ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Введение

Газоснабжение котельных установок производится путем подачи природного газа к потребителям от места добычи по магистральным газопроводам. Газопроводы от магистральных газопроводов и газораспределительных станций (ГРС) до потребителей разделяются на распределительные вводы и внутризаводские газопроводы, в том числе газопроводы к котельным установкам. Распределительные газопроводы служат для подачи газа к вводам его на отдельные предприятия или к группам зданий. Вводами называются газопроводы, соединяющие распределительные газопроводы с газопроводами, расположенными на территории предприятий и котельных установок.

По давлению газа газопроводы разделяются на газопроводы низкого давления - до 0,005 МПа; среднего давления - от 0,005 до 0,3 МПа; высокого давления - от 0,3 до 1,2 МПа.

Газоснабжение котельных установок представлено в основном надземные газопроводами. Они могут прокладываться по наружным стенам зданий и по отдельно стоящим колоннам при соблюдении правил пожарной безопасности. ГРП или ГРУ должны находиться вблизи от основного потребителя газа. Для уменьшения шума от редуцирования газа ГРП и ГРУ размещаются обычно в отдельном помещении. Помещение ГРП и ГРУ оборудуется устройствами вентиляции, отопления и освещения. Освещение должно быть выполнено во взрывозащитном исполнении. Температура в помещении ГРП и ГРУ должна быть не ниже +5°С.

Преимущества газообразного топлива

1. Единственное первичное топливо, подача которого потребителю не требует дорогостоящей переделки;

2. Самое чистое топливо среди углеводородных. Выход парникового углекислого газа при сжигании природного газа самый низкий, за что он получил название «зеленое топливо»;

3. При газовом отоплении городов и населенных пунктов гораздо меньше загрязняется воздух;

4. Высокие температуры в процессе горения (более 2000° С) и удельная теплота сгорания позволяют эффективно применять природный газ как энергетическое и технологическое топливо.

1 ОПИСАНИЕ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА, ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Описание арматуры, гарнитуры и других устройств, обеспечивающих его безопасную работу.

Паровой котёл - устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара с давлением.

Питательная вода поступает в верхний барабан по двум питательным линиям, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производится необогреваемыми трубами из верхнего и нижнего барабанов. Фронтовой экран котла ДКВР питается водой из опускных труб верхнего барабана, задний экран – опускных труб нижнего барабана. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан.

Все котлы снабжены внутрибарабанными паросепарационными устройствами для получения пара.

Котёл ДКВР-4 поставка, которого может осуществляться одним транспортабельным блоком и в разобранном виде, имеет опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката.

Камеры фронтового и заднего экранов крепятся кронштейнами к обдувочному каркасу. Камеры боковых экранов крепятся к опорной раме

1. Технические характеристики парового котла ДКВР 4-13

Показатель	ДКВР-4,0-13ГМ
Паропроизводительность номинальная, т/ч	4
Давление пара, МПа (кг/см²)	1,3(13)
Температура пара, °С	194
Поверхность нагрева котла, м²: радиационная / конвективная / общая	21,4/116,9/138,3
Объем котла, м³: паровой / водяной	2,05/5,55
Топливо	Газ, мазут
Расход топлива, м³/ч (кг/ч): газа (мазута)*	310 (288)
КПД, %: газ / мазут	90/88,8
Экономайзер: чугунный	ЭБ2-142
Вентилятор	ВДН-6,3
Дымосос	ДН-10у
Поставка (блоком, россыпью и т.д.)	блок, россыпь
Габаритные размеры (д × ш × в), м	5,4 × 3,4 × 4,4
Масса, кг	7800

В водяном пространстве верхнего барабана находится питательная труба, в паровом объеме сепарационные устройства. Для осмотра барабанов и расположенных в них устройств, а также для чистки труб шарошками на задних днищах имеются лазы. Для наблюдения за уровнем воды в верхнем барабане устанавливаются два указателя уровня.

На переднем днище верхнего барабана установлено два штуцера ⌀32 х 3 мм для отбора импульсов уровня воды на автоматику.

На верхней образующей верхнего барабана приварены патрубки для установки предохранительных клапанов, главного парового вентиля или задвижки, вентилей для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды (обдувку).

Технические характеристики барабанов для котлов ДКВР

L - длина верхнего барабана

L₁- длина нижнего барабана

Система теплоснабжения Екатеринбурга работает по открытой схеме

Производство тепловой энергии

Схему теплоснабжения Муниципального образования «город Екатеринбург» принципиально возможно разбить на 5 основных зон теплоснабжения:

- центральная зона теплоснабжения;

- зона теплоснабжения «Вторчермет»;

- зона теплоснабжения «Сортировочный»;

- зона теплоснабжения от котельной ОАО «Уралхиммаш»;

- источники отдалённых территорий.

В данном проекте источником теплоснабжения является районная котельная.

Параметры теплоносителя 115-70 градусов Цельсия.

Подключение к тепловым сетям – зависимое, закрытое.

Суммарный объём потребления тепловой энергии центральной зоны теплоснабжения составляет 66,9 % всей тепловой нагрузки города (около 3 500 Гкал/час). Крупнейшие источники системы централизованного теплоснабжения МО «город Екатеринбург» являются Среднеуральская ГРЭС (СУГРЭС) (подключенная нагрузка 1130,7 Гкал/ч) и Ново-Свердловская ТЭЦ (подключенная нагрузка совместно с Кировской котельной 924,8 Гкал/ч).

Транспортировка тепловой энергии

Тепловые сети и оборудование объединяют источники тепла в единую структуру теплоснабжения города. Основными теплосетевыми компаниями в Екатеринбурге являются «Екатеринбургэнерго» и Свердловский филиал ОАО «ТГК-9» «КЭС-Холдинг»). Магистральные тепловые сети

Екатеринбурга находятся в ведении ООО «Свердловская теплоснабжающая компания», входящей в ОАО «ТГК-9» («КЭС-Холдинг»). Магистральные тепловые сети от всех источников тепла в целях надёжности закольцованы. Это позволяет осуществить резервную подачу тепла при авариях на тепломагистралях за счёт совместной работы источников и связей между магистралями. Протяжённость магистральных тепловых сетей — 206,33 км (в двухтрубном исчислении). Распределительные и квартальные сети принадлежат МУП «Екатеринбургэнерго».

Протяжённость распределительных тепловых сетей (в однотрубном исчислении) 2851,20 км[2].

Структура магистральных сетей (по способу прокладки):

подземные — 106,03 км;

надземные — 100,3 км.

Средний диаметр магистральных трубопроводов составляет 798 мм, распределительных и квартальных сетей — 177 мм. В работу системы теплоснабжения Екатеринбурга входят также 12 насосных станций, 33 бака-аккумулятора горячей воды, 405 тепловых пунктов.

Потребление тепловой энергии

В 2012 году общая численность населения города Екатеринбурга составила 1 386 500 человек.

Тепловая нагрузка жилищно-коммунального сектора Екатеринбурга составляет примерно 3800 гигакалорий в час. Основными потребителями тепловой энергии в Екатеринбурге являются промышленные предприятия и население в виде отопительно-вентиляционной нагрузки, нагрузки горячего водоснабжения и технологической нагрузки промпредприятий.

Соотношение суммарных тепловых нагрузок по административным районам города Екатеринбурга

Соотношение тепловых нагрузок по видам теплопотребления в городе Екатеринбурге

Развитие

Екатеринбург занимает одно их лидирующих мест в России по экономическому развитию. В целях обеспечения устойчивого развития надёжного и безопасного теплоснабжения потребителей в городе

Екатеринбурге реализуются проекты по развитию теплоснабжения города — Стратегический проект «Развитие теплоисточников, магистральных и городских тепловых сетей», целевая программа «Екатеринбург — энергоэффективный город», инвестиционная программа «Развитие системы теплоснабжения ЕМУП „Тепловые сети“ на период с 2009 по 2013 годы».

Переход на закрытую схему ГВС

07.12.2011 был принят федеральный закон № 417-ФЗ, согласно которому «с 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путём отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается». Это означает переход на новую схему теплоснабжения, называемой закрытой. Закрытая схема ГВС предусматривает, что холодная вода из наружной водопроводной сети подаётся в теплообменник, нагревается до необходимой температуры, а затем посредством насосов транспортируется потребителям. В связи с этим в МО «город Екатеринбург» разрабатываются перспективные варианты развития систем теплоснабжения, которые предусматривают поэтапное обособление зон действия источников тепла.

Температура наружного воздуха отопительного периода ^ОС

Скорость

ветра в январе

м/сек

Продолжитель-

ность отопительного периода, сутки

Абсолютная минимальная t_мин.

Расчётная для отопления t_н.о.

Расчётная для вентиляции t_н.в.

Расчётная средняя t_ср

-47

-32

-21

-6,5

3,7

168

Таблица 1 – Климатические данные для города

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Температура	-15,5	-13,6	-6,9	2,7	10,0	15,1	17,2	14,9	9,2	1,2	-6,8	-13,1

Таблица 2 – Средняя температура по месяцам для города Екатеринбург

Определяем объемы зданий согласно выданной съемке, в масштабе 1:500 по формуле:

V=a*b*h

(1)

где, a – длина здания;

b – ширина здания;

h – высота здания

V₁ = 34 * 15 * 14 = 7140 м³

V₂ = 34 * 11 * 15 = 5610 м³

V₃ = 33 * 9,5 * 11,5 = 3291,75 м³

V₄ = 9,5 * 33,5 * 15 = 4773,75 м³

V₅ = 10 * 15 * 33,5 = 5025 м³

Таблица 3

Наименование здания	a м	b м	h м	V м³
1) 5 КЖ дом	34	14	15	7140
2) 5 КЖ дом	34	11	15	5610
3) З эт. школа	33	9,5	10,5	3291,75
4) 5 КЖ дом	33,5	9,5	15	4773,75
5) 5 КЖ дом	33,5	10	15	5025

Таблица 4 - Исходные данные

Наименование потребителей	Количество, шт	Наружный объём здания, V_н	Внутренняя температура, t^о С	Удельный расход тепла		Количество потребителей m	Норма расхода воды л/сут	Коэффициент неравномерности К
Наименование потребителей	Количество, шт	Наружный объём здания, V_н	Внутренняя температура, t^о С	на отопление q_oккад/м³ч	на вентиляцию q_вккад/м³ч	Количество потребителей m	Норма расхода воды л/сут	Коэффициент неравномерности К
1) Жилой дом	1	7140	+18	0,42	-	110	130	3,5
2) Жилой дом	1	5610	+18	0,42	-	75	130	4,5
3) Школа	1	3291,75	+18	0,38	0,09	550	7	1
4) Жилой дом	1	4773,75	+18	0,42	-	85	130	3,5
5) Жилой дом	1	5025	+18	0,42	-	85	130	3,5

Определяем часовой расход тепла на отопление , Гкал/ч, по формуле:

Q_о =a* q_o * V_н ( t_вн - t_н_._о_.) * К * 10^-6

(2)

где - удельная отопительная характеристика по справочной литературе,

a – коэффициент, учитывающий расход тепла на обогрев наружного воздуха, поступающего в здания путём инфильтрации через неплотности в ограждениях;

К – поправочный коэффициент, учитывающий изменение расчётной наружной температуры, принимаемый по таблице 4

- наружный строительный объем здания, м³,

- температура внутри помещения, ⁰С, определяем по СНиП 11-36-73

- температура наружного воздуха для системы отопления, ⁰С по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

Таблица 5 – Значения поправочного коэффициента К

Расчётная температура наружного воздуха t_н^оС	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50
К	1,45	1,29	1,17	1,08	1	0,95	0,9	0,85	0,82

Q_o₁ = 0,42 * 1 * 7140 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,112 Гкал/ч

Q_o₂ = 0,42 * 1 * 5610 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,15 Гкал/ч

Q_o₃ = 0,38 * 1 * 3291, 75 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,06 Гкал/ч

Q_o₄ = 0,42 * 1 * 4773, 75 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,1 Гкал/ч

Q_o₅ = 0,42 * 1 * 5025 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,105 Гкал/ч

Определяем часовой расход тепла на горячее водоснабжение, , Гкал/ч по формуле

(3)

где К – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды

– количество потребителей, чел,

– норма расхода воды, л/сут, принимаем согласно таблице 4

– температура горячей воды, принимаем равной 65^о

– температура холодной воды, ⁰С, принимаем равной 5^о

Определяем расход тепла для вентиляции , Гкал/ч, по формуле:

где,

– температура наружного воздуха для вентиляции, ⁰С

где - удельный расход тепла на вентиляцию, Вт/

– температура наружного воздуха для вентиляции, ⁰С

Так как вентиляция для жилых зданий отсутствует, рассчитываем только для школы:

Сводим полученные данные в таблицу 6

Таблица 6 Тепловые нагрузки объектов

Наименование потребителей	Расходы тепла, Гкал/ч			Суммарная нагрузка для одного потребителя, Гкал
Наименование потребителей	на отопление, Q_o	на вентиляцию, Q_в	на горячее водоснабжение,	Суммарная нагрузка для одного потребителя, Гкал
1)Жилой дом	0,15	-	0,125	0,275
2)Жилой дом	0,12	-	0,11	0,23
3)Школа	0,06	0,009	0,012	0,081
4)Жилой дом	0,1	-	0,096	0,196
5)Жилой дом	0,105	-	0,096	0,196
Итого ∑	0,535	0,012	0,436	0,983

РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК

Определяем объемы зданий согласно выданной съемке, в масштабе 1:500 по формуле:

V=a*b*h

(1)

где, a – длина здания;

b – ширина здания;

h – высота здания

V₁ = 34 * 15 * 14 = 7140 м³

V₂ = 34 * 11 * 15 = 5610 м³

V₃ = 33 * 9,5 * 11,5 = 3291,75 м³

V₄ = 9,5 * 33,5 * 15 = 4773,75 м³

V₅ = 10 * 15 * 33,5 = 5025 м³

Таблица 3

Наименование здания	a м	b м	h м	V м³
1) 5 КЖ дом	34	14	15	7140
2) 5 КЖ дом	34	11	15	5610
3) З эт. школа	33	9,5	10,5	3291,75
4) 5 КЖ дом	33,5	9,5	15	4773,75
5) 5 КЖ дом	33,5	10	15	5025

Таблица 4 - Исходные данные

Наименование потребителей	Количество, шт	Наружный объём здания, V_н	Внутренняя температура, t^о С	Удельный расход тепла		Количество потребителей m	Норма расхода воды л/сут	Коэффициент неравномерности К
Наименование потребителей	Количество, шт	Наружный объём здания, V_н	Внутренняя температура, t^о С	на отопление q_oккад/м³ч	на вентиляцию q_вккад/м³ч	Количество потребителей m	Норма расхода воды л/сут	Коэффициент неравномерности К
1) Жилой дом	1	7140	+18	0,42	-	110	130	3,5
2) Жилой дом	1	5610	+18	0,42	-	75	130	4,5
3) Школа	1	3291,75	+18	0,38	0,09	550	7	1
4) Жилой дом	1	4773,75	+18	0,42	-	85	130	3,5
5) Жилой дом	1	5025	+18	0,42	-	85	130	3,5

Определяем часовой расход тепла на отопление , Гкал/ч, по формуле:

Q_о =a* q_o * V_н ( t_вн - t_н_._о_.) * К * 10^-6

(2)

где - удельная отопительная характеристика по справочной литературе,

- наружный строительный объем здания, м³,

- температура внутри помещения, ⁰С, определяем по СНиП 11-36-73

- температура наружного воздуха для системы отопления, ⁰С по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

Таблица 5 – Значения поправочного коэффициента К

Расчётная температура наружного воздуха t_н^оС	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50
К	1,45	1,29	1,17	1,08	1	0,95	0,9	0,85	0,82

Q_o₁ = 0,42 * 1 * 7140 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,112 Гкал/ч

Q_o₂ = 0,42 * 1 * 5610 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,15 Гкал/ч

Q_o3 = 0,38 * 1 * 3291, 75 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,06 Гкал/ч

Q_o4 = 0,42 * 1 * 4773, 75 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,1 Гкал/ч

Q_o5 = 0,42 * 1 * 5025 * (+18 –(-32)) * 1 * 10^-6 = 0,105 Гкал/ч

Определяем часовой расход тепла на горячее водоснабжение, , Гкал/ч по формуле

(3)

где К – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды

– количество потребителей, чел,

– норма расхода воды, л/сут, принимаем согласно таблице 4

– температура горячей воды, принимаем равной 65^о

– температура холодной воды, ⁰С, принимаем равной 5^о

1.3.3 Определяем расход тепла для вентиляции , Гкал/ч, по формуле:

где,

– температура наружного воздуха для вентиляции, ⁰С

где - удельный расход тепла на вентиляцию, Вт/

– температура наружного воздуха для вентиляции, ⁰С

Так как вентиляция для жилых зданий отсутствует, рассчитываем только для школы:

Сводим полученные данные в таблицу 6

Таблица 6 -Тепловые нагрузки объектов

Наименование потребителей	Расходы тепла, Гкал/ч			Суммарная нагрузка для одного потребителя, Гкал
Наименование потребителей	на отопление, Q_o	на вентиляцию, Q_в	на горячее водоснабжение,	Суммарная нагрузка для одного потребителя, Гкал
1)Жилой дом	0,15	-	0,125	0,275
2)Жилой дом	0,12	-	0,11	0,23
3)Школа	0,06	0,009	0,012	0,081
4)Жилой дом	0,1	-	0,096	0,196
5)Жилой дом	0,105	-	0,096	0,196
Итого ∑	0,535	0,012	0,436	0,983

РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛА. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК КАЧЕСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Потребители теплоты (системы отопления, вентиляции, ГВС) проектируют и строят, ориентируясь на расчётную мощность. Для систем отопления расчётной мощностью является количество теплоты, необходимое для возмещения тепловых потерь зданием при расчетной наружной температуре для отопления t_но. Для систем вентиляции расчётная мощность определяется в зависимости от назначения системы: при расчётной температуре наружного воздуха для отопления или при расчётной температуре для вентиляцииt_нв. Мощность систем ГВС определяется максимальным значением водоразбора (или средним при наличии баков аккумуляторов горячей воды) при заданной температуре горячей воды.

Расчётная мощность при эксплуатации систем теплопотребления совпадает с фактической потребностью только при расчётных условиях. В остальное время требуемое количество теплоты для систем значительно ниже расчётной мощности и её значение зависит: для систем отопления и вентиляции - от изменения температуры наружного воздуха; для систем ГВС - от значения водоразбора. Т.о., в системах теплоснабжения подачу теплоты следует регулировать с таким расчётом, чтобы отпускаемое количество теплоты совпадало с потребностью в ней.

Отпуск теплоты на отопление регулируется тремя методами: качественным, количественным, качественно-количественным.

При качественном методе- изменяют температуру воды, подаваемую в тепловую есть (систему отопления) при неизменном расходе теплоносителя.

При количественном- изменяют расход теплоносителя при неизменной температуре.

При качественно-количественном одновременно изменяют температуру и расход теплоносителя.

В настоящее время отпуск теплоты системам отопления регулируют в основном качественным методом, т.к. при постоянном расходе воды системы отопления в меньшей степени подвержены разрегулировке.

В системах вентиляции для регулирования отпуска теплоты применяют качественный и количественный методы.

Отпуск теплоты на ГВС регулируют количественным методом - изменением расхода сетевой воды.

Описанные выше методы регулирования в чистом виде применяют только в раздельных системах теплоснабжения, в которых потребители отопления, вентиляции и ГВС обслуживаются от источника теплоты по самостоятельным трубопроводам. В двухтрубных тепловых сетях как наиболее экономичных по капитальным и эксплуатационным затратам, по которым теплоноситель одновременно транспортируется для всех видов потребителей, применяют на источнике теплоты комбинированный метод регулирования.

Комбинированное регулирование, состоит из нескольких ступеней, взаимно дополняющих друг друга, создаёт наиболее полное соответствие между отпуском тепла и фактическим теплопотреблением.

Центральное регулирование выполняют на ТЭЦ или котельной по преобладающей нагрузке, характерной для большинства абонентов. В городских тепловых сетях такой нагрузкой может быть отопление или совместная нагрузка отопления и ГВС. На ряде технологических предприятий преобладающим является технологическое теплопотребление.

Групповое регулирование производится в центральных тепловых пунктах для группы однородных потребителей. В ЦТП поддерживаются требуемые расход и температура теплоносителя, поступающего в распределительные или во внутриквартальные сети.

Местное регулирование- предусматривается на абонентском вводе для дополнительной корректировки параметров теплоносителя с учетом местных факторов.

Индивидуальное регулирование- осуществляется непосредственно у теплопотребляющих приборов, например у нагревательных приборов систем отопления, и дополняет другие виды регулирования.

Тепловая нагрузка многочисленных абонентов современных систем теплоснабжения неоднородна не только по характеру теплопотребления, но и по параметрам теплоносителя. Поэтому центральное регулирование отпуска тепла дополняется групповым, местным и индивидуальным, т.е. осуществляется комбинированное регулирование.

Прерывистое регулирование- достигается периодическим отключением систем, т.е. пропусками подачи теплоносителя, в связи с чем, этот метод называется регулирование пропусками. Центральные пропуски возможны лишь в тепловых сетях с однородным потреблением, допускающим одновременные перерывы в подаче тепла. В современных системах теплоснабжения с разнородной тепловой нагрузкой регулирование пропусками используется для местного регулирования.

В паровых системах теплоснабжения качественное регулирование неприемлемо ввиду того, что изменение температур в необходимом диапазоне требует большого изменения давления.

Центральное регулирование паровых систем производится в основном количественным методом или путём пропусков. Однако периодическое отключение приводит к неравномерному прогреву отдельных приборов и к заполнению системы воздухом. Более эффективно местное или индивидуальное количественное регулирование.

В данном проекте принимаем закрытую схему подключения и количественное регулирование отпуска теплоты

1 Определяем температуру сетевой воды в подающем теплопроводе, , по формуле:

()

где – температура в подающем теплопроводе;

– температура воды в обратном теплопроводе;

- среднемесячная температура наружного воздуха;

– средняя отопительная температура

Январь:

Февраль:

Март:

Апрель:

Октябрь:

Ноябрь:

Декабрь:

2 Определяем температуру обратной сетевой воды , , по формуле:

где – температура в подающем теплопроводе;

– температура воды в обратном теплопроводе;

- среднемесячная температура наружного воздуха;

– средняя отопительная температура

Январь:

Февраль:

Март:

Апрель:

Октябрь:

Ноябрь:

Декабрь:

Тепловой расчёт котельного агрегата

Тепловой расчет проводят с целью выявления его тепловых потерь и КПД котла.

Определение низшей теплоты сгорания Qн

Высшая теплота сгорания топлива Q_в представляет собой количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы топлива с образованием CO₂, H₂O в жидком состоянии и SO₂.

Низшая теплота сгорания топлива Q_н представляет собой количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы топлива с образованием CO₂, H₂O в парообразном состоянии и SO₂. Кроме того, при подсчете низшей теплоты сгорания учитывается расход тепла на испарение влаги топлива.

В данном проекте используем низшую теплоту сгорания.

Табл. 2. Состав топлива согласно выданному заданию.

Наименование топлива	W^p Влага	A^p Зола	S^р_кS^p_орг. Сера	C^p Углерод	H^p Водород	N^p Азот	O^p Кислород
Малосернистый мазут 40	3	0,3	0 0,5│0,5	85,3	10,2	0,7	0,7

Определяем теплоту сгорания жидкого топлива по формуле:

Q^р_н = 81C^p+ 246H^p+ 26(S^р_к- O^p) - 6W^p, где

C^p – Углерод H^p – Водород
S^р_к– Сера

O^p – Кислород
W^p – Влага

Подставляем значения в формулу и получаем:

Q^р_н = 81 ∙ 85,3 + 246 ∙ 10 + 26 ∙(0,5 – 0,7) – 6 ∙ 3= 9346,1 ккал/кг

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Расчет объема воздуха, необходимого для горения, предполагает вычисление

теоретического объема воздуха V_в^теор и практического объема воздуха V_в^пр, затраченного на горение (с учетом коэффициента избытка воздуха).

Чтобы определить объём воздуха необходимого для горения одного кубического метра жидкого топлива, необходимо использовать формулу:

V^o = 0,0889∙ (C^p + 0, 375 ∙S^p_л) + 0, 265 ∙N^p – 0, 0333 ∙O^p, где

V^o – Теоретический объем воздуха

C^p – Углерод
S^р_л– Сера

O^p – Кислород

N^p – Азот

Подставляем значения и находим:

V^o = 0,0889∙ (85,3 + 0, 375 ∙0, 5) + 0, 265 ∙10,2 – 0, 0333 ∙0,7 = 10,3 м³/ м³

Механизм горения мазута

В топочных устройствах мазут сжигается в распылённом состоянии, в виде капель в потоке воздуха. Горение происходит в паровой фазе, поскольку процессу горения капли всегда предшествует процесс испарения с её поверхности. Поступившая в топочное устройство капля прогревается и начинается испарятся. Вокруг капли образуется сферическая зона, насыщенная парами испаряющейся жидкости. В условиях наличия окислителя и достижения в зоне температуры воспламенения в тонком слое на внешней части сферической поверхности начинается горение паров жидкости. Этот слой называется фронтом горения.

Выделяющаяся при этом теплота способствует ещё более интенсивному испарению капли.

Скорость сгорания мазута определяется скоростью его испарения с поверхности, которая многократно увеличивается при распылении жидкого топлива н мелкие капли.

Поскольку скорость сгорания мазута в значительной мере определяется интенсивностью его испарения, важнейшим и первым этапом подготовки жидкого топлива к сжиганию является распыление его на мелкие частицы. Например, из капли диаметром 1 мм дроблением удаётся получать 1 млн (10⁶) капель диаметром 1 мкм. Площадь поверхности испарения при этом увеличивается в 100 раз. Наиболее мелкие капли испаряются и воспламеняются первыми, способствуя испарению и воспламенению более крупных.

При сжигании мазута для испарения его наиболее тяжёлых фракций требуется подогрев капель до температур порядка 400^о С и даже выше. По мере нагревания происходит термическое разложение топлива с образованием как газообразной, так и твёрдой (сажа, кокс) фаз, которые выгорают так же, как частицы твёрдого топлива. Раскалённые частицы сажи и кокса в пламени придают высокую светимость факелу.

Таким образом, процесс сжигания мазута состоит из следующих последовательных этапов:

- Распыление топлива;

- Образование горючей смеси, состоящей из окислителя, а также продуктов испарения и термического разложения углеводородов топлива;

- Воспламенение горючей смеси в зоне фронта горения;

- Горение горючей смеси.

Эффективность сжигания мазута в значительной степени зависит от начальных подготовительных этапов, работой топливосжигающих устройств – мазутных форсунок.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 231; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!