TE.0024 Puit kütusena

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "TE.0024 Puit kütusena"

Νέφθυς Καλλιγάς
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 TE.0024 Puit kütusena Loengumärkmed Vaata videot Osoon

2 Puit kui kütus Tundes puidu kui kütuse omadusi on seeläbi võimalik kergesti teha üldistusi kõigi teiste samalaadiliste kütuste kohta nagu näiteks hein, põhk jne. Põhjuseks on nende materjalide küllaltki sarnane koostis, mille põhikomponendiks on tselluloos

kütuste kohta nagu näiteks hein, põhk jne.

4 Tselluloos Maal enim leiduv orgaaniline ühend (C 6 H 10 O 5 ) n

5 Puidu kütteväärtus Q a t alumine tarbimisaine kütteväärtus tuleneb kuivaine koostisest, mis on enamasti ühetaoline: C k 50 53% N k 0,1 0,4% S k 0,01 0,04% O k 38 43% H k 6 7% A k 0,3 2%

6 Kuidas küttevärtus mõõdetakse? Tavaliselt tehakse seda peenestatud kütusenäidise täieliku põletamisega hapniku keskkonnas nn. kalorimeetrilises pommis. Põletamine toimub suletud konteineris pomm. Soojushulk mõõdetakse pommi ja ümbruse (kalorimeeter) temperatuuri tõusu järgi.

põletamisega hapniku keskkonnas nn. kalorimeetrilises pommis.

7 Kütteväärtus Võrdne mass puitu võrdsel niiskusel on ligikaudu sama energiasisaldusega. See kehtib kindlasti ahjukuuiva (W=0) kuid ka iga teise niiskuse korral.

8 Puitkütuse omadused [3] Kütus W t =25% kg/m³ kcal/kg Mcal/m³ Kuusk Mänd Kask Lepp Haab Tamm Saepuru 45% Kännud

472 3230 1525 Lepp 370 3165 1171 Haab 360 3125 1125

9 Puidu niiskuse määramine

10 Puidu koguse mõõtmine Mass Maht Ruumimeeter Tihumeeter Koorem Kimp (Ü = 1m) V = 0,5m 3,14159 (Ü / 3,14159 / 2) 2 m 3

11 Tahkekütuse kvaliteedinäitajad Kütteväärtus, MJ/kg Niiskus, % Tuhasisaldus, % Tihedus, kg/m 3 Puistetihedus, kg/m 3 Tükisuuruse ühtlus

12 Põlemine Keemilis-füüsikaline protsess, kus kütuse põlevaine ühineb keemiliselt hapendajaga (oksüdeerijaga) ning seejuures eraldub soojus (põlemissoojus). Põlemise materjalibilanss ja energiabilanss kogu sisenev aine peab ka väljuma. Sama kehtib energia kohta.

13 Tahkekütuse põlemine 1. Osakese kuumenemine ja kuivamine 2. Lendosade eraldumine ja põlemine 3. Kütuse termilisel lagunemisel moodustunud koksi põlemine Põlemise intensiivistamiseks tuleb vähendada kütuse osakese läbimõõtu.

14 Põlemisprotsessi materjalibilanss C+O 2 =CO 2 2C+O 2 =CO H+O 2 =H 2 O S+O 2 =SO 2 Vajaliku õhukoguse arvutus Tekkivate suitsugaaside kogus

15 Puidu kütteväärtuse arvutus Q t = 339 C t H t 109 (O t - S t ) 25 W t Alustada võib tarbimiskoostise määramisest X t =X k (100-Wt )/100 X t =X p (100-Wt -A t )/100 W t määramiseks piisab ahjukatsest A t määramiseks piisab kütuse ärapõletamisest

=X k (100-Wt )/100 X t =X p (100-Wt -A t )/100 W t määramiseks

16 Kütuse põlemiseks teoreetiliselt vajalik õhuhulk Õhu kogus, mis on minimaalselt vajalik kütuse ühiku täielikuks põlemiseks

17 Teoreetilise õhukulu arvutamine Tahke- või vedelkütuse täielikuks põlemiseks vajalik õhuhulk normaalkuupmeetrites, kui on teada tarbimiskütuse koostis massiprotsentides: V o = 0,0889(C t +0,375S t o+s +0,265Ht -0,0333O t ), m 3 /kg

normaalkuupmeetrites, kui on teada tarbimiskütuse koostis

18 Õhuhulk täieliku põlemise tagamiseks Täielik põlemine on võimalik teoreetilisest õhukogusest suurema õhukogusega, sest kogu koldesse antavat hapniku ei ole võimalik kütusega rektsiooni viia. Üle teoreetilise koguse antav õhk on liigõhk Tegelikult koldesse antava ja teoreetilise õhuhulga suhe on liigõhutegur.

hapniku ei ole võimalik kütusega rektsiooni viia.

19 Põlemisgaasi koostis Kütuse täielikul põlemisel tekkiv põlemisgaas sisaldab kuivi gaase CO 2, SO 2, N 2 ja O 2 ning veeauru H 2 O. Mittetäielikul põlemisel võib põlemisgaasis olla veel süsivesinikke, vesinikku ja vingugaasi.

20 Põlemisgaasi maht täielikul põlemisel Arvutatakse normaalkuupmeetrites kg kütusele V g = V k.g + V H2O = V CO2 +V SO2 +V N2 +V O2 + V H2O = = V RO2 +V N2 +V O2 + V H2O V k.g kuivade põlemisgaaside maht V H2O veeauru maht V RO2 - kuivade kolmeaatomiliste gaaside maht

21 Kuivade kolmeaatomiliste gaaside maht põlemisgaasis V RO2 =0,01866 (C t +0,375S t o+s )

22 Lämmastiku maht põlemisgaasis Lämmastiku teoreetiline maht: V o N2 = 0,79 Vo +0,008N t Lämmastiku tegelik maht: V N2 = V o N2 +0,79(α 1)Vo

23 Hapniku maht põlemisgaasis V O2 = 0,21(α 1)V o

24 Veeauru maht põlemisgaasis kus Veeauru teoreetiline maht: V o H2O = 0,111H t +0,0124W t +0,0161V o +1,24W p Veeauru tegelik maht: V H2O = V o H2O +0,0161(α 1)V o W p tehnoloogilise auru kulu, kg/kg

25 Teoreetiline põlemistemperatuur Eeldame, et kogu põlemisel eralduv soojus kantakse ära suitsugaasidega. Teades tekkivate suitsugaasid kogust ja koostist saab koostada energiabilansi, milles tulupoolele asetame kütuse kütteväärtuse ja kulude poolele suitsugaasi poolt saadud soojuse. Jääb avaldada temperatuurivahe.

26 Põlemistemperatuur II Q at =V sg c sg (t p -t õ ) Q at - kütuse tarbimisaine alumine kütteväärtus V sg - põlemisel tekkivate suitsugaaside kogus c sg - suitsugaaside mahuerisoojus t p - põlemistemperatuur t õ - põlemisõhu temperatuur t p =Q at /(V sg c sg )-t õ

27 Põlemise kontroll gaasianalüüsi järgi Teostatakse katla kasuteguri hindamiseks Tavaliselt mõõdetakse temperatuur ning hapniku ja süsinikoksiidi sisaldus suitsugaasides. Nende andmete järgi arvutatakse liigõhutegur, kasutegur jne. Välisõhusaaste määramiseks Mõõdetakse keemiliste ühendite kontsentratsiooni suitsugaasides. Mõõtmistulemuse järgi määratakse saastetasu suurus.

28 Ülesanne ;) Arvuta kütteväärtus ja täielikuks põletamiseks vajalik õhukogus, põlemisgaasi kogus ja koostis ning teoreetiline põlemistemperatuur: Algandmed: Kütus (puit) C p = 49%, H p = 6%, O p = 44%, N p = 1% S p = 0%, A t = 1%, W t = 25% Liigõhutegur 1,4

29 Vajalikud oskused Puidu koostise tundmine ja teisendused Puidu kütteväärtuse määramine 2 varianti Põlemisprotsessi materjalibilansi arvutus

30 Kasutatud kirjandus 1. Mikk, I. Soojustehnika käsiraamat. Tln.: Valgus, lk. 2. Veski, A. Katelseadmed. Tln Irak, A., Veide, H., Aurukatlad Tln. 1955

Σχετικά έγγραφα

HAPE-ALUS TASAKAAL. Teema nr 2

HAPE-ALUS TASAKAAL. Teema nr 2 PE-LUS TSL Teema nr Tugevad happed Tugevad happed on lahuses täielikult dissotiseerunud + sisaldus lahuses on võrdne happe analüütilise kontsentratsiooniga Nt NO Cl SO 4 (esimeses astmes) p a väärtused