Горение топлива

1. Горение топлива

Горение – химический процесс соединения
горючих элементов топлива с окислителем,
сопровождающийся интенсивным выделением
теплоты и значительным повышением
температуры.
Для обеспечения непрерывного горения
необходимы бесперебойный подвод окислителя
к топливу, их интенсивное перемешивание и
отвод образующихся продуктов сгорания.
Различают горение топлива:
полное или неполное
гомогенное или гетерогенное
диффузионное или кинетическое

2. Реакции горения горючих компонентов топлива

Полное горение углерода
C+O2 CO 2 34 МДж/кг
1 кг С + 8/3 кг O2 11/3 кг CO2
Неполное горение углерода
2C+O 2 2CO 10 МДж/кг
1 кг С + 4/3 кг O2 7/3 кг CO
Горение окиси углерода
2CO+O2 2CO2 10 МДж/кг
1 кг С + 4/7 кг O2 11/7 кг CO2

3.

Горение водорода
2H 2 +O2 2H 2O 142(119) МДж/кг
1 кг H 2 + 8 кг O2 9 кг H 2O
Горение серы
S+O2 SO 2 9 МДж/кг
1 кг S + 1 кг O2 2 кг SO2
Горение метана
CH 4 +2O2 CO2 2H 2O 56(50) МДж/кг
1 кг CH 4 + 4 кг O2 11/4 кг CO2 9/4 кг H 2 O

4.

При тепловом расчете котлоагрегатов определяют
Теоретический и действительный расходы
воздуха, необходимые для сгорания единицы
топлива
Состав и объем продуктов сгорания
Энтальпию продуктов сгорания при различных
температурах и коэффициентах избытка воздуха
Коэффициент избытка воздуха – отношение
количества воздуха, действительно поданного в
топку к теоретически необходимому
VВ
V0

5.

Теоретическое количество воздуха, требуемое для
сжигания 1 кг топлива
8 / 3С 8H +S O
3
V0
, м / кг
1,429 0, 21 100
р
р
р
р
V0 0,0889 С +0,375 S 0, 265 H 0,033 O
р
р
р
Объем продуктов сгорания при полном сжигании
топлива
Vг VCO2 VSO2 VH2O VN2 VO2 , м / кг
3
CO2 SO2 H 2O N 2 O2 100%
р

6.

Объем трехатомных газов
VRO VCO VSO
2
VRO
2
2
2
mCO
CO
2
2
mSO
SO
2
2
11
Cp
Sp
2
0,0186 Cp 0,375 Sp
3 100 1,977
100 2,927
Объем двухатомных газов
VR VN VO V 0 VВ
2
2
2
N2
Теоретический объем азота
V 0 0,79 V0 0,008 N p
N2
Избыточный объем воздуха
VВ 1 V0

7.

Объем водяных паров
VH2O 0,112 H +0,0124 W 0,0161 VВ
p
p
Неиспользованный кислород
VO2 0, 21 1 V0
Уравнение полного сгорания топлива
21
O 2 21 RO 2 1 0,79 1 21 RO 2 1
x
100 VRO
x
V0
p
p
21 V0
H -0,126×O
0,79
1 2,37 р
р
100 VRO
С
+0,375
S
2
2

8.

Практическое применение
Максимальное содержание трехатомных газов в
дымовых газах (при =1)
21 RO2
max
1 0
RO 2
max
21
21%
1
Методы определения коэффициента избытка
воздуха
max
RO 2
RO 2
VВ
N2
21
21
изб
O2 21 O 2
V0 N 2 N 2
21 79
N2