2.CALCULUL VOLUMELOR DE GAZE DE ARDERE
Exemplul nr. 1 Combustibilul ales în acest exemplu este lignitul de Rovinari, cu urm ătoarea compoziie: i i i i C =19,77%, H =2% Sc =2,5% O =9,3% Ni=0,8% Wti=40,63% Ai=25% Se calculează puterea calorifică inferioară a combustibilului: combustibilului: ii . i . i . i i . i . i H =339 C +1256 H +109 (Sc - O )-25.1 (Wt +9 H ) ii ⇒ H =7001.217 kJ/kg Volumul minim de oxigen necesar arderii V0min=0.01 . (1.867 . Ci+5.6 . Hi+0.7 . Sci-0.7 . Oi), [m3N /kg] . . . . . V0min=0.01 (1.867 19.77+5.6 2+0.7 2.5-0.7 9.3) 3 V0min=0.4335059 [m N /kg] Volumul strict necesar de aer uscat 0
.
3
V a=100/21 Vomin, [m N /kg] 0 . 0 3 V a=100/21 0.4335059 ⇒ V a=2.061207 m N / kg Volumul teoretic de aer umed necesar arderii 0
.
.
0
3
V aum=(1+0.00161 xaer) V a [m N /kg] V0aum=(1+0.00161.10) . 2.061207 V0aum=2.094346 m3N /kg Volumul real de aer uscat necesar arderii - ine cont de excesul de aer λ .
0
3
Va=λ V a, [m N /kg]; λ=1.2 . 3 Va=1.2 2.061207 ⇒Va=2.473448 m N /kg Volumul real de aer umed Vaum=λ . V0aum [m3N /kg] Vaum=1.2 . 2.094346 ⇒ Vaum=2.513215 m3N /kg Volumul de dioxid de carbon rezultat din ardere VCO2=0.0167 . Ci, [m3N /kg] VCO2=0.01867 . 19.77 ⇒ VCO2=0.369106 m3N /kg
Calculul volumelor de gaze de ardere
19
Volumul de dioxid de sulf VSO2=0.007 . Sic, [m3N /kg] VSO2=0.007 . 2.5 ⇒ VSO2=0.0175 m3N /kg Volumul teoretic de gaze triatomice VRO2=VCO2+VSO2, [m3N /kg] VRO2=0.369106+0.017 ⇒ VRO2=0.386606 m3N /kg Volumul teoretic de azot V0N2=0.79 . V0a+0.008 . Ni, [m3N /kg] V0N2=0.79 . 2.061207+0.008 . 0.8 ⇒ V0N2=1.634754 m3N /kg Volumul teoretic de gaze de ardere anhidre (uscate) V0gu=VRO2+V0N2, [m3N /kg] V0gu=0.386606+1.634754 ⇒ V0gu=2.021136 m3N /kg Volumul teoretic de vapori de apă V0H2O=0.112 . Hi+0.01242 . Wit+1.242 . Wf +0.00161 . V0a, m3N /kg V0H2O=0.112 . 2+0.01242 . 40.63+1.242 . 0+0.00161 . 102.061207 V0H2O=0.76181 m3N /kg Volumul teoretic de gaze de ardere umede V0g=V0gu+V0H2O, [m3N /kg] 0 3 V0g=2.02136+0.76181 ⇒ V g=2.78317 m N /kg Volumul real de gaze de ardere uscate Vgu=V0gu+(λ-1) . V0a [m3N /kg] Vgu=2.02136+(1.2-1) . 2.061207
⇒
Vgu=2.433601 m3N /kg
Volumul real de gaze umede rezultate din ardere Vg=Vgu+VH2O, [m3N /kg] VH2O=V0H2O+0.00161 . (λ-1) . V0a, [m3N /kg] VH2O=0.76181+0,00161 . 10 . (1.2-1) . 2.0661207 3 ⇒ VH2O=0.768447 m N /kg 3 Vg=2.433601+0.768447 ⇒ Vg=3.202048 m N /kg
Calculul coeficienilor de exces de aer αfocar = (notat uneori cu λ) = 1.2 (pentru lignit)
Arderea în generatorul de abur (cazan) f ăcându-se cu o uşoară depresiune, vor exista infiltr ări de aer din exterior, în interiorul cazanului. Cunoa şterea acestora
20
IMPACTUL CTE ASUPRA MEDIULUI - APLICA II
va ajuta la determinarea excesului de aer la ventilatorul gazelor de ardere, folosit la dimensionarea acestuia. Focar: ∆αfocar = 0.02; ∆αEF = 0.1;
Electrofiltru:
∆αPAR=0.2;
Preîncălzitor de aer regenerativ - PAR
Canalul de gaze: ∆αcanal gaze=0.02…0.05 se alege ∆αcanal gaze=0.05 Canalul convectiv: ∆αconvectiv=0.03…0.04 se alege ∆αconvectiv=0.03 αintrarePAR = αfocar+∆αfocar+∆αcanal gaze+∆αconv αintrare PAR=1.3 αintrare EF=αintrare PAR+∆αPAR
⇒
αintrare EF=1.5
La ventilatoarele de gaze: αVG=αintrare EF+∆αEF ⇒ αVG=1.6
Exemplul nr. 2 S-a ales cărbunele extras la Ceptura, având următoarea compoziie elementară, în starea iniială: i i i i i i i C =30.5%; H =2.7%; Sc =3.3%; O =10.9%; N =0.8%; W =31.3%; A =20.5%. Puterea calorifică inferioară ii
i
i
i
i
*
i
i
H = 339 * C +1256 * H +109 * (Sc - O )-25.1 (Wt +9 * H ) = = 338.9*30.5+1256*2.7+109*(3.3-10.9)-25.1*(31.3+9*2.7) = 11262 kJ/kg. Volumul minim de oxigen necesar arderii i
i
i
i
V0min= 0.01 * (1.867 * C +5.6 * H +0.7 * Sc -0.7 * O ) = = 0.01*(1.867*30.5+5.6*2.7+0.7*3.3-0.7*10.9) =0.66744 m3N /kg Volumul strict necesar de aer uscat 0
.
3
V a=100/21 Vomin = 100/21 *0.66744 = 3.1783 m N / kg Volumul teoretic de aer umed necesar arderii 0
0
3
V aum=(1+0.00161*xaer)*V a =(1+0.00161*10)*3.178=3.2295 m N /kg în care xaer = 10 g umiditate / kg aer uscat. Volumul real de aer uscat necesar arderii - ine cont de excesul de aer α focar 0
3
Va= α focar * V a = 1.15*3.1783 = 3.655 m N /kg; unde α focar = 1.15 este excesul de aer în focar (de şeuri de huil ă).
Calculul volumelor de gaze de ardere
21
Volumul real de aer umed 0
Vaum= α focar * V
aum
3
= 1.15*3.2295 = 3.714 m N /kg
Volumul de bioxid de carbon rezultat din ardere i
3
VCO2=0.0167 * C = 0.0167*30.5 = 0.5094 m N /kg Volumul de bioxid de sulf VSO2=0.007 * Sic = 0.007*3.3 = 0.0231 m3N /kg Volumul teoretic de gaze triatomice VRO2=VCO2+VSO2 = 0.5094+0.0231 = 0.5325 m 3N /kg Volumul teoretic de azot V0N2=0.79*V0a+0.008*Ni =0.79*3.1783 + 0.008*0.8 =2.5173 m3N /kg Volumul teoretic de gaze de ardere anhidre (uscate) V0gu=VRO2+V0N2 = 0.5325 + 2.5173 = 3.0498 m3N /kg Volumul teoretic de vapori de apă 0
V
i
H2O =
i
0
0.112 * H +0.01242 * W t+1.242 * Wf +0.00161 * V a = 3 =0.112*2.7+0.0124*31.3+1.242*0+0.0016*3.178=0.696 m N /kg
Volumul teoretic de gaze de ardere umede V0g=V0gu+V0H2O = 3.0498 + 0.6963 = 3.7461 m3N /kg Volumul real de gaze de ardere uscate Vgu=V0gu + (α focar -1)*V0a = 3.0498+(1.15-1)*3.1783= 3.5265 m 3N /kg Volumul real de gaze umede rezultate din ardere Vg, um =Vgu+VH2O = 3.5265 + 0.6970 = 4.2235 m3N /kg 0
0
unde: VH2O =V H2O+0.00161* (α focar -1)* V a = 3 = 0.6963 + 0.00161*+(1.15-1)*3.1783 = 0.6970 m N /kg
