Тепловой расчет котельного агрегата типа КВ-ТС

r"> ;

Где m,n- число атомов углерода и водорода соответственно в углеводороде газового топлива; процентное содержание на рабочую сухую массу соответственно углерода, горючей серы, водорода, оксида углерода, сероводорода, кислорода, углеводородов, %. 

.

 
 

 2.3.2 Определение теоретического объёма азота, трёхатомных газов и водяных паров:

 Находят теоретический объем  азота  и водяных паров по формулам: 

                                                           

      2.3.3 Определение избыточного количества воздуха для каждой поверхности:

;

;

;

      2.3.4 Определение действительного объёма водяных паров:

; 

;

;

 

      2.3.5 Вычисление действительного суммарного объёма продуктов сгорания:

;

;

;

. 

      2.3.6 Расчёт объёмных долей трёхатомных газов и водяных паров, а также их

суммарную долю:

 

;

;

 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2

Объёмы  воздуха и продуктов  сгорания при горении, объёмные доли трёхатомных

газов, концентрация золы в дымовых газах

 
 

     2.4 Расчёт энтальпий  воздуха, продуктов  сгорания и золы: 

      Вычисляем энтальпии теоретического объёма воздуха на единицу топлива для всего выбранного диапазона температур по формуле:

;

(2.13)

Где I_B – энтальпия 1 м³ воздуха в кДж/м³, принимаемая для соответствующей температуры по таблице 2.7 [1]. 

     Расчёт  энтальпий теоретического объёма продуктов сгорания на единицу топлива для всего выбранного диапазона температур производим по формуле:

;

(2.14)

Где I_RO2, I_N2, I_H2O – энтальпии 1 м³ трёхатомных газа, азота и водяных паров, принимаемые для соответствующей температуры по таблице 2.7 [1].

 
 
 

Энтальпия избыточного количества воздуха  на единицу топлива для всего  выбранного диапазона температур рассчитывается по формуле:

;

(2.15)

 

      Вычисляем энтальпию продуктов сгорания на единицу топлива при коэффициенте избытка воздуха α>1 по формуле:

;

(2.16)

Где I⁰_ЗЛ – энтальпия золы, в нашем случаи I⁰_ЗЛ не учитываем

 

      Результаты  расчёта энтальпий продуктов сгорания в рассматриваемых интервалах температур по поверхностям нагрева котельного агрегата сводим в таблицу 4. Эти данные позволят в последующих расчётах по известной температуре продуктов сгорания υ_ИЗВ, лежащей между температурами υ_Б и υ_М, определить их энтальпию, используя формулу линейной интерполяции:

;

(2.17)

Или, наоборот, по известной энтальпии продуктов  сгорания найти их температуру:

;

Таблица 3

Энтальпия продуктов сгорания I = ƒ(υ)

 

 
 

3. Тепловой баланс  котельного агрегата 

      3.1 Расчёт потерь  теплоты: 

      При работе котельного агрегата вся поступившая  в него теплота Q^Р_Р расходуется на выработку полезной теплоты Q₁, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных тепловых потерь. Тепловой баланс котельного агрегата на единицу рассчитываемого топлива имеет вид, ,

,

(3.1)

или в относительных величинах по отношению к располагаемой теплоте Q^P_P:

;

(3.2)

Где Q^P_P – располагаемая теплота, определяемая по формуле 3.3, кДж/м³

Q₁, q₁ – полезная теплота, содержащаяся в паре или горячей воде, кДж/м³, %

Q₂, q₂ – потери теплоты с уходящими газами, кДж/м³, %

Q₃, q₃ – потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/м³, %

Q₄, q₄ – потери теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/м³, %

Q₅, q₅ – потери теплоты от наружного охлаждения агрегата, кДж/³, %

Q₆, q₆ – потери от физической теплоты удаляемого шлака, охлаждения панелей и балок, не включённых в циркуляционный контур котла, кДж/м³, %. 

     Доля  потерь теплоты с уходящими газами определяем по формуле:

;

(3.3)

Где I_УХ, α_УХ – энтальпия и коэффициент избытка воздуха уходящих газов за последней поверхностью нагрева котельного агрегата

I⁰_ХВ – энтальпия теоретического объёма воздуха V⁰, требующегося на горение. При расчётах котлов принимается при температуре 30 °С и рассчитывается по формуле:

;

(3.4)

 

     В начале расчёта котельного агрегата температуру выбираем в соответствии с таблицей 3.1 [1]. При принятии температуры уходящих газов равной 150 °С

      Долю  потерь теплоты от химической неполноты  сгорания q₃, обусловленную наличием в уходящих продуктах сгорания горючих газов СО, Н₂, СН и других, берём в соответствии с типом топки и сжигаемым топливом по таблице 3.2 [1]. Для камерной топки   q₃ = 0,5 %. 

      Потерю  теплоты от механического недожога q₄, наблюдаемую только при сжигании твёрдых топлив и обусловленную наличием в очаговых остатках твёрдых горючих частиц определяем по той же таблице, q₄ = 6,3 %.

%. 

      Потерю  теплоты от наружного охлаждения q₅, обусловленную передачей теплоты через обмуровку котельного агрегата наружному воздуху, находим по рисунку 3.1 [1], по известной паропроизводительности , q₅ = 1,47 %. 

      Потерю  теплоты со шлаком и от охлаждения балок и панелей q₆, не включенных в циркуляционный контур котла, определяем по формулам, %

;

(3.5)

= (1-0,06516)*8*526/14790;  (3.6)

% 
 

3.2 Расчёт КПД котельного агрегата, расхода топлива и

коэффициента сохранения теплоты: 

      Коэффициент полезного действия котла по выработанной теплоте, называемый КПД брутто, определяем по уравнению обратного теплового баланса, %

;

(3.7)

 
 

      Расход  натурального топлива, подаваемого  в топку котла, рассчитываем по формуле :

;

(3.9)

Где Q_К и Q_P^P – должны быть в соотносимых единицах измерения.

 

 

 

      Коэффициент сохранения теплоты рассчитываем по формуле:

;

(3.10)

 

4. Тепловой расчёт  топочной камеры