В изолированных, как и совместных параллельных и последовательных реакциях, исходные вещества вступают в химические соединения и образуют новые продукты в определенных, так называемых сте-хиометрических соотношениях (закон кратных отношений Дальтона).
Согласно этому закону горючие составляющие топлива вступают в химическое реагирование с кислородом в определенном количественном соотношении. Расход кислорода и количество образующихся продуктов сгорания определяются из стехиометрических уравнений горения, записанных для одного моля каждого горючего составляющего. Относя эти уравнения к 1 кг горючего и выразив газообразные вещества ,в объемных единицах, делением их массовых количеств на значения плотностей получим количество кислорода и выход продуктов сгорания на 1 кг каждой составляющей горючей массы топлива в м3 при давлений 0,1013 МПа (760 мм рт. ст.) и 0°С.
Для углерода: С + 02=С02,
12,01 кг С + 32 кг О2=44,01 кг С02; (2-1) 1 кг С+ 1,866 м302= 1,866 м3С02. Для серы: 5 + 02=502,
32,06 кг 5 + 32 кг О2 = 64,06 кг 502; (2-2) 1 кг 5 + 0,7 м3 О2 = 0,7 м3 502. Для водорода: 2Н2 + 02=2Н20,
4,032 кг Н2 + 32 кг О2=36,032 кг Н20; (2-3* 1 кг ШО + 5,55 м3 02=11,1 м3Н20.
Суммируя затраты кислорода на сжигание горючих элементов, содержащихся в 1 кг топлива, и вычитая количество кислорода топлива, получим теоретически необходимое количество кислорода для сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива У^,м3/кг:
срярнр ор
К,=1>866 тоо+°>7+ 5>55 ш - тщс (2-4>
В формуле:
Ср; 5р0р+к,Нр; Ор— соответственно массовое содержание углерода^ серы, водорода и кислорода в топливе, °/о; Р0й— плотность кислорода, кг/м\ 26
В воздухе содержится кислорода примерно 21% по объему, поэтому теоретическинеобходимоеколичествовоздуха для горения V0,м3/кг, т. е. количество воздуха, которое необходимо для полного сжигания 1 кг топлива при условии, что весь содержащийся в нем кислород прореагирует, составляет:
В процессе горения по мере расходования топлива и кислорода и уменьшения их действующих концентраций выгорание все более замедляется. В камерах сгорания парогенераторов условия реагирования ухудшаются также из-за недостаточно совершенного перемешивания вступающих в процесс горения больших масс топлива и воздуха. Поэтому воздух для горения подают больше его теоретически необходимого количества.
Отношение количества воздуха, действительно поступившего в топку Ув, к теоретически необходимому количеству называют коэффициентомизбыткавоздуха:
*т = ^.^(2-6)
Для вновь проектируемых парогенераторов величину ат выбирают в зависимости от вида сжигаемого топлива, метода сжигания и конструкции топки. Для пылеугольных топок по условиям достижения большего значения к. п. д. и интенсификации процесса горения оптимальными являются ат= 1,2-+1,25, при этом нижний предел относится к бурым и каменным углям, а верхний — к тощим углям и антрацитам. При размоле бурых и каменных углей в молотковых мельницах рекомендуется выбрать верхний предел, т. е. ат=1,25. При жидком шлакоуда-лении из-за повышения температурного уровня и уменьшения присосов «т может быть снижен для однокамерных топок до 1,2; двухкамерных н циклонных топок — до 1,1. При сжигании природных газов и мазута в агрегатах, снабженных автоматикой горения и регуляторами давления в газопроводе, ат может быть снижен до 1,05.
На действующих парогенераторах балансовыми испытаниями при различных нагрузках определяется оптимальное значение ат, при котором суммарная величина потерь тепла от механической и химической неполноты сгорания топлива и потерь тепла с уходящими газами окажется минимальной.
