Потери тепла вследствие химической неполноты сгорАния любого вида топлива можно подсчитать (в %) по упрощенной методике по формуле
Д3 = (302000 + 2580 Н2 + 8550СН4)А :Р%.
Подставляя вместо Р его значение для природного газа, равное 1000 ккал/нм3: сухих продуктов горения (см. табл. 97), получаем более удобную формулу, справедливую, однако, только для природного и других углеводородных газов с равным значением величины Р
= (ЗСО + 2,5Н2 + 8,5СН4)-Л»/о. (ХХ1У.4).
Заменяя в свою очередь к выражением С02тах (С02 + СО + СН4) и вводя взамен С02тах его значение для природного газа, равное 11,8%, можно придать формуле (XXIV.4) вид
35СО + ЗОНг + 100СН, ^
^ =———- СО, + СО + СИ« % • (ХХ1 У-5)
Приводим примерные подсчеты по формулам (XXIV.4) и (XXIV.5).
Подсчет 1.
При сжигании природного газа получены продукты сгорания следующего состава: СОа = 9,2%; Ог = 2,4%; СО = 1,6; Нг = 1,1; СН4= 0,5; N2 = 85,2%. Определить, чему равны потери тепла вследствие химической неполноты сгорания.
Подсчет ведем по формуле (ХХ1У.4).
/1 = С02тах (СОг+СО + СН,) = 11,8 (9,2 + 1,6 + 0,5) = 1,04;
9з = (ЗСО + 2.5Ш + 8,5СН4) к = (3-1,6 + 2,51,1 + 8,5-0,5) 1,04 = 12,3%.
Подсчет 2.
Выполнить подсчет в соответствии с условиями, приведенными выше, по формуле — (XXIV. 5)
35-1,6 + 30-1,1 + 100-0,5
93 = 9,2 + 1,6+ 0,5 = 12’30/
Подсчеты по обеим формулам, естественно, совпадают. Если величина к предварительно была определена для оценки объема продуктов сгорания, то удобнее считать по формуле (XXIV.4). Если величина к не определялась, проще считать по формуле (XXIV.5)»
Потери тепла о уходящими газами дг можно подсчитать по формуле д2 = 0,01. г (<у. г-*.)%, (XXIV.2)
А уменьшение потерь тепла Д<? в результате снижения температуры уходящих газов на № по формуле
Л? = 0,01г (<, — Ь) %, (XXIV.3)
Где <! — начальная температура уходящих газов;
/2 — сниженная температура уходящих газов.
Сгорания СОа -4” СО 4" + сн4 |
0—250 |
250—350 |
300—500 |
500—700 |
700—900 |
900—1100 |
1100—1100 |
1300—1000 |
11,8 |
4,13 |
4,16 |
4,28 |
4,37 |
4,47 |
4,57 |
4,67 |
4,77 |
11,7 |
4,15 |
4,21 |
4,31 |
4,40 |
4,50 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
11,6 |
4,18 |
4,25 |
4,33 |
4,43 |
4,53 |
4,63 |
4,73 |
4,83 |
11,5 |
4,21 |
4,28 |
4,37 |
4,47 |
4,57 |
4,67 |
4,77 |
4,87 |
11,4 |
4,24 |
4,30 |
4,40 |
4,50 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
4, СО |
11,3 |
4,26 |
4,32 |
4,43 |
4,55 |
4,63 |
4,73 |
4,83 |
4,03 |
11,2 |
4,28 |
4,34 |
4,46 |
4,56 |
4,66 |
4,76 |
4,86 |
4,96 |
11,1 |
4,30 |
4,37 |
4,48 |
4,58 |
4,68 |
4,78 |
4,88 |
4,98 |
11,0 |
4,35 |
4,40 |
4,50 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
4,80 |
5,00 |
10,9 |
4,40 |
4,43 |
4,53 |
4,63 |
4,73 |
4,83 |
4,93 |
5,03 |
10,8 |
4,43 |
4,47 |
4,57 |
4,67 |
4,77 |
4,87 |
4,97 |
5,07 |
10,7 |
4,45 |
4,50 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
4,90 |
5,00 |
5,10 |
10,6 |
4,48 |
4,53 |
4,65 |
4,75 |
4,85 |
4,95 |
5,05 |
5,15 |
10,5 |
4,50 |
4,56 |
4,67 |
4,78 |
4,88 |
4,98 |
5,08 |
5,18 |
Ю,4 |
4,53 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
4,90 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
10,3 |
4,57 |
4,63 |
4,75 |
4,85 |
4,95 |
5,05 |
5,15 |
5,25 |
10,2 |
4,60 |
4,65 |
4,78 |
4,88 |
4,98 |
5,08 |
5,18 |
5,28 |
Ю,1 |
4,63 |
4,70 |
4,80 |
4,90 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
5,30 |
10,0 |
4,67 |
4,75 |
4,85 |
4,95 |
5,05 |
5,15 |
5,25 |
5,35 |
9,9 |
4,70 |
4,80 |
4,90 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
5,30 |
5,40 |
9,8 |
4,75 |
4,83 |
4,93 |
5,03 |
5,13 |
5,23 |
5,33 |
5,43 |
9,7 |
4,80 |
4,87 |
4,97 |
5,07 |
5,17 |
5,27 |
5,37 |
5,47 |
9,6 |
4,84 |
4,90 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
5,30 |
5,40 |
5,50 |
9,5 |
4,88 |
4,95 |
Ь,05 |
5,15 |
5,25 |
5,35 |
5,45 |
5,55 |
9,4 |
4,93 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
5,30 |
5,40 |
5,50 |
5,60 |
9,3 |
4,97 |
5,05 |
5,15 |
5,25 |
5,35 |
5,45 |
5,55 |
5,65 |
9,2 |
5,02 |
5,07 |
5,20 |
5,30 |
5,40 |
5,50 |
5,60 |
5,70 |
9,1 |
5,07 |
5,10 |
5,25 |
5,35 |
5,50 |
5,60 |
5,70 |
5,80 |
9,0 |
5,10 |
5,15 |
5,30 |
5,40 |
5,55 |
5,65 |
5,75 |
5,85 |
8,9 |
5,13 |
5,22 |
5,33 |
5,45 |
5,60 |
5,70 |
5,80 |
|
8,8 |
5,17 |
5,26 |
5,35 |
5,50 |
5,65 |
5,75 |
5,85 |
|
8,7 |
5,22 |
5,30 |
5,40 |
5,55 |
5,70 |
5,80 |
5,90 |
|
8,6 |
5,27 |
5,35 |
5,45 |
5,60 |
5,75 |
5,85 |
5,95 |
|
8,5 |
5,30 |
5,40 |
5,50 |
5,65 |
5,80 |
5,90 |
6,00 |
|
8,4 |
5,35 |
5,45 |
5,55 |
5,70 |
5,85 |
5,95 |
6,05 |
|
8,3 |
5,40 |
5,50 |
5,60 |
5,75 |
5,90 |
6,00 |
6,10 |
|
8,2 |
5,45 |
5,55 |
5,65 |
5,80 |
5,95 |
6,05 |
6,15 |
|
8,1 |
5,50 |
5,60 |
5,70 |
5,85 |
6,00 |
6,10 |
6,20 |
|
8,0 |
5,57 |
5,67 |
5,77 |
5,90 |
6,05 |
6,15 |
6,30 |
|
7,9 |
5,62 |
5,72 |
5,85 |
5,95 |
6,10 |
6,20 |
||
7,8 |
5,68 |
5,80 |
5,90 |
6,00 |
6,15 |
6,25 |
||
7,7 |
5,75 |
5,85 |
5,97 |
6,08 |
6,25 |
6,35 |
||
7,6 |
5,80 |
5,90 |
6,05 |
6,15 |
6,32 |
6,42 |
||
7,5 |
5,85 |
6,00 |
6,10 |
6,25 |
6,40 |
6,50 |
||
7,4 |
5,90 |
6,05 |
6,20 |
6,30 |
6,45 |
6,60 |
||
7,3 |
6,00 |
6,10 |
6,25 |
6,35 |
6,50 |
6,65 |
||
7,2 |
6,05 |
6,15 |
6,30 |
6,40 |
6,55 |
6,70 |
||
7Д |
6,10 |
6,25 |
6,40 |
6,50 |
6,65 |
6,80 |
Таблица 100 Значения величины X для природного газа |
Содержание в продуктах |
Температурный интервал продуктов сгорания, °С |
Содержание а продуктах сгорания |
Температурный интерпал продуктов сгорания |
"С |
||||||
СО* + СО + + СН* |
0—250 |
50 |
350—500 |
500—700 |
700—900 |
900—1100 |
1100—1300 |
1300—1600 |
7,0 |
6,22 |
6,32 |
6,45 |
6,60 |
6,75 |
6,90 |
||
Г), Н |
6,35 |
6,40 |
6,55 |
6,70 |
6,85 |
|||
6,8 |
6,45 |
6,50 |
6,65 |
6,75 |
6,90 |
|||
7 |
6,50 |
С, Й0 |
0,70 |
6,85 |
7,00 |
|||
Fi. fi |
6,55 |
6,65 |
6,80 |
6,95 |
7,10 |
|||
6,5 |
6,65 |
6,75 |
6,85 |
7,05 |
7,20 |
_ |
||
6,4 |
6,70 |
6,83 |
6,95 |
7,15 |
7,30 |
|||
6,3 |
6,80 |
6,95 |
7,05 |
7,25 |
7,40 |
|||
6,2 |
6,95 |
7,05 |
7,15 |
7,35 |
7,50 |
_ |
||
«5,1 |
7,05 |
7,15 |
7,25 |
7,45 |
7,60 |
|||
«,0 |
7,15 |
7,25 |
7,35 |
7,55 |
7,70 |
_ |
||
5,9 |
7,25 |
7,35 |
7,50 |
7,65 |
7,80 |
_ |
||
■5,8 |
7,40 |
7,45 |
7,60 |
7,75 |
7,90 |
|||
5,7 |
7,45 |
7,55 |
7,70 |
7,85 |
8,05 |
|||
5.6 |
7,55 |
7,65 |
7,80 |
7,95 |
8,15 |
|||
5,5 5,4 |
7,70 7,85 |
7,80 7,95 |
7,95 8,05 |
8,10 8,25 |
8,25 8,40 |
— |
— |
— |
5,3 |
7,95 |
8,05 |
8,20 |
8,35 |
8,50 |
|||
5,2 |
8,05 |
8,20 |
8,35 |
8,50 |
8,65 |
|||
5,1 |
8,20 |
8,35 |
8,50 |
8,65 |
8,80 |
|||
5,0 |
8,35 |
8,50 |
8,65 |
8,80 |
9,00 |
|||
4,8 |
8,65 |
8,75 |
8,95 |
9,15 |
||||
4,6 |
9,00 |
9,10 |
9,25 |
9,50 |
— |
___ |
||
4,4 |
9,35 |
9,50 |
9,65 |
9,90 |
||||
4,2 |
9,75 |
9,90 |
10,05 |
10,30 |
||||
4,0 |
10,20 |
10,3 |
10,5 |
10,7 |
||||
3,8 |
10,7 |
Ю,8 |
11,0 |
11,2 |
||||
3,6 |
11,2 |
11,4 |
11,6 |
11,8 |
_ |
|||
3,4 |
11,8 |
12,0 |
12,2 |
_ |
. |
|||
3,2 |
12,5 |
12,7 |
12,9 |
|||||
3,0 |
13,2 |
13,4 |
13,6 |
_ |
||||
2,8 |
14,1 |
14,3 |
14,5 |
_ |
||||
2,6 |
15,2 |
15,4 |
15,6 |
|||||
2,4 |
16,4 |
16,6 |
_ . |
_ |
_ |
|||
2,2 |
16,8 |
18,0 |
||||||
2,0 |
19,5 |
19,7 |
_ |
_ |
||||
1,8 |
21,4 |
21,7 |
||||||
1,6 |
24,0 |
— |
_ |
_ |
_ |
|||
1,4 |
27,3 |
— |
_ |
|||||
1,2 |
31,7 |
— |
||||||
1,0 |
37,9 |
— |
— |
— |
— |
Примечание. Использование продуктов сгорания с весьма малым содержанием СО, возможно в сушильных установках, п которых в качестве сушильного агента применяются продтнти огог. а — ния природного газа, разбавленные воздухом- |
Подсчет 1.
Продукты сгоравия природного газа содержат 9,1% С02, 0,2% СО и 0,5% СН4. Температура продуктов сгорания 300°, температура воздуха 20е. Определить потери тепла с уходящими газами.
Сумма С02, СО и СН4 равна 9,8%. Для этой величины при температуре уходящих газов 300° значение Ъ равно 4,83 (см. табл. 100). Тогда потери тепла с уходящими газами равны
Д2 = 0,01 (300—20) 4,83 = 13,5%.
Подсчет 2.
Продукты полного сгорания природного газа содержат 9,0% С02. Определить, какой процент сжигаемого газа можно сэкономить при снижении температуры продуктов горения, отводимых из печи, с 700 до 500°.
При содержании в продуктах полпого сгорания природного газа 9,0% С02 и температуре уходящих газов от 700 до 500° значение величины 2 равно 5,40 (см. табл. 100). Следовательно, при снижении температуры продуктов сгорания с 700 до 500° экономия топлива в результате снижения потерь тепла составит
Ьд = 0,01 («1 — /г) г = 0,01 (700 — 500)- 5,4 = 10,8%.
Подсчет 3.
При испытаниях парового котла, работающего на природном газе, были получены данные, сведенные в табл. 101. Приводим результаты подсчетов по упрощенной методик® с применением формулы (XXIV. 2) и вспомогательной расчетной табл. 100, составленной для природного газа [6].
Таблица 101 Данные исшытаиия парового котла
|
1- е испытание
= 0,01 (419 — 20) 4,85 = 19,3%;
2- е испытание
Д2 = 0,01 (425 — 20) 4,48 = 18,1%;
3- е испытание
Д2 = 0,01 (407 — 25) 4,75 = 18,1%;
4- е испытание
Дг = 0,01 (373 — 25) 5,65 = 19,6%;
5- е испытание
Дг = 0,01 (333 — 25) 4,47 = 13,896;
6- е испытание
Д2 = 0,01 (309 — 25) 4,90 = 13,9%;
7- е испытание
Д2 = 0,01 (271 — 30) 5,60 = 13,5%;
8- е испытание
Д2 = 0,01 (282 — 30) 4,75 = 12,0 %.
В табл. 102 приведена сводка результатов подсчета потерь тепла с уходящими газами по упрощенной методике и по более сложной и трудоемкой методике, принятой при проведении испытаний.
Результаты подсчета физических потерь тепла
|