Тепловая энергия

 
 

  Расчет  энтальпий воздуха  и продуктов сгорания 

                              I^°_в =V^°×(cθ)_в, кДж/м³                                        [2]                 

где I^°_в - энтальпия теоретически необходимого количества

воздуха, кДж/м³  

    I^°_г = VRO₂×(cθ)RO₂+V^°N₂×(cθ)N₂ + V^°H₂O×(cθ)H₂O, кДж/м³                [2] 

где (сθ)_в, (сθ)N₂, (cθ)H₂O - энтальпия 1м³ воздуха, азота и водяных паров, кДж/м³;

    VRO₂, V^°N₂, V^°H₂O- объемы трёхатомных газов, теоретический

    объём азота и водяного пара.                                  

     

    Числовые  значения приведены в таблице 2 

                            I_в^изб =(α_ср - 1)×I^°_в, кДж/м³                                   [2]                       

где I_в^изб - энтальпия избыточного воздуха в продуктах

сгорания, кДж/м³. 

                                 I = I^°_г+I_в^изб, кДж/м³                                        [2]           

    I - энтальпия действительного объема продуктов сгорания, кДж/м³. 

    Результаты расчетов приведены в таблице 3 
 
 
 
 
 
 

    Таблица 3 - Энтальпия продуктов сгорания 

 
 

    Составление теплового баланса  котла. Определение  потерь тепла и  коэффициента полезного  действия 

    Определение располагаемой теплоты, кДж/м³                         

                          Q_р^р = Q_н^с + Q_в.вн, кДж/м³                                        [2]               

где Q_н^с - низшая теплота сгорания газа;

    Q_н^с = 38470 кДж/м³

    Q_в.вн - теплота внесенная в топку воздухом, кДж/м³  

                         Q_в.вн =β′×(I^°_вп – I^°_хв), кДж/м³                                             [2] 

где  β′ - присос воздуха в топку, конвективные пучки , газоходы;

    I^°_вп - энтальпия теоретического объема воздуха при входе в

воздухоподогреватель  после подогрева в калорифере;                                                                          

    I^°_вп=1343,3 кДж/м³

    I^°_хв - энтальпия холодного воздуха; 

                                I^°_хв = 39,8×V^°, кДж/м³.                                     [2]     

    I^°_хв=39,8×10,10=401,9 кДж/м³.

                   

                                β′ =α_т - Δα_т - Δα_вп                                            [2] 

где α_т - коэффициент избытка топлива на выходе из топки

    α_т =1,1

    Δα_т - присос воздуха в топку 

    Δα_т - 0,1

    Δα_вп - присос воздуха в воздухоподогреватель

    Δα_вп - 0,06 
 

    β′ = 1,1 - 0,1+0,06=1,06 

    Q_в.вн - теплота внесенная в топку воздухом, кДж/м³  

                     Q_в.вн = 1,06×(1343,3 – 401,9)=997,8 кДж/м³                 [2] 

    Определение располагаемой теплоты, кДж/м³                         

                          Q_р^р = 38470 + 997,8=39467,8 кДж/м³                         

    Потеря теплоты с уходящими газами, % 

                              q₂ = [(I_ух - α _ух×I˚_хв)/Q_р^р]×100 %                        [2]  

где I_ух - энтальпия уходящих газов, возьмем I_ух при температуре уходящих газов 150˚c,

    I_ух =2769,3 кДж/м³

    I^°_хв- энтальпия теоретического объёма холодного воздуха

    I^°_хв=401,9 кДж/м³

    Q_р^р –располагаемая теплота. 

    Потеря  теплоты с уходящими газами, % 

    q₂ = [(2769,3 – 1,25×401,9)/39467,8]×100=5,7 % 

    Потеря  теплоты от наружного охлаждения, %  

                                       q₅ = q_5ном×D_ном /D %                                 [2]                        

где q_5ном- коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения.

    q_5ном =1,7 % .

    D_ном - номинальная нагрузка парового котла

      

    D_ном =1,83 т/ч

    D - расчетная нагрузка парового котла

    D =1,83 т/ч 

    Потеря  теплоты от наружного охлаждения, %  

                              q₅ = 1,7×1,83 /1,83=1,7 % 

    Потеря  теплоты в виде физической теплоты  шлаков, q₆, может не учитываться при камерном сжигании топлива. 

    Коэффициент полезного действия, % 

                               ή_бр =100 - (q₂+q₃+q₅), %                                    [2]

                      

    ή_бр =100 – (5,7+0,5+1,7)=92,1 % 

    Полезная  мощность парового котла, кВт 

                 Q_пг = D_н.п×(i_н.п - i_п.в)+0,01×p+D_н.п(i_кип - i_п.в), кВт             [2] 

где D_н.п - расход выработанного перегретого пара, кг/с

    D_н.п - 1,83 кг/с

    i_н.п, i_п.в, i_кип - энтальпия перегретого пара, питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, насыщенного пара и кипящей воды в барабане котла, кДж/кг                                        

    i_н.п - 2788,4 кДж/кг                                        

    i_п.в - 420 кДж/кг                                        

    i_кип - 830,1 кДж/кг

    Р - непрерывная продувка парового котла, %

    Р = 3 %   
 

    Полезная  мощность парового котла, кВт 

    Q_пг = 1,83×(2788,4 - 420)+0,01×3+1,83(830,1 - 420)=5084,7 кВт

      

    Расход  топлива, кг/с 

                              В_пг = (Q_пг/Q_р^р×ή_бр)×100, кг/с                              [2] 

    В_пг =(5084,7/39467,8×92,1)×100=0,14 кг/с 

    Коэффициент сохранения теплоты 

                                    φ = 1 - (q₅/ή_бр+q₅)                                       [2]                   

    φ = 1 –(1,7/92,1+1,7)=0,98 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  2.2 Гидравлический расчет  газопроводов 

    Задача  гидравлического расчета газопроводов сводится к отысканию зависимости между диаметром труб, расходом газа и потерей давления. При определении величины потери давления в газопроводах низкого давления объем движущегося в газопроводах газа принимают постоянным, так как начальное давление от конечного отличаются незначительно. Газопроводы котельных рассчитывают по между тупиковых сетей низкого давления с сосредоточенными нагрузками. Расчет выполняется при расходе газа равным 504 нм²/ч. Выбор диаметров производится по номограмме.