Методика расчета рабочей массы твердого топлива, низшей и высшей теплоты сгорания топлива.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Тема: расчет переходных коэффициентов из одного состояния в другое. Расчет низшей и высшей теплоты сгорания топлива.

Цель работы: произвести перерасчет состава топлива из одной массы в другую с помощью переходных коэффициентов. Произвести расчет низшей и высшей теплоты сгорания топлива.

Теоретическая часть

Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода С, водорода Н, летучей серы S_л) и негорючих (азота N и кислорода О) элементов и балласта (золы А, влаги W).

Газообразные топлива состоят из горючих (СО, Н₂, СН₄, С_mH_n) и негорючих (N₂, O₂, CO₂) газов и небольшого количества водяного пара (Н₂О).

При изучении характеристик твердых и жидких топлив и их состава различают рабочую, горючую и сухую массу. Состав рабочей, горючей и сухой массы обозначают соответственно индексами «р», «г» и «с» и выражаются следующими равенствами:

С^р + Н^р + S_л^р + N^р + О^р + А^р + W^р = 100% (1)

С^г + Н^г + S_л^г+ N^г + О^г = 100% (2)

С^с + Н^с + S_л^с+ N^с + О^с + А^с = 100% (3)

Коэффициенты перерасчета приведены в таблице 1:

Теплотой сгорания топлива называют количество теплоты в кДж, выделяемой при полном сгорании 1 кг твердого (жидкого) или 1м³ газообразного топлива.

Для твердого и жидкого топлива различают теплоту сгорания высшую Q_в (кДж/кг) и низшую Q_н(кДж/кг).

Величины высшей и низшей теплоты сгорания рабочей, горючей и сухой массы твердого (жидкого) топлива связаны выражениями:

Q_в^р = Q_н^р + 225 Н^р + 25W^р; (4)

Q_в^г = Q_н^г + 225 Н^г; (5)

Q_в^с = Q_н^с + 225 Н^с. (6)

Тепловые расчеты котлов выполняют, пользуясь низшей теплотой сгорания рабочей массы топлива:

низшая теплота сгорания (кДж/кг) рабочей массы твердого и жидкого топлива:

Q_н^р = 338С^р + 1025 Н^{р _} 108, 5 (О^р - S_л^р) - 25W^р, (7)

где С^р, Н^р , О^р, S_л^р, W^р - содержание элементов в рабочей массе топлива, %;

низшая теплота сгорания (кДж/м³) газообразного топлива:

Q_н^с=108Н₂+126СО+234Н₂S+358CH₄+591C₂H₄+638C₂H₆+860C₃H₆+913C₃H₈+ 1135C₄H₈ +1187C₄H₁₀ +1461C₅H₁₂+1403 C₆H₆ , (8)

где Н₂, СО, Н₂S, CH₄ и т.д. – объемное содержание газов, входящих в состав газообразного топлива, %.

Ход работы

1. Изучить методику выполнения расчета рабочей массы твердого топлива, низшей и высшей теплоты сгорания топлива.

2. Рассчитать рабочую массу твердого топлива, низшую и высшую теплоту сгорания топлива (см. приложение 1).

Методика расчета рабочей массы твердого топлива, низшей и высшей теплоты сгорания топлива.

Для определения состава рабочей массы твердого топлива при заданных составах его горючей (сухой) массы топлива, пользуются коэффициентами перерасчета из таблицы 1., низшую теплоту сгорания топлива определяем по формуле (7), высшую теплоту сгорания топлива по формуле (4).

Пример. Определить состав рабочей массы угля, низшую и высшую теплоту сгорания при заданных С^г, Н^г, S_л^г, N^г, О^г, А^с и W^р.

Решение.

Пользуясь коэффициентами перерасчета из таблицы 1, определяем зольность рабочей массы топлива А^р=А^с((100-W^р )/100). Далее находим состав рабочей массы топлива:

С^р=С^г(100-(А^р + W^р )/100);

Н^р= Н^г(100-(А^р + W^р )/100);

S_л^р= S_л^г(100-(А^р + W^р )/100);

N^р= N^г(100-(А^р + W^р )/100);

О^р= О^г(100-(А^р + W^р )/100).

Для проверки точности вычислений находим сумму составляющих элементов рабочей массы топлива:

С^р + Н^р + S_л^р + N^р + О^р + А^р + W^р = 100%

Низшую теплоту сгорания топлива определяем по формуле Q_н^р = 338С^р + +1025Н^{р _} 108, 5 (О^р - S_л^р) - 25W^р, высшую теплоту сгорания топлива определяем по формуле Q_в^р = Q_н^р + 225 Н^р + 25W^р.