- •«Термодинамика и теплопередача»
- •«Расчет тепловой схемы котельной»
- •Содержани
- •Введение
- •Исходные данные:
- •1. Порядок расчета тепловой схемы котельной.
- •1.1 Определение параметров воды и пара.
- •1.2 Общие замечания о расчете водоподогревательных установок.
- •1.3 Расчет подогревателей сетевой воды.
- •1.4 Определение расхода пара на подогрев сетевой воды и на технологические нужды.
- •1.5 Ориентировочное определение общего расхода свежего пара.
- •1.6 Расчет редукционно-охладительной установки (роу), редукционной установки (ру).
- •1.7 Расчет сепаратора непрерывной продувки.
- •1.8 Расчет расхода химически очищенной воды.
- •Умягчение
- •Декарбонизация
- •1.9 Расчет пароводяного подогревателя сырой воды.
- •1.10Расчет конденсатного бака.
- •1.11 Расчет охладителя выпара.
- •1.12Общие замечания о расчете деаэратора.
- •1.13Проверка точности расчета первого приближения.
- •3 Определение количества котлоагрегатов, устанавливаемых в котельной
- •4 Расчет теоретических и действительных объемов продуктов сгорания
- •5 Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха.
- •6 Тепловой баланс котельного агрегата Общие положения
- •7 Определение годового расхода топлива в одном котельном агрегате.
- •8 Тепловой и конструкционный расчет экономайзера.
- •9 Конструктивные характеристики экономайзера и его расчет.
- •10. Графическая часть
- •11 Расчет дополнительных элементов схемы
- •11.1 Расчет конденсатного бака.
- •11.2 Расчет охладителя выпара.
- •12Библиографический список.
- •Приложение а
5 Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха.
Исходные данные и порядок расчета.
Для определения энтальпий продуктов сгорания необходимо знать их состав и объем, а также температуру, которая различна для вариантов С и Б и задана в задании. Значение энтальпий 1 м3различных газов и влажного воздуха в зависимости от их температуры приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Энтальпии 1 м3газов и влажного воздуха
, °С |
Энтальпии газов, кДж/м3 | |||
100 |
170 |
130 |
151 |
132 |
200 |
353 |
260 |
305 |
267 |
300 |
560 |
392 |
463 |
403 |
400 |
773 |
527 |
627 |
542 |
Энтальпии газов при промежуточных температурах определяют методом линейной интерполяции.
Расчет энтальпий произведем отдельно для вариантов С и Б.
А) С установкой экономайзера
Температура уходящих газов ºС(приложение А, таблица 4).
кДж/м3;кДж/м3;
кДж/м3;кДж/м3. Энтальпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания:
кДж/кг
кДж/кг.
кДж/кг,
кДж/кг,
Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания при температуре ºС:
,
кДж/кг.
Б) Без установки экономайзера.
Температура уходящих газов ºС.
кДж/м3;кДж/м3;
кДж/м3;кДж/м3.
Энтальпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания:
,
кДж/кг,
,
кДж/кг,
Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания при температуре ºС:
кДж/кг
кДж/кг.
6 Тепловой баланс котельного агрегата Общие положения
Тепловой баланс составляется для определения КПД котлоагрегата и расхода топлива при установившемся тепловом состоянии котлоагрегата.
Уравнение теплового баланса:
,
где- располагаемое тепло, кДж/кг;
- теплота, полезно воспринимаемая в котлоагрегате поверхностями нагрева, кДж/кг;
- потери тепла соответственно с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механического недожога, в окружающую среду, с физическим теплом шлаков, кДж/кг.
В курсовом проекте не учитывается тепло горячего воздуха, подаваемого в топку и подогреваемого вне котлоагрегата, а также тепло парового дутья, затраты тепла на размораживание смерзшегося топлива и т.д. Поэтому можно принять: , кДж/кг.
Используемое топливо имеет расчетную теплоту сгорания МДж/кг.
Из таблицы 6 Приложения А для бурого угля, сжигаемого в слоевой топке имеем:
- потери от химической неполноты сгорания ;
- потери от механической неполноты сгорания ;
- температура холодного воздуха ºС.
Энтальпия теоретического объема холодного воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива:
кДж/кг.
Составление теплового баланса производим отдельно для двух вариантов конструкции.
А) С экономайзером.
Потери теплоты с уходящими газами:
где - энтальпия уходящих газов, кДж/кг или кДж/м3;
- коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом;
- энтальпия теоретического объема (холодного) воздуха, подаваемого в топку. В курсовом проекте условно температуру холодного воздуха принять равной(не следует искать смысловую связь между этими температурами).
Удельная теплоемкость 1 м3воздуха в интервале температур 0 – 100°С составляеткДж/м3∙°С.
кДж/кг,
.
.
По рисунку 11 для выбранного в результате расчета тепловой схемы котельной котлоагрегата Е-25-14ГМН имеем: .
Рисунок11 - Зависимость потери тепла в окружающую среду от производительности котлоагрегата; 1 - с экономайзером; 2 - без экономайзера.
Потерями тепла с физическим теплом шлаков пренебрегаем.
После нахождения всех потерь можно определить коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто):
,
Из расчета тепловой схемы имеем:
кг/с;кДж/кг;
кДж/кг;кДж/кг;
.
Расход топлива, подаваемого в топку:
где - паропроизводительностькотлоагрегата, кг/с;
- энтальпия пара, выходящего из котлоагрегата, кДж/кг;
- энтальпия питательной воды, кДж/кг (условно энтальпию питательной воды принимаем равной энтальпии кипящей воды в деаэраторе);
- расход котловой воды на непрерывную продувку, %;
- энтальпия кипящей воды в котлоагрегате, кДж/кг;
- низшая теплотасгораниятоплива,МДж/кг;
кг/с.
Расход полностью сгоревшего в топке топлива:
кг/с.
Б) Без экономайзера.
Потери теплоты с уходящими газами:
,
кДж/кг,
,
.
По рисунку 10.
,
.
Расход топлива, подаваемого в топку в данном варианте, изменится только за счет изменения:
,
кг/с.
Расчетный расход топлива:
,
кг/с.