3 суміші ОГ з ПГ при a> 1 знаходиться як сума обсягів їх компонентів:
. (4.10)
Об'єм сухих трьохатомних газів визначається підсумовуванням обсягу таких газів, що містяться в ОГ і виходять при їх спалюванні, з одного боку, та обсягу трьохатомних газів, що утворюються при згорянні природного газу:
, (4.11)
де СО 2 , CO, Н 2 S, C m H n - об'ємні частки відповідних компонентів у відхідних газах,%, - обсяг сухих трьохатомних газів у продуктах згоряння природного газу (см.табл.3).
Теоретичний обсяг азоту обчислюється таким чином:
, (4.12)
де N 2 (пг) - Процентний вміст азоту в відведених газах, - обсяг азоту при в продуктах згоряння природного газу (см.табл.3). p> Об'єм водяної пари, що вноситься в топку відходять газами і виходить при їх згорянні, може бути обчислений наступним чином:
, (4.13)
де - вологовміст відхідних газів, м/м 3 . Значення знаходиться по формулою
, (4.14)
де W Р - Вміст вологи у відхідних газах,%; - щільність водяної пари, кг/м 3 (за нормальних умовах = 0,804 кг/м 3 ).
Сумарний обсяг водяної пари в продуктах згоряння становить
. (4.15)
Друге доданок у правій частині рівності (4.15) враховує утворення водяного пару при горінні добавки природного газу (см.табл.3), а третє - вологовміст повітря, що подається в топку (приймається, що вологовміст повітря дорівнює 10 р/м 3 ).
Об'єм надлишкового повітря може бути знайдений за формулою (4.3) або
. (4.16)
4.4 Теплота згоряння суміші газоподібних палив
Нижча теплота згоряння, кДж/м 3 , сухої суміші ОГ з ПГ розраховується за рівнянням:
, (4.17)
де CO, H 2 , H 2 S, ... - Об'ємний вміст відповідних горючих компонентів в відведених газах, %; 12636, 10798, 23400 і т. д. - нижчі теплоти згорання горючих компонентів відхідних газів, кДж/м 3 ; - нижча теплота згоряння сухого природного газу, кДж/м 3 .
4.5 Ентальпії повітря, газів, що відходять і продуктів згоряння
Котел-утилізатор з термодинамічної точки зору являє собою відкриту термодинамічну систему. Тому обчислення складових енергетичного і ексергетичного балансів зручно виконувати, використовуючи величину ентальпії продуктів згоряння. Крім того, потрібно знати ентальпії повітря при різних його температурах. br/>
4.5.1 Ентальпія продуктів згоряння
Ентальпія продуктів згоряння визначається в розрахунку на 1м 3 сухих горючих газів, що надходять в топку (предтопок) котла-утилізатора. Так як компоненти продуктів згоряння можна вважати ідеальними газами, то
(4.18)
де t - температура газової суміші; - ентальпія i-го компонента; - середня в діапазоні температур 0 - t В° С об'ємна теплоємність i-го компонента в изобарном процесі; - парціальний обсяг i-го компонента; N - число компонентів.
Значення при нелінійної залежності від температури можуть бути знайдені з таблиць термодинамічних властивостей газів. У інженерних розрахунках широко користуються наближеною лінійною залежністю
, (4.19)
забезпечує допустиму похибку в діапазоні t = 0 - 2000 В° С. Тут і - постійні інтерполяційної формули теплоємності.
При цьому формула ентальпії суміші (4.18) приймає вигляд:
. (4.20)
Використовуючи лінійні залежності виду (4.19) для окремих компонентів продуктів згоряння, наведені в табл. 4, можна на основі виразу (4.20) отримати залежність ентальпії продуктів згорання від температури
, (4.21)
де br/>
,.
Формула (4.21) дає можливість обчислювати значення ентальпії продуктів згоряння при будь-якої заданої температурі.
4.5.2 Ентальпія повітря
Якщо прийняти залежність теплоємності повітря від температури лінійної, то згідно табл.П.2. середня в діапазоні температур 0 - t В° С об'ємна теплоємність повітря при постійному тиску визначиться так:
, (4.22)
Тоді ентальпія теоретично необхідної кількості повітря для повного спалювання 1 м 3 суміші ОГ з ПГ складе:
, (4.23)
де t - температура повітря, В° С.
Ентальпія дійсної кількості повітря при згорянні 1 м 3 суміші ОГ з ПГ, кДж/м 3 , визначиться за формулою
. (4.24)
4.5.3 Ентальпія газів, що відходять
Ентальпія відведених газів визначається за формулою:
, (4.25)
де t - температура ОГ, В° С; і-коефіцієнти формул для середньої об'ємної ізобарно теплоємності i-го компонента сухої частини ОГ; - об'ємна частка i-г...
