Расчет котельного агрегата БКЗ-75

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3. Тепловой баланс котла. 

    Целью составления баланса котла является определение КПД котла и расхода топлива.

    Из  уравнения прямого баланса котла  расход топлива равен:

     ,  м³/с,                                                                                                  (1.1)

    где  - полное количество теплоты, полезно отданное в котле, кВт;

     - располагаемая теплота ,кДж/кг;

     - К.П.Д. брутто котельного агрегата, %.

    Для паровых котлов с пароперегревателем равно:

     ,  кВт.                                                                  (1.2)

    Здесь:

      D – расход пара, кг/с (из задания);

     - расход продувочной воды, кг/с (р – величина непрерывной продувки, принимается в пределах 2÷5% от D в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата, параметров пара и количества ступеней испарения);

    h_пе- энтальпия перегретого пара (в зависимости от давления P_пе и температуры t_пе перегретого пара);

     - энтальпия кипящей воды на  линии насыщения при давлении  в барабане P_б=1,1P_пе;

    h_пв – энтальния питательной воды (в зависимости от давления P_пв и температуры t_пв перегретого пара). 

     , кг/с.

     , кг/с.

    P_пе=4 МПа, t_пе=440 °С, h_пе=3308,7 кДж/кг.

     , =1110,8 кДж/кг.

      МПа, t_пв=145 °С, h_пв=613,595 кДж/кг.

     =20,83(3308,7-613,595)+0,22(1110,8-613,595)=56248,4 кДж/кг. 

    Располагаемая теплота на 1 м³ газообразного топлива определяется по формуле:

     , кДж/нм³,                                                             (1.3)

    где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива:

     =108H₂+126,3CO+358,2CH₄+560,5C₂H₂+590,6C₂H₄+637,3C₂H₆+912,3C₃H₈+

    +1186,5C₄H₁₀+1460,8C₅H₁₂+235H₂S;

     - теплота, внесённая поступающим  в котлоагрегат воздухом, подогретым вне агрегата отборным паром или водой;

     - физическая теплота топлива;

     - теплота, внесённая в котел  паровым дутьём;

     - теплота, затраченная для  разложения карбонатов (для сланцев). 

      кДж/нм³.

     =0 (воздух вне агрегата не  подогревается).

     =0 (паровое дутьё отсутствует).

     =0 (газообразное топливо).

     =35880,1 кДж/нм³. 

    К.П.Д. брутто котельного агрегата определяется по обратному балансу котла:

     , %,                                                                    (1.4)

    где - потери теплоты с уходящими газами, %;

     - потери теплоты от химической  неполноты сгорания, %;

     - потери теплоты от механической  неполноты сгорания, %;

     - потери теплоты от наружного  охлаждения, %;

     - потери теплоты с физическим теплом шлаков, %.

    В общем случае:

     , %,                                                                           (1.5)

    где - энтальпия уходящих газов, кДж/м³ (определяется по H - υ таблице (см. приложение

    табл.1) в зависимости от температуры уходящих газов и коэффициента избытка

    воздуха ).

    q₃=0,5% (природный газ).

     =0 (механический недожог отсутствует).

     =0,8% (см. рис.1.1).

     =0 (природный газ). 

      
 

    Температуру уходящих газов t_ух принимаем равной 120 °С, температура наружного  воздуха t_хв=30 °С, по H - таблице (приложение табл.1) находим, что  =2088 кДж/нм³, =377,1 кДж/нм³; =1,28 (см. приложение табл.2).

     %.

     =100-4,6-0,5-0,8=94,1%

     м³/с. 

    Расчётный расход топлива определяется по формуле:

     , м³/с.                                                                                               (1.6)

      м³/с. 

    Потери  от наружного охлаждения учитываются  введением в уравнение теплового баланса по газовой стороне коэффициента сохранения теплоты:

     .                                                                                                         (1.7)