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. Поэто­му для обеспечения оптимального процесса сгорания топлива необходимо контролировать избыток воздуха в топке ат.

При наличии присосов воздуха по тракту котлоагрегата или печи коэф­фициент избытка воздуха, обусловливающий увеличение потерь тепла с ухо­дящими газами, может сильно возрастать. Для определения присосов возду­ха по тракту и составления тепловых балансов элементов котельного агрега­та или печной установки определяют коэффициенты избытка воздуха по трак­ту установки.

При полном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха можно под­считать по отношению азота (1Ч2), содержащегося в сухих продуктах сгора­ния, к количеству азота, сопутствующего кислороду, израсходованному на горение топлива (N2 — ]Ч2из6). Следовательно,

N2 N2 /т/- «5^

М2-!^36 N2-3,7602 ’

Где 02 — содержание избыточного кислорода в продуктах полного сгорания.

Эту формулу применяют в различных модификациях. Так, деля числи­

Тель и знаменатель на N3, получают

«=———- Ц^, (У. З)

1-3-76ж

А умножая числитель и знаменатель на процентное содержание кислорода

В воздухе, придают формуле следующий вид

А= ——— (У.4)

21-79^

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

(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.

Коэффициент избытка кислорода или воздуха при полном сгорании топ­лива равен

® = (О^иао ]!е00Х): 02|1собх. (У-9)

При полном сгорании топлива количество кислорода, теоретически необ­ходимое для сгорания, равно количеству кислорода, вступившего в реакцию с углеродом, серой и водородом топлива с образованием Й02 (т. е. С02 + ЭО«) и Н20. Следовательно, количество кислорода, израсходованного на горение топлива, равно

02 неоОх — ВО.> -(- 0,5Н20.

Подставляя в формулу (У.9) вместо 02НСо5х КОг + 0,5 Н20, получаем

°2И, б + П0^+ °-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]:

Газообразное топливо

Раичихннскии приморский: артемоиский. тавричанский украинский: александрийский узбекский: ангренский киргизский: кизыл-кийс. кий сулюктинский’ таджикский: шурабский Торф: кусковой фрезерный Дрова

При неполном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха или ки­слорода подсчитывают по формуле

_ _ О, — (0.5СО + 0,5И» + ?СН.) + П (СО; + СО + СЩ) пт л, л

Л(СОг + СО+ СН,) * ^ ‘