воздух

Коэффициент — избыток — воздух

Коэффициент избытка воздуха

Химия Коэффициент избытка воздуха

Читайте также

Коэффициент избытка воздуха — обзор

3.3.2 Сжигание

Воздействие избытка воздуха |

Каково влияние соотношения воздух-топливо на эффективность сгорания?

Соотношение воздух-топливо и избыток воздуха

Оптимизация соотношения воздух-топливо

Когда избыток воздуха становится слишком большим

Эффективность сгорания и избыток воздуха

Потери дымовых газов при сжигании мазута

Пример — Сгорание масла и потери тепла в дымовых газах

Глава 11: Горение (Обновлено 31.05.10)

Оптимальный процесс сгорания — топливо и избыток воздуха

Добавить комментарий Отменить ответ