Определение свойств газа - Расчет городской, внутриквартальной и внутридомовой системы газоснабжения

Состав газа:

СН4=97,2 %;

С2Н6=1,5 %;

С3Н8=0,3 %;

С4Н10=0,2 %;

C5Н12 = 0,1 %;

СО2=0,2 %;

N2=0,5 %.

При известном составе газообразного топлива его свойства определяются по свойствам простых газов компонентов смеси.

* Плотность газообразного топлива при нормальных условиях определяется по формуле:

,

Где yi - объемное процентное содержание i-го компонента в газовой смеси, %; с0i - плотность i-го компонента смеси при нормальных условиях, кг/м3.

принимаем по справочным данным или определяем по формуле:

,

Где - молекулярная масса i-го компонента смеси, кг/кмоль

- объем одного кмоля i-го компонента, м3/кмоль

СН4: VM =22,38 м3/кмоль М=16 кг/кмоль

С2Н6: VM =22,174 м3/кмоль М=30 кг/кмоль

С3Н8: VM =21,997 м3/кмоль М=44 кг/кмоль

С4Н10: VM =21,50 м3/кмоль М=58 кг/кмоль

C5Н12: VM =20,8 м3/кмоль М=72 кг/кмоль

СО2: VM =22,268 м3/кмоль М=44 кг/кмоль

N2: VM =22,395 м3/кмоль М=28 кг/кмоль

Плотность газовой смеси:

* Низшая объемная теплота сгорания газовой смеси:

,

Где Qн. i - низшая объемная теплота сгорания i-го компонента смеси, кДж/м3.

Согласно справочным данным:

* Концентрационные пределы воспламенения для смеси горючих газов, не содержащих балластных примесей, определяют по выражению:

,

Где - верхний или нижний пределы воспламенения горючих газов в газовоздушной среде, об.%;

Li - верхний или нижний пределы воспламенения i-го компонента в газовоздушной среде, об.%.

Табл. 1. Пределы воспламенения отдельных компонентов горючей смеси, %

Нижний

Верхний

L(СН4)

5

15

L(С2Н6)

3

12,5

L(С3Н8)

2

9,5

L(С4Н10)

1,7

8,5

L(C5Н12)

1,35

8,0

При наличии в газе балластных примесей пределы воспламенения определяются:

Б - балласт газообразного топлива:

Состав горючей части газа без балластных примесей находится по формуле:

(3.4)

Таким образом:

Пределы воспламенения для смеси с балластом могут быть определены по приближенной формуле:

* Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м3 природного газа, составляет:

Где СnНm - объемное процентное содержание углеводородов, входящих в состав газовой смеси, %;

N и m - соответственно число атомов углерода и водорода в каждом углеводороде;

H2S - объемное процентное содержание сероводорода в газовом топливе, %.

Теоретический расход влажного воздуха больше подсчитанного по выражению (3.8) на объем содержащихся в нем паров

Где 0,00124 - объем 1 г водяного пара, м3/г;

Dв - влагосодержание воздуха, определяется по I-d диаграмме. При t=20°C и %, dв?10 г/мі.

Вследствие несовершенства смешения горючих компонентов с окислителем в процессе горения топочные процессы ведутся с некоторым избытком воздуха (для исключения химической неполноты сгорания), поэтому действительное количество воздуха, необходимого для сжигания газа, составит:

Где б - коэффициент избытка воздуха. Его величина зависит от условий смесеобразования газа и воздуха и обычно принимается в пределах 1,05...1,2. Принимаем б=1,1.

* Выход продуктов сгорания.

В состав продуктов сгорания входят углекислый газ, водяные пары, азот, кислород, а иногда и сернистый ангидрид.

Количество углекислого газа, образующегося при сгорании 1 мі газообразного топлива, зависит от содержания углерода в компонентах смеси и в балласте топлива:

Где n - количество атомов углерода;

CO - объемное процентное содержание углекислого газа в составе смеси;

Количество образующихся водяных паров слагается из объема паров, получающихся в результате сгорания водорода, входящего в состав углеводородов и других соединений, водяных паров, содержащихся в газовом топливе в виде балласта и поступивших с воздухом:

Где H2S - объемное процентное содержание сероводорода в топливе;

Dг - влагосодержание газа, г/мі, принимаем, что газ осушенный и d=0.

Количество кислорода в продуктах сгорания определяется коэффициентом избытка воздуха, при котором ведется процесс горения:

Содержание азота в продуктах сгорания также зависит от коэффициента избытка воздуха и наличия азота в балласте топлива:

(3.14)

Полный объем продуктов сгорания 1 м3 газообразного топлива составляет:

(3.15)

Проверка:

Похожие статьи




Определение свойств газа - Расчет городской, внутриквартальной и внутридомовой системы газоснабжения

Предыдущая | Следующая