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Brennstoff Verbrennungsrechnung

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Mit der Brennstoffberechnung von firecalc lassen sich schnell und einfach alle notwendigen Berechnungen durchführen, die für die spätere Verbrennungsrechnung im Haupt-Berechnungsformular notwendig sind. Die Verbrennungsrechnung wird stöchiometrisch durchgeführt, da eventuelle unvollkommene Verbrennung durch z.B. Luftüberschüsse oder unterstöchiometrische Zustände im Hauptformular berechnet werden.

Die Verbrennungskennwerte können aus der Elementaranalyse des Brennstoffs berechnet werden. firecalc verwendet die in DIN 4702-2, DIN EN 304, DIN EN 13240 bzw. DIN EN 13229 sowie die in den entsprechenden Normen für gasförmige Brennstoffe angegebenen Algorithmen sowie die Gesetze der Chemie.

firecalc berechnet aus der Elementaranalyse des Brennstoffs folgende für die weitere Berechnung im Hauptformular benötigten Brennstoffkennwerte:

Mit firecalc lassen sich

berechnen.

Die Brennstoffanalysen können als Berechnungsgrundlage ins Hauptformular und ins Staubformular übertagen werden.

Es bestehen umfangreiche Speicher-(pdf, doc, rtf), Druck- und Berichtserstellungsoptionen. Die eingegebenen Daten können in die interne Datenbank für eine Archivierung oder weitere Möglichkeiten abspeichern.

Die Datensätze können per Export-/Importfunktion an einen anderen "firecalc-PC" übertragen werden.

Die Datensätze können per Export-/Importfunktion an einen anderen "firecalc-PC" übertragen werden.

Die Grundlage einer Verbrennungsrechnung bilden die Reaktionen der Einzelbestandteile eines Brennstoffs.

Bei festen und flüssigen Brennstoffen (Biomasse, Koks, Kohle, Öl, Ethanol, Kerosin,…) wird die Zusammensetzung als so genannte Elementaranalyse in Masseanteilen [kg/kg] angegeben. Die Einheit kg/kg (Masse Element / Gesamtmasse) kann auch als relativer Anteil in Prozent verstanden werden.

C
Kohlenstoffgehalt
H
Wasserstoffgehalt
O
Sauerstoffgehalt
N
Stickstoffgehalt
S
Schwefelgehalt
W
Wassergehalt
A
Aschegehalt

Von diesen Bestandteilen tragen nur Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Schwefel (S) durch die Reaktion mit Sauerstoff (O) zum Verbrennungsvorgang bei. Kohlenstoff (C) oder Wasserstoff (H) werden in Gegenwart von Sauerstoff (O2) unter Energiefreisetzung zu Kohlenstoffdioxid (CO2) oder Wasser (H2O) oxidiert. Kommt es zu einer vollständigen Oxidation sämtlicher oxidierbarer Bestandteile des Brennstoffs, spricht man von vollständiger Verbrennung. Der Aschegehalt (A) umfasst alle festen, nichtbrennbaren Bestandteile eines Brennstoffs. In der Asche sind diejenigen festen Rückstände erfasst, die nicht mit Sauerstoff reagieren können, wie Quarz u. a..

Bei gasförmigen Brennstoffen (Erdgas, Flüssiggas, Methan, Propan,…) wird die Zusammensetzung als so genannte Elementaranalyse in Volumenanteil [m³/m³] angegeben.

CO
Kohlenstoffmonoxid
N2
Stickstoff
CO2
Kohlenstoffdioxid
O2
Sauerstoff
H2
Wasserstoff
CH4
Methan
C2H4
Ethen, Äthylen
C2H6
Ethan
C3H6
Propen
C3H8
Propan
iC4H10
iso-Butan
nC4H10
n-Butan
iC5H12
iso-Pentan
nC5H12
n-Pentan
C6HY
iso-Hexan, n-Hexan

Höherwertige Kohlenwasserstoffe sollten bei C6HY eingetragen werden. Sie werden bei der Berechnung als C6H14 (Hexan) berücksichtigt.

Auf Kundenwunsch können weitere Bestandteile der Berechnung hinzugefügt werden.

Berechnung der Verbrennungskennwerte mit firecalc

Die Verbrennungskennwerte können aus der Elementaranalyse des Brennstoffs berechnet werden. firecalc verwendet die in
DIN 4702-2, DIN EN 304, DIN EN 13240 bzw. DIN EN 13229 sowie die in den entsprechenden Normen für gasförmige Brennstoffe angegebenen Algorithmen sowie die Gesetze der Chemie.

firecalc berechnet aus der Elementaranalyse des Brennstoffs folgende für die weitere Berechnung im Hauptformular benötigten Brennstoffkennwerte (stöchiometrische Berechnung):


Wert Erläuterung
CO2max maximaler Kohlendioxidgehalt im trockenen Abgas für den jeweiligen Brennstoff in Volumenprozent
Volumen CO2 Volumen Kohlenstoffdioxid im Abgas
Volumen SO2 Volumen Schwefeldioxid im Abgas
VA min trock. minimales trockenes Abgasvolumen bei stöchiometrischer Verbrennung
Volumen N Volumen Stickstoff im Abgas
O Min Der zur Verbrennung von festen (und flüssigen) Brennstoffen erforderliche minimale (stöchiometrische) Sauerstoffbedarf.
SO2 max maximaler Schwefeldioxidgehalt im trockenen Abgas für den jeweiligen Brennstoff in Volumenprozent
VA min feucht minimales feuchtes Abgasvolumen. Die feuchte Mindestrauchgasmenge ergibt sich bei theoretischer Verbrennung mit der stöchiometrischen Luftmenge
Volumen W minimales Wasserdampfvolumen im Abgas bei stöchiometrischer Verbrennung
Lmin minimaler Luftbedarf für stöchiometrische Verbrennung. Der Mindestluftbedarf Lmin ist die feuchte Luftmenge in Nm³ Verbrennungsluft pro kg Brennstoff, die theoretisch zur vollständigen Verbrennung gerade ausreicht. Der Sauerstoffgehalt der Luft wird mit 20,95% angenommen
Dichte
Dichteverhältnis
Dichte ist das Verhältnis der Masse zum Gasvolumen in kg/m3 im Normzustand. In der Gastechnik wird die relative Dichte statt der Dichte verwendet. Sie ist das Verhältnis einer Gasdichte zur Dichte der trockenen Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck und sagt aus, ob ein Gas schwerer oder leichter als Luft ist (relative Dichte Luft im Normzustand 1,293 kg/m³)
Wobbe oben
Wobbe unten
Wobbe-Index (früher Wobbezahl genannt): Kennwert für die Austauschbarkeit von Gasen, bezogen auf die Wärmebelastung einer Gasverbrauchseinrichtung, einer der wichtigsten Gaskennwerte. Der obere Wobbe-Index ist definiert als der Quotient aus Brennwert und der Quadratwurzel der relativen Dichte des Brenngases. Analog wird der untere Wobbe-Index auf den Heizwert bezogen
 

Umfangreiches Handbuch

handbuch_firecalcUmfangreiche Unterstützung bei der Bedienung von firecalc bieten ein über 200 Seiten starkes Handbuch als pdf-Datei.

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Hilfesystem

Hilfesystem firecalcUmfangreiche Unterstützung bei der Bedienung von firecalc bieten ein detailliertes Hilfesystem (html-Dateien).

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Regelmäßige Updates

Update firecalcRegelmäßige Updates sichern die Funktionalität auch auf neuen Betriebsystemen.

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