4-1. Расчет полного горения топлива 4

При обогащении воздуха кислородом повышение температуры горения достигается путем уменьшения количества продуктов горения за счет уменьшения содержания азота N2. Если обозначить буквой z содержание кислорода в воздухе (%), то дополнительный расход кислорода, поступающего с кислородной установки, отнесенный к единице количества топлива, будет:

Здесь v0 - теоретический расход воздуха на горение единицы топлива; a - коэффициент избытка воздуха (или более широко - коэффициент расхода окислителя).

Количество азота при сжигании единицы количества топлива на обогащенном воздухе будет:

  • при жидком и твердом топливе

  • при газообразном топливе

Здесь NР - содержание азота в рабочей массе топлива; N - то же в газообразном топливе, % по объему.

В остальном расчет не отличается от обычного расчета горения топлива. Для первого случая теоретический тепловой баланс топки (пренебрегая азотом топлива) напишется следующим образом:

Здесь I - энтальпия горячего воздуха; cR2 - средняя теплоемкость двухатомных газов.

Для второго случая - при сжигании на обогащенном воздухе:

Полагая калориметрические температуры горения одинаковыми и равными tк °С, вычитаем из уравнения (4-25) уравнение (4-26):

Из этого уравнения определим температуру воздуха tв, до которой необходимо нагреть его, чтобы получить ту же калориметрическую температуру горения, что будет иметь место при сжигании топлива на обогащенном воздухе с концентрацией кислорода z %:

Легко определить, что температура подогрева воздуха 800 °С будет соответствовать концентрации кислорода в обогащенном воздухе примерно 30%.