22 .. CC AA LL CC UU LL UU LL VV OO LL UU MM EE LL OO RR

DD EE GG AA ZZ EE DD EE AA RR DD EE RR EE

Exemplul nr. 1

Combustibilul ales în acest exemplu este lignitul de Rovinari, cu următoarea

compoziţie:

Ci=19,77%, H

i=2% Sc

i=2,5% O

i=9,3%

Ni=0,8% Wt

i=40,63% A

i=25%

Se calculează puterea calorifică inferioară a combustibilului:

Hii

=339 . C

i+1256

. H

i+109

. (Sc

i- O

i)-25.1

. (Wt

i+9

. H

i)

⇒ Hii

=7001.217 kJ/kg

Volumul minim de oxigen necesar arderii

V0min=0.01 . (1.867

. C

i+5.6

. H

i+0.7

. Sc

i-0.7

. O

i), [m

3N/kg]

V0min=0.01 . (1.867

. 19.77+5.6

. 2+0.7

. 2.5-0.7

. 9.3)

V0min=0.4335059 [m3

N/kg]

Volumul strict necesar de aer uscat

V0a=100/21

. Vomin, [m

3N /kg]

V0a=100/21

. 0.4335059 ⇒ V

0a=2.061207 m

3N / kg

Volumul teoretic de aer umed necesar arderii

V0

aum=(1+0.00161 . xaer)

. V

0a [m

3N/kg]

V0

aum=(1+0.00161.10)

. 2.061207

V0

aum=2.094346 m3

N/kg

Volumul real de aer uscat necesar arderii - ţine cont de excesul de aer λ

Va=λ . V

0a, [m

3N/kg]; λ=1.2

Va=1.2 . 2.061207 ⇒Va=2.473448 m

3N/kg

Volumul real de aer umed

Vaum=λ . V

0aum [m

3N/kg]

Vaum=1.2 . 2.094346 ⇒ Vaum=2.513215 m

3N/kg

Volumul de dioxid de carbon rezultat din ardere

VCO2=0.0167 . C

i, [m

3N/kg]

VCO2=0.01867 . 19.77 ⇒ VCO2=0.369106 m

3N/kg

Calculul volumelor de gaze de ardere 19

Volumul de dioxid de sulf

VSO2=0.007 . S

ic, [m

3N/kg]

VSO2=0.007 . 2.5 ⇒ VSO2=0.0175 m

3N/kg

Volumul teoretic de gaze triatomice

VRO2=VCO2+VSO2, [m3

N/kg]

VRO2=0.369106+0.017 ⇒ VRO2=0.386606 m3

N/kg

Volumul teoretic de azot

V0

N2=0.79 . V

0a+0.008

. N

i, [m

3N/kg]

V0

N2=0.79 . 2.061207+0.008

. 0.8 ⇒ V

0N2=1.634754 m

3N/kg

Volumul teoretic de gaze de ardere anhidre (uscate)

V0

gu=VRO2+V0

N2, [m3

N/kg]

V0

gu=0.386606+1.634754 ⇒ V0

gu=2.021136 m3

N/kg

Volumul teoretic de vapori de apă

V0

H2O=0.112 . H

i+0.01242

. W

it+1.242

. Wf+0.00161

. V

0a, m3N/kg

V0

H2O=0.112 . 2+0.01242

. 40.63+1.242

. 0+0.00161

. 102.061207

V0

H2O=0.76181 m3

N/kg

Volumul teoretic de gaze de ardere umede

V0

g=V0

gu+V0

H2O, [m3N/kg]

V0

g=2.02136+0.76181 ⇒ V0

g=2.78317 m3

N/kg

Volumul real de gaze de ardere uscate

Vgu=V0

gu+(λ-1) . V

0a [m

3N/kg]

Vgu=2.02136+(1.2-1) . 2.061207 ⇒ Vgu=2.433601 m

3N/kg

Volumul real de gaze umede rezultate din ardere

Vg=Vgu+VH2O, [m3

N/kg]

VH2O=V0

H2O+0.00161 . (λ-1)

. V

0a, [m

3N/kg]

VH2O=0.76181+0,00161 . 10

. (1.2-1)

. 2.0661207

⇒ VH2O=0.768447 m3

N/kg

Vg=2.433601+0.768447 ⇒ Vg=3.202048 m3

N/kg

Calculul coeficienţilor de exces de aer

αfocar = (notat uneori cu λ) = 1.2 (pentru lignit)

Arderea în generatorul de abur (cazan) făcându-se cu o uşoară depresiune,

vor exista infiltrări de aer din exterior, în interiorul cazanului. Cunoaşterea acestora

IMPACTUL CTE ASUPRA MEDIULUI - APLICAŢII 20

va ajuta la determinarea excesului de aer la ventilatorul gazelor de ardere, folosit

la dimensionarea acestuia.

Focar: ∆αfocar = 0.02;

Electrofiltru: ∆αEF = 0.1;

Preîncălzitor de aer regenerativ - PAR ∆αPAR=0.2;

Canalul de gaze: ∆αcanal gaze=0.02…0.05 � se alege ∆αcanal gaze=0.05

Canalul convectiv: ∆αconvectiv=0.03…0.04 � se alege ∆αconvectiv=0.03

αintrarePAR = αfocar+∆αfocar+∆αcanal gaze+∆αconv

αintrare PAR=1.3

αintrare EF=αintrare PAR+∆αPAR ⇒ αintrare EF=1.5

La ventilatoarele de gaze: αVG=αintrare EF+∆αEF ⇒ αVG=1.6

Exemplul nr. 2

S-a ales cărbunele extras la Ceptura, având următoarea compoziţie

elementară, în starea iniţială:

Ci =30.5%; H

i =2.7%; Sc

i =3.3%; O

i =10.9%; N

i =0.8%; W

i =31.3%; A

i =20.5%.

Puterea calorifică inferioară

Hii = 339 *

C

i+1256 *

H

i+109 *

(Sc

i- O

i)-25.1

* (Wt

i+9 *

H

i) =

= 338.9*30.5+1256*2.7+109*(3.3-10.9)-25.1*(31.3+9*2.7) = 11262 kJ/kg.

Volumul minim de oxigen necesar arderii

V0min= 0.01 * (1.867 *

C

i+5.6 *

H

i+0.7 *

Sc

i-0.7 *

O

i) =

= 0.01*(1.867*30.5+5.6*2.7+0.7*3.3-0.7*10.9) =0.66744 m3

N/kg

Volumul strict necesar de aer uscat

V0a=100/21

. Vomin = 100/21 *0.66744 = 3.1783 m

3N / kg

Volumul teoretic de aer umed necesar arderii

V0

aum=(1+0.00161*xaer)*V0a =(1+0.00161*10)*3.178=3.2295 m

3N/kg

în care xaer = 10 g umiditate / kg aer uscat.

Volumul real de aer uscat necesar arderii - ţine cont de excesul de aer

ααααfocar

Va= αfocar * V

0a = 1.15*3.1783 = 3.655 m

3N/kg;

unde αfocar = 1.15 este excesul de aer în focar (deşeuri de huilă).

Calculul volumelor de gaze de ardere 21

Volumul real de aer umed

Vaum= αfocar * V

0aum = 1.15*3.2295 = 3.714 m

3N/kg

Volumul de bioxid de carbon rezultat din ardere

VCO2=0.0167 * C

i = 0.0167*30.5 = 0.5094 m

3N/kg

Volumul de bioxid de sulf

VSO2=0.007 * S

ic = 0.007*3.3 = 0.0231 m

3N/kg

Volumul teoretic de gaze triatomice

VRO2=VCO2+VSO2 = 0.5094+0.0231 = 0.5325 m3

N/kg

Volumul teoretic de azot

V0

N2=0.79*V0

a+0.008*Ni =0.79*3.1783 + 0.008*0.8 =2.5173 m

3N/kg

Volumul teoretic de gaze de ardere anhidre (uscate)

V0

gu=VRO2+V0

N2 = 0.5325 + 2.5173 = 3.0498 m3

N/kg

Volumul teoretic de vapori de apă

V0

H2O = 0.112 * H

i+0.01242 *

W

it+1.242 *

Wf+0.00161 *

V

0a =

=0.112*2.7+0.0124*31.3+1.242*0+0.0016*3.178=0.696 m3

N/kg

Volumul teoretic de gaze de ardere umede

V0

g=V0

gu+V0

H2O = 3.0498 + 0.6963 = 3.7461 m3

N/kg

Volumul real de gaze de ardere uscate

Vgu=V0

gu + (αfocar -1)*V0

a = 3.0498+(1.15-1)*3.1783= 3.5265 m3

N/kg

Volumul real de gaze umede rezultate din ardere

Vg, um =Vgu+VH2O = 3.5265 + 0.6970 = 4.2235 m3

N/kg

unde: VH2O =V0

H2O+0.00161* (αfocar -1)*

V

0a =

= 0.6963 + 0.00161*+(1.15-1)*3.1783 = 0.6970 m3

N/kg