KOTŁY I SIŁOWNIE MAŁEJ MOCY
Podstawowe zagadnienia do realizacji ćwiczeń rachunkowych.
2. Znajomość
podstawowych
pierwiastków
chemicznych
(masa
molowa
RMM,
wartościowość) biorących udział w reakcjach spalania (C, H, N, S, O) i ich związków, (CO2, SO2, CH4 itp.).
3. Znajomość rodzajów paliw gazowych (ich wzorów, składu, reakcji spalania) tj. metan, etan, propan, butan itp. oraz GZ.
4. Umiejętność zapisywania reakcji chemicznych i ich bilansowania np: H2 + 0.5O2 = H2O
1 kmol + 0.5 kmol = 1 kmol
1 m3 + 0.5 m3 = 1 m3
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
1 kmol + 2 kmol = 1 kmol + 1 kmol
1 m3 + 2 m3 = 1 m3 + 1m3
5. Równoważnik stechiometryczny:
A
m
M
F
Φ =
=
=
A
m
M
s
s
F s
A/F – stosunek paliwo/powietrze (Air/Fuel)
(A/F)s – stosunek paliwo/powietrze (Air/Fuel) dla warunków stechiometrycznych
ms – liczba moli tlenu przez mole paliwa dla warunków stechiometrycznych
m – aktualna liczba moli tlenu przez mole paliwa
Ms – stechiometryczna liczba moli tlenu przez gram paliwa
M – aktualna liczba moli tlenu przez gram paliwa 6. Uogólnione równanie spalania:
1mol(paliwa) + m(O2 + 3.76N2) = n1CO2 + n2H2O + n3CO + n4H2 + n5O2 + n6N2 + n7SO2
• dla paliwa gazowego:
1molCxHy + m(O2 + 3.76N2) = n1CO2 + n2H2O + n3CO + n4H2 + n5O2 + n6N2 + n7SO2
• dla paliwa stałego:
aC
bH
cO
dN
eH O
fS
1mol
+
2 +
2 +
2 +
2
+
+ m(O
2 + 3.76N2) = n1CO2 + n2H2O + n3CO +
12
2
32
28
18
32
n4H2 + n5O2 + n6N2 + n7SO2
gdzie: a,b,c, itd. – udziały wagowe poszczególnych składników palia W zależności od warunków spalania zachodzą zależności:
• λ <1 nie występuje człon n5O2
• λ =1 nie występuje człon n5O2, n3CO, n4H2
• λ >1 nie występuje człon n3CO, n4H2
Bilans molowy (paliwo gazowe, λ =1)
wę giel
n1 = x
wodór
n2 = y/2
tlen
n1 + n2/2 = ms = (x + y/4)
azot
n6 = 3.76ms
liczba m
oli p
roduktu j
% objętości produktu j=1
00 ∑
moli produktów
7. Objętościowy, stechiometryczny stosunek powietrze/paliwo: (A/F)s = 4.76ms
8. Masowy stechiometryczny stosunek powietrze/paliwo: 137 9
. ms
(A/F) =
sm
RMM paliwa
9. Stosunek suchych produktów spalania odniesiony do jednostki paliwa wyraża się zależnością:
18 n
P / F = ( A / F ) + 1
2
−
s
RMM
⋅ mol p
aliwa
paliwa
10. Objętościowe, stechiometryczne zapotrzebowanie na tlen (paliwo gazowe): ms = Σ(m1’X’ ⋅ udział masowy ‘X’) – udział masowy O2 w paliwie
‘X’ – składnik palny paliwa
m1 – ilość tlenu niezbę dna do spalenie składnika ‘X’
11. Masowe, stechiometryczne zapotrzebowanie na tlen (paliwo stałe): M
s = ∑ m ' X
1
⋅'udział m
asowy ' X'
udział m
asowy O
−
2
RMM ' X '
32
RMM – masa molowa składnika ‘X’