Горение топлива и снижение вредных

В настоящее время наибольшее распространение в производстве получили газовые печи. Потому, как газообразные топлива имеют ряд преимуществ перед другими видами топлив. Это особенно относится к природному газу. Себестои-мость природного газа ниже себестоимости кокса и мазута. Кроме того, газооб-разные топлива полнее сгорают при минимальном избытке воздуха, благодря чему достигается более высокий КПД печи. Для сжигания газообразного топлива используются горелки.

Различают три основных принципа технического сжигания газового топлива.

1. Принцип частичного внутреннего смешения газа и воздуха, когда в зону горения поступают раздельные потоки: с одной стороны — поток из газовой горел-ки однородной газовоздушной смеси, содержащей первичный воздух (1  1), а с другой — поток добавочного, вторичного воздуха.

2. Принцип полного внутреннего смешения, когда в зону горения из горелки поступает поток однородной газовоздушной смеси, содержащей весь необходи-мый для горения воздух.

3. Принцип внешнего смешения, когда из горелки в зону горения поступает поток горючего газа, а воздух подается раздельным потоком в зону горения, сме-шивание же газа и воздуха происходит вне горелки, непосредственно в пределах пламени.

В соответствии с этими принципами сжигания классифицируются газовые горел-ки, применяемые в настоящее время:

1. Горелки частичного смешения, чаще всего эжекционного типа. Использу-ют газ низкого давления, широко применяются в технике благодаря простоте уст-ройства, удобствам и надежности в эксплуатации, удовлетворительному качеству сжигания газа.

2. Эжекционные горелки полного смешения, не требующие подачи в топку вторичного воздуха. Эти горелки могут обеспечить эжектирование всего необхо-димого для горения воздуха только при использовании газа среднего давления.

3. Горелки внешнего смешения с поступлением воздуха в топку только за счет разрежения в ней, без применения дутьевых устройств. Такие горелки часто применяются в отопительных котлах под названием «подовые».

4. Дутьевые (смесительные) горелки внешнего, а также неполного и полного внутреннего смешения с подачей в горелку с помощью дутьевого вентилятора всего необходимого для горения воздуха или части его.

Целью данной курсовой работы является расчёт эжекционных горелок низ-кого и среднего давления и подовой горелки, при заданных характеристиках газа.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Месторождение Газли-КаганТашкент

Состав газа, в % по объёму:

СН4 = 94;

С2Н6 = 2.8;

С3Н8 = 0.4;

С4Н10 = 0.3.;

С5Н12 = 0.1; (не более)

N2 = 2.0;

СО2 = 0.4;

Объёмные доли, м3/м3:

V0 = 9.74;

V0H2O = 2.18;

V0 N2 = 7.70;

VRO2 = 1.04;

V0Г = 10.92;

Низшая теплота сгорания

QCH = 36.68 МДж/м3;

Плотность

ρ = 0.748 кг/м3;

Нормальные условия:

Р = 101,3 кПа;

t1 = 0 0С;

Vрг = 10 м3/ч;

1.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ.

Рассмотрим основные физико-химические свойства горючих газов, которые используются в расчетах газогорелочных устройств.

1.1. Плотность газа.

Плотность газа определяется при нормальных параметрах (0 0С и 101,3 кПа) как сумма произведений плотности компонентов на их объемные доли, кг/м3 :

г = 0,01  ri i, (1)

где ri — объемное содержание отдельных компонентов газа, %, i — плотность компонентов при нормальных параметрах, кг/м3.

Плотность компонентов можно вычислить по их молекулярной массе и числу Авогадро, кг/м3:

ρi = ,

или взять непосредственно из [1], где приведены некоторые физические характе-ристики газов.

ρг

ρг = кг/м3

Плотность газа при температуре t1 = 20 0C и давлении р1 = 1,3 кПа, отличающихся от нормальных, определяют по формуле, кг/м3:

ρ1 = ρг

ρ1 = 0,7508 = 0,898 кг/м3;

Относительную плотность газа (по отношению к воздуху) определяют по форму-ле:

(2)

где 1,293 — плотность воздуха при нормальных параметрах.

S = 0,7508 / 1,293 = 0,58;

1.2.Теплота сгорания газа.

Важнейшей теплотехнической характеристикой горючих газов является их теплота сгорания, представляющая собой тепловой эффект реакции полного горе-ния 1 м³ газа при постоянном давлении и исходной температуре газовоздушной смеси 0 0С. Часть этой теплоты содержится в продуктах сгорания в виде скрытой теплоты водяного пара, который образуется при сгорании газа и обычно в инже-нерной практике удаляется вместе с дымовыми газами. Оставшееся количество теплоты представляет собой низшую теплоту сгорания топлива.

Теплота сгорания газовой смеси зависит от ее состава и может быть опреде-лена по формуле, кДж/м3:

(3)

где ri — объемные доли содержания компонентов, %.

Qн = 0.01 (95.5 35 830 + 2.7 63 770 + 0.4 91 270 +

+ 0.2 118 680 + 0.1 146 120) = 36 688 кДж/м3.

Следует учитывать, что при наличии в смеси газов негорючих компонентов сумма  ri  100%.