Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2009 icon

Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2009


2 чел. помогло.
Смотрите также:
Материалы 5-й Всероссийской научной конференции 2−3 сентября 2010 года Бийск Издательство...
Итау бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И...
Программа учебного курса для студентов всех форм обучения Бийск...
Высокотемпературные установки и технологии Бийск Издательство Алтайского государственного...
Бти алтгту для внутривузовского использования в качестве учебного пособия Бийск Издательство...
Курс лекций Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И...
Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И...
Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И...
Курс лекций Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И...
Издательство Алтайского государственного технического университета им И. И. Ползунова 2009...
Н. Б. Глотова и др.; Алт гос техн ун-т, бти. Бийск: Изд-во Алт гос техн ун-та, 2008...
Прикладная информатика в экономике Бийск Издательство Алтайского государственного технического...



страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
вернуться в начало
^

1.2 Свойства газообразного топлива



К основным свойствам газообразных горючих относятся плотность, токсичность, взрываемость, влажность, запыленность. Плотность газообразных горючих составляет 0,7…0,8 кг/м³, сжиженных газов – до 2,3 кг/м³ и производных – от 0,7 до 1,4 кг/м³. Опасность отравления газами (токсичность) зависит от содержания в горючем газе окиси углерода СО, сероводорода Н2S и др. Пребывание в атмосфере, содержащей 1 % этих газов, в течение 1…3 мин может привести к смерти. Взрывоопасность определяется содержанием водорода Н2 и окиси углерода СО, которые образуют взрывчатые смеси с воздухом. Эти смеси взрывоопасны при содержании Н2 от 4 до 74 % и СО от 12,5 до 74 %.

Основной характеристикой топлива является теплота сгорания, которая зависит от химического состава топлива и условий его сжигания. Она может быть отнесена к органической, горючей или другой какой-либо массе топлива. Наибольший практический интерес представляет низшая теплота сгорания рабочей массы топлива

^ Низшей теплотой сгорания рабочего топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом теплоты, затраченной на испарение влаги как содержащейся в топливе, так и образующейся от сгорания водорода (теплота парообразования не используется).

Состав и теплота сгорания некоторых горючих газов представлены в таблице 2.


Таблица 2 – Состав и теплота сгорания горючих газов


Газ

Состав сухого газа, % по объему

Низшая теплота сгорания сухого газа



кДж/м³


СН4


Н2


СО


СnНm


О2


СО2


Н2С


N2


Природный



94,9











3,8






0,4






0,9


36700


Коксовый (очищенный)



22,5


57,5


6,8


1,9


0,8


2,3


0,4


7,8


16600


Доменный



0,3



2,7


28,0










10,2


0,3


58,5


4000


Сжиженный


4,0


Пропан – 79, этан – 6, водород и изобутан – 11


88500


В продуктах сгорания топлива, содержащего водород и влагу, имеется водяной пар Н2О, обладающий определенной энтальпией, равной примерно 2510 кДж/кг. Наличие в продуктах сгорания топлива водяного пара заставляет ввести понятие высшей теплоты сгорания Qв.

^ Высшей теплотой сгорания рабочего топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании 1 кг топлива, считая, что образующиеся при сгорании водяные пары конденсируются (учитывается теплота парообразования).

Теплоту сгорания топлива определяют по формулам, учитывающим, что углерод С, водород Н и сера S, участвующие в горении, выделяют определенное количество теплоты.

Наиболее распространена формула Д.И. Менделеева, которая дает достаточно точные результаты для самых разнообразных топлив. Эта формула для определения высшей теплоты сгорания (кДж/кг) твердых и жидких топлив имеет вид:

,

а для низшей теплоты сгорания



где коэффициенты 338; 1249; 108,5; 1025 и 25 выражают теплоту сгорания отдельных горючих элементов, деленную на 100; ^ W – максимальная влажность массы топлива.

Низшую теплоту сгорания сухого газообразного топлива (кДж/м³) определяют как сумму произведений теплоты сгорания горючих газов на их объемное содержание в смеси:



где СO2, Н2, СН4 и т.д. – содержание отдельных составляющих в газовом топливе, об. %.

В таблице 3 приведены теплота сгорания, количество кислорода и воздуха для сгорания, объем продуктов сгорания, жаропроизводительность и пожароопасные характеристики некоторых горючих газов при 0 °С и 101325 Па (760 мм рт. ст.). На практике часто используют для количества теплоты размерность 1 ккал = 4,1868 Дж.

Большая разница значений теплоты сгорания у различных видов топлива затрудняет в некоторых случаях проведение сравнительных расчетов, например, при выявлении запасов топлива, при оценке пожаровзрывобезопасности, при оценке целесообразности применения разных сортов топлива и пр. Поэтому принято понятие условного топлива. Условным называется такое топливо, теплота сгорания 1 кг которого равна 29330 кДж/кг (7000 ккал/кг).

Для перевода действительного топлива в условное пользуются соотношением (безразмерным коэффициентом)



где Эк – калорийный тепловой эквивалент, указывающий, какая часть теплоты сгорания условного топлива соответствует низшей теплоте сгорания рабочей массы рассматриваемого топлива .

Жаропроизводительность tmax – максимальная температура, развиваемая при полном сгорании сухого топлива в теоретически необходимом для горения количестве воздуха при условии, что выделившаяся теплота расходуется на нагрев образовавшихся продуктов сгорания. Расход теплоты на диссоциацию СО2 и Н2О, вызванной высокой температурой горения, не учитывается. Температура газового топлива и воздуха, участвующих в горении, принимается равной 0 °С.


Жаропроизводительность определяют по формуле



где ^ V – объемы компонентов продуктов полного сгорания, м³/м³;

c0-tmax – средняя теплоемкость отдельных компонентов в интервале температур от 0 до tmax, ккал/(м³ °С).

Жаропроизводительность газового топлива зависит от его состава и содержания балластных газов, наличие которых вызывает уменьшение теплоты сгорания при одновременном увеличении объема продуктов сгорания, что приводит к уменьшению tmax.

Жаропроизводительность газов приведена в таблице 3. В теплотехнических расчетах, учитывая содержание в воздухе водяных паров, принимают величину t'max, которая меньше tmax примерно на 30 °С.

^ Калориметрическая температура горения – температура, определяемая без учета диссоциации СО2 и Н2О, но с учетом фактической начальной температуры газа и воздуха. Жаропроизводительность является частным случаем калориметрической температуры.

^ Теоретическая температура горения – максимальная температура, определяемая с учетом диссоциации СО2 и Н2О, при α=1, где α – коэффициент теплообмена.

^ Расчетная (действительная) температура горения – максимальная температура, достигшая в реальных условиях в наиболее нагретой точке горящего факела. Определяется с учетом диссоциации СО2 и Н2О, действительного расхода воздуха, а также температуры газа и воздуха.

^ Температура воспламенения (самовоспламенения) – минимальная температура газовоздушной смеси, при которой начинается самопроизвольный процесс горения (цепная реакция) за счет выделения теплоты горящими частицами газа.

Воспламенение газовоздушной смеси может быть вызвано двумя способами: нагревом до температуры воспламенения (самовоспламенения) и применением внешних источников зажигания (запального пламени, электрических и механических искр, нагретых тел).

Температура воспламенения не является физической константой, т.е. строго определенной величиной, а зависит от состава, степени перемешивания и давления газовоздушной смеси, размеров и формы емкости, заполненной этой смесью, и других факторов. Примерные (наиболее низкие измеренные) температуры воспламенения приведены в таблице 3. В соответствии с ГОСТ 5542-78 температура воспламенения газового топлива должна быть не менее 450 °С. Чтобы начался процесс горения, температура поджигающего источника должна быть значительно выше, чем температура воспламенения.

Таблица 3 – Физические свойства некоторых горючих газов



Газ

Теплота сгорания

Необходимый расход для сжигания 1 м3 газа, м3

Объем продуктов сгорания при α=1, м33

Жаропроизводительность, ºС

Температура воспламенения, ºС

Пределы воспламенения, об, %

Скорость распространения пламени, м/с

Высшая, ккал/м3

Низшая, ккал/м3

кислорода

воздуха

нижний

верхний


Водород Н2


Окись углерода СО


Метан СН4


Этилен С2Н4

Пропан С3Н8


н-Бутан С4Н10

Ацетилен С2Н12


Сероводород Н2S


Природный


Попутный


Коксовый


Сланцевый


3048

3018


9495

15044


23687

30704


14070

6140

9500

15000


4700


4300


2579

3018


8555

14107


21795

28338


13590

5610

8500

12000


4300


3900


0,5

0,5


2,0

3,0


5,0

6,5


2,5

1,6




2,38

2,38


9,52

14,28


23,80

30,94


11,90

7,94


2,88

2,88


10,52

15,28


25,80

33,44


22,40

7,64


2235

2370


2043

2284

2118


2620


2040

2080


2120


1980


510

610


545

510




430


335

560



640


700


4

12,5


5

3

1,9


2,5


5

2


5


5


75

74


15

16

8,5


80


15

9


35


40


4,83

1,25


0,67

1,42

0,82










1,7


4,3


^ Пределы воспламенения. Воспламенение и дальнейшее самопроизвольное горение газовоздушной смеси возможно только при определенных соотношениях газа и воздуха. Нижний и верхний пределы воспламенения – минимальное и максимальное содержание газа в смеси, в пределах которых происходит воспламенение газовоздушной смеси (см. таблица 3).

Если содержание газа в газовоздушной смеси меньше нижнего предела воспламенения, то такая «бедная» смесь самостоятельно гореть не может, так как выделяющейся вблизи источника зажигания теплоты недостаточно для подогрева соседних слоев смеси до температуры воспламенения. Если содержание газа больше верхнего предела воспламенения, то количество воздуха (и соответственно кислорода) в смеси оказывается недостаточным для полного сгорания газа.

Для газового топлива, не содержащего балласта, пределы воспламенения смеси газов (нижний или верхний ) определяют по формуле Ле Шателье:



где а,в,с… – содержание отдельных горючих компонентов смеси, об.%;

А,В,С… – нижние или верхние пределы воспламенения соответствую-щих компонентов, %.

Газовоздушная смесь, в которой содержание газа находится между нижним и верхним пределами воспламенения, является взрывоопасной. Чем шире диапазон пределов воспламенения (называемых также пределами взрываемости) и ниже нижний предел, тем более взрывоопасен газ.

Скорость горения (распространения пламени) – скорость, с которой элемент фронта пламени распространяется относительно свежей смеси. Зависит от состава, температуры и давления смеси, соотношения газа и воздуха (кислорода) в смеси, содержания в ней балластных примесей, характера движения (неподвижное, ламинарное или турбулентное движение смеси), диаметра фронта пламени. Определяет одно из основных условий надежной эксплуатации – устойчивость горения газа без проскока, отрыва или срыва факела.

Наибольшей скоростью горения характеризуется водород, наименьшей – метан. Приведенные в таблице 3 скорости горения определены при движении смеси в трубке диаметром 25 мм (при 0 °С). При ламинарном (спокойном, параллельноструйном) выходе смеси из горелки фронт пламени стабилизирован, если скорость движения смеси соответствует скорости горения. При турбулентном (хаотическом) истечении смеси фронт пламени становится разорванным, состоящим из отдельных очагов. В этом случае скорость горения резко возрастает в зависимости от аэродинамических свойств потока.

2 Устройство и эксплуатация объектов

газового хозяйства


2.1 Газоснабжение котельных

2.1.1 Требования к зданиям и помещениям

газифицированных котельных

По назначению котельные установки, оборудованные паровыми котлами, давление пара в которых не превышает 40 кгс/см² с температурой нагрева воды до 200 °С, подразделяют на следующие группы: отопительные – для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения; отопительно-производственные – для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического теплоснабжения; производственные – для технологического теплоснабжения.

Здания и помещения котельных, а также газорегуляторные пункты (ГРП) должны удовлетворять определенным требованиям в соответствии с их классификацией: по взрывной и пожарной опасности, огнестойкости строительных конструкций, опасности при применении в них электрооборудования. Здания и помещения котельных с котлами, работающими на газовом топливе, не являются взрывоопасными. Независимо от этажа размещения котельный зал, помещения дымососов и деаэраторов должны соответствовать категории Г по пожароопасности и быть не ниже II степени по огнестойкости.

Для котельных, пристроенных к производственным зданиям промышленных предприятий, производительность отдельных котлов и котельной, а также параметры теплоносителя не нормируются. Котельная должна быть отделена от производственного помещения противопожарной стеной с пределом огнестойкости не менее 4 часов. Имеющаяся в этой стене дверь должна открываться в сторону котельной.

Для котельных, встроенных в производственные здания, при применении котлов с давлением пара до 1,7 кгс/см² и температурой воды 115 °С производительность котлов не нормируется. При параметрах выше указанных допускается установка котлов: прямоточных производительностью не более 2,5 Гкал/ч и не имеющих барабанов; паровых котлов, удовлетворяющих (каждый) условию:



где t – температура насыщенного пара при рабочем давлении, °С;

V – водяной объем котла, м³.




Скачать 1.34 Mb.
оставить комментарий
страница3/11
Дата28.09.2011
Размер1.34 Mb.
ТипУчебное пособие, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
хорошо
  1
отлично
  7
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх