Wojciech Moroń

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. RównowaŜnik 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 zaleŜności od warunków spalania zachodzą zaleŜności:

• 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 wyraŜa się zaleŜnością:

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’