Ауа артықшылық коэффицентін анықтау

(2.30) теңдеуіне сәйкес шамалары келесідей:

қатты отын үшін...18-20%

мазут үшін...16-17%

табиғи газ үшін...11-13%

генераторлы газ үшін...20%

жасанды газ үшін β<0... . Кейбір жасанды газтәріздес отындарда мәні 21% артық болуы, ол отын құрамындағы СО2 көп болуымен түсіндіріледі (ауадағы оттегімен алынған емес).

Оттықтағы және газ жүрістердегі ауа артықшлық коэффициенті түтіндік газдардың құрамындағы үшатомды газдар , оттегі О2, толық жанбау өнімдерін – көміртгі тотығы СО, сутегі Н₂, метан СН₄ және ауыр көмірсутектерге анализ жасай отырып анықталады. Ал түтіндік газдардағы азот құрамы:

. (2.32)

Отынның жану өнімдерінің құрамы арнайы газанализатор деп аталатын құралдармен анықталады. Жұмыс істеу принципі бойынша газоанализатор екі топқа бөлінеді. Бірінші топ газоанализаторы жану өнімдерінің құрамындағы жеке заттарды химиялық реактивтермен жұту принципіне негізделген.

Олардың автоматты және қолмен істейтін түрлері бар. Қарапайым қолмен істейтін газанализатор Орс құралы болып табылады. Орс құралы жану өнімдерінің құрамындағы үшатомды газдар мен оттегіні құрғақ газ көлемінде пайызбен анықтауға мүмкіндік береді, яғни толық емес газ анализін жасауға болады.

Екінші типті газанализаторлар газ бен ауаның физикалық құрамын салыстыру принципіне негізделген.

Қазіргі кезде электрлік және магнитті газоанализаторлары бар.

_{3 3 3}

2

2 ) / /

79 (

100 V V нм кг немесе нм нм

V_ауа  _N  _N^от , (2.34)

мұндағы

79

100 – коэффиценті, ауаның көлеміндегі азоттың мөлшері 79%

құрайтының көрсетеді.

– түтіндік газдардағы азоттың көлемі, н /кг, мынған тең:

_{3 3 3}

. 2

2 / /

100N V нм кг немесе нм нм

V_N  _кг ,

(2.35) – отын құрамындағы азоттың көлемі, н /кг; қатты және сұйық отынның құрамында азот аз болғандықтан елемеуге болады

Қатты және сұйық отын үшін құрғақ газдардың көлемі ауа артықшылық коэффиценті 𝛼≠1 кезінде газдық анализдеу мәліметтері арқылы анықталады.

Газдың пайыздық құрамы құрғақ газдың көлеміне қатынасы арқылы анықталатын болғандықтан, яғни

% 100

. 2 2 2

г к

SO CO

V V RO V 

 , (2.36)

% 100

.г к CO

V

СОV , (2.37)

және т.с.с., онда құрғақ газдар келесі формула арқылы көрсетілуі мүмкін:

_{нм кг}

CO RO

V V

V_кг V^{CO SO CO}100 ³ /

2 2 2

. 



  . (2.38)

(2.1а) теңдеуіннен алу үшін 0,54 кг С жұмсалады белгілі.

Көміртегінің С СО-ге тотығуының сәйкес стехиометриялық теңдеуді бойынша, ал үшін де 0,54 кг С жұмсалады. Сәйкесінше көміртегі тотығуы өнімдерінің суммалық көлемі мынаған тең:

кг C нм

V V

ж CO

CO /

54

3

2   . (2.39)

Аналогиялық түрде (2.2) теңдеуіне сәйкес табамыз:

кг S нм

V

ж к ор

SO /

143

3 2

  . (2.40)

(2.39) және (2.40) теңдеулерінен газдардың көлемінің мәнін (2.38)

теңдеуіне қоя отырып, қатты және сұйық отынның құрғақ газдарының көлемінің формуласын аламыз:

кг CO нм

RO С S

V

ж к ор ж

г

к /

) (

54 , 0

375 ,

0 ₃

2

. 

  ^ . (2.41)

Газтәрізді отын үшін құрғақ газ көлемі мынаған тең:

кг CH нм

CO CO

тC H Н

С СН

СО V СО

от n m от

от от

от г

к 2 ₃ /

4 2

4 2 4

2

.  







 



_.

(2.42) Отынның құрамындағы жаңғыш заттардың толық жануы болғанда артып қалатын ауаның мөлшері мына формуламен есептеледі:

/

21 2

100 VO

V 

 ,

(2.43) мұндағы

79

100 – оттегі, ауа көлемінің 21% құрайтынын ескеретін коэффицент.

– толық жанбаған өнімнің толық жану үшін қажетті оттегі көлемі, н /кг немесе н /

Ол сәйкесінше стехиометриялық реакциялармен есептеледі. Мысалға (2.3) теңдеуінде 1кг тотығуы үшін 8кг жұмсалады немесе көлемдік бірлікте 1 н -ге 0,5 н жұмсалады. Онда:

V' = н /кг немесе н / (2.44)

Оттегі көлемін , көмір оксидін және т.б. (2.44) теңдеуіндегі құрғақ газ көлеміне қатысты пайыздық құрамымен өрнектейтін болсақ, аламыз

_{3 3 3}

4 2

2

. ( 0,5 0,5 2 ) / /

21 O CO H CH нм кг немесе нм нм V V^кг   

 .

(2.45)

(2.34) формуласынан және (2.45) формуласынан мәндерін (2.33) формуласына қойып ауа артықшылық коэффицентің есептік формуласын аламыз:

_,

2 5

, 0 5

, 0 21

1 79

1

. 2 2

4 2

2

г к

от

V N N

СН Н

СО О







 

  .

(2.46)

Толық газдық анализ мәліметтері болмаған жағдайда көміртегі оксидінің құрамы және газдарының анализі бойынша анықталады.

Түтіндік газдарда толық жанбау өнімдерінен тек СО болса, онда құрғақ газ көлемі келесі түрде жазылады:

н /кг. (2.47)

Құрғақ газдардағы азот көлемі ауа азотынан және аздаған отын азоты көлемінен тұрады, қатты және сұйық отынды есептеу кезінде отын құрамындағы азотты ескермеуге болады. Азот көлеміне сәйкес келетін ауа құрамындағы оттегі көлемі арқылы мына түрде анықтаймыз:

ауа

O

N V

V _{2 2}

21

 79 . (2.48)

Ауадағы оттегі мөлшерін келесі теңдеу бойынша табамыз:

кг O нм

V V

V V

V V

О ж O

O H O CO O SO O CO O ауа

О /

100

3 2 2

2 2 2 2 2 2 2

2        , (2.49)

мұндағы , , , – көміртегі, күкіртегі және суттегіні тотықтыру үшін жұмсалған ауадағы оттегі көлемі, н /кг;

VO2 – қолданылмаған оттегінің көлемі, н /кг.

(2.1)-(2.3) теңдеулерінен және сәйкес стехиометриялық реакциялар бойынша көміртектің көміртек оксидінде тотығуын былай жазуға болады:

V_O^CO₂ ² V_СO2нм³ /кг, (2.50) V_O^SO₂² V_SO2нм³ /кг, (2.51) V_O^CO₂ 0,5V_COнм³/кг, (2.52)

кг H нм

V

ж O

H

O /

55100 ,

5 ³

2

2  .

(2.53) Алынған оттегі көлемінің мәндерін (2.49) және (2.48), содан кейін (2.47) теңдеуіне қоямыз:

. 8 /

, 142 55100

, 5 5

, 21 0

79 3

2 2

2 2

2 2

. H О нм кг

V V V

V V

V V V V

ж ж

O CO SO

CO O

CO СО SO

г

к 



 



     









 (2.54)

Тиісті өзгертулерден кейін (2.54) теңдеу мына түрге келеді:

. /

% 126 21

, 38 0

, 4 100

605 , 0 100

100 ³

. .

2 .

. 2 .

2 нм кг

V О Н

V V V

V V

V V

V

г к

ж ж

г к O г

к CO г

к SO г

к

CO      

(2.55) (2.41) теңдеуінен мәнін қойып және сәйкес мәндерді (2.29) формуласындағы β коэффицентімен алмастырып мына теңдеуді аламыз:

, (2.56)

одан

605 % , 0

) (

) 21

( _{2 2 2}











  RO RO O

СО . (2.57)

Түтіндік газдарда басқа толық жанбау өнімдері ( ) болмаған жағдайда ғана бұл формула СО-ның дұрыс мәнін береді.

Отын толық жанғанда СО= , (2.56) теңдеуі мына түрде жазылады:

21- . (2.58)

Осы жерден түтіндік газдардағы және коэффицентінің пайыздық құрамы бойынша формуласын аламыз:

1 % 21 ₂

2 

 O

RO . (2.59)

Отын толық жану үшін (2.41) теңдеуіндегі ауа артықшылық коэффицентін анықтау жеңілдейді:

г к

от

V N N

О

. 2 2

2

21 1 79

1





  .

(2.60)

Қатты және сұйық отын үшін анықтау кезінде аз болғандықтан оны ескермеуге болады.

(2.60) теңдеуіндегі және сәйкес (2.32) және (2.58) теңдеуіндегі мәндерімен ауыстырып, тиісті түрлендірулерді жасап, ауа артықшылық коэффицентінің төмендегідей мәнін аламыз:

 





 





21 791

79 RO2

. (2.61)

(2.30) теңдеуінен:

¹ _,

21 1

2

ROмакс

 

(2.62) отынның толық жануы кезінде, мәнінің кіші болуынан оны ескермей, ауа артықшылық коэффициентінің жуықталған мәнін аламыз:

2 2

RO RO^макс

  .

(2.63) Сонымен жану өнімдерінің құрамындағы үшатомды газдар арқылы қазан оттығындағы және газжүрістеріндегі ауа артықшылығын анықтауға болады. Қазан агрегатының шығысында ауа артықшылық коэффиценті көп болған сайын, соншалықты оның көлемі де көп болады.

Сәйкесінше көп жылу пайдасыз жоғалтылып қазан жұмысының үнемділігі төмендейді.

Қазіргі таңда, қазан агрегаты жұмысының үнемділігінің эксплуатациялық бақылауы көп жағдайда автоматтық газанализаторымен - ге жүзеге асады. Нақты бір отынмен жұмыс істейтін қазан агрегаты үшін мәнін, қазанның номиналды жүктемесі кезіндегі және коэффицентінің оптималды мәні бойынша орнатылады. Бірақ станцияға отын тұрақты құраммен келмейді. Соның салдарынан коэффицентінің, сәкесінше мәндері өзгеріп, тұрақты мәнін ұстау тиімді болмайды. Оттық қондырғының жұмысын реттеудің және газжүрістердегі тығыздықты бақылаудың ең дұрыс әдісі, ол түтіндік газдарды оттегі бойынша тексеру болып табылады. Жану өнімдеріндегі оттегі құрамы ауа артықшылық шамасына тәуелді. Бұл 2.1- суретінде жақсы көрсетілген.