Теоретически необходимым для горения топлива называется то коли­чество воздуха, которого достаточно для полного сгорания 1 кг топлива при условии, что весь кислород воздуха будет использован для горения и в дымовых газах его содержаться не будет1.

Определение теоретически необходимого количества воздуха произ­водится следующим образом. По формулам (20), (29) и (33) можно установить, что для полного сгорания 1 кг углерода необходимо 8,89 нм3 воздуха, для 1 кг водорода 26,6 нм3 и для 1 кг серы 3,3 нм3.

С н

В составе рабочего топлива мы имеем кг углерода, кг воло­зі Op

рода, _JL кг серы и кг кислорода, который также необходимо

использовать при горении топлива. Поэтому объем теоретически необ­ходимого воздуха будет равен

Это выражение необходимо несколько преобразовать. Так как согласно формуле (28) для сжигания 1 кг водорода требуется округ­ленно 8 кг кислорода, то —кг кислорода, содержащегося в 1 кг рабо­чего топлива, дает возможность сжечь ■ кг водорода. Это количество

о • 1UU

водорода отнимают из общего количества водорода топлива, и формула принимает свой окончательный вид.

Теоретически необходимое количество воздуха

V'0= 0,0889 Ср+ 0,266 (Нр - ^-) + 0,033S; нм3/кг. (34)

Забегая немного вперед, отметим, что при сгорании топлива на ко­лосниковой решетке некоторая его часть провалится сквозь решетку в зольник и не сгорит. Отношение веса провалившегося топлива к весу заброшенного учитывает потерю от так называемого механического недожога топлива и обозначается 94%. Тогда теоретически необхо­димое количество воздуха с учетом механической неполноты горения выразится

(>- - гаг)

= (1 —Йг) [0,0889Ср+0,266 (н, - %-) +

+ 0,033S^j нм3/кг. (35)

Пример. Определить теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг дров, элементарный состав которых следующий: С, р = 35,0°/0; Н„ = 4,2%; Ор = 29,7°/0; N, = 0,4%; Ар= 0,7»/о; Wp = 30,0%.

Так как потеря от механической неполноты горения для дров достигает 3°/0, то расчет будем вести по формуле (35).

Подставляя значения Ср, И,,, Ор в уравнение, получим

% = (l — [о,0889-35 + 0,266(+2 — = 3,14 нМ»/кг.

Если в топку подавать только теоретически необходимое количество воздуха, то нельзя обеспечить полного сгорания топлива, так как не­возможно ко всем частицам топлива равномерно подвести необходимое количество воздуха.

Чтобы обеспечить достаточно полное сгорание, необходимо подавать в топку воздух в избыточном количестве: на 10—80°/0 больше, чем это теоретически необходимо.

Действительно поступающий в топку объем воздуха для сжига­ния 1 кг топлива будем обозначать Va нм3/кг.

Отношение количества воздуха, действительно поступившего в топку, к теоретически необходимому называется коэфициентом избытка воздуха и обозначается а.

На основании определения можно записать:

а = __2_ . (36)

Коэфициент избытка воздуха для топок паровых котлов имеет вели­чину от 1,1 до 1,8 в зависимости от конструкции топки, рода топлива, нагрузки топки и качества обслуживания. Чем меньше значение коэфи - циента избытка воздуха при достаточно полном сгорании, тем выше будет к. п. д. котла.

Пример. Определить действительный расход воздуха при работе на дро­вах с коэфициентом избытка воздуха а= 1,3.

Состав топлива и теоретически необходимое количество воздуха по пре­дыдущему примеру данною параграфа: VB — S.4 нм^/кг; а =1,3.

На основании формулы (36) можно написать:

Уа = а■ VB — 1,3-3,14 = 4,08 нм3/'кг.