Расчетные характеристики топки

1. Допустимая теплонапряженность топочного объема

где В - расход топлива, м³/ч;

V_т- объем топки, определяемый по эскизу, м³;

2) коэффициент избытка воздуха в топке _т=1,15

3) потери тепла от химического недожога q₃=1,5 %;

4) потери тепла от механического недожога q₄=0 %;

5) потери тепла на охлаждение q₅=1,7 %.

3.Определение расчетных параметров рабочих тел, используемых в котельном агрегате

Воздух: температура t_н = 18 ⁰С (в верхней части котельной)

влагосодержание d= 0,013 кг/м³

Вода: температура питательной воды t_пв =100 ⁰С

температура кипения воды при давлении в котле t_н =194,1 ⁰С

энтальпия кипящей воды i ^'=828,7 кДж/кг

энтальпия питательной воды определяется:

i_пв = C_пвt_пв,

где С_пв- теплоемкость питательной воды, С_пв=4,19 кДж/кг;

i_пв = 4,19100⁰=419,0 кДж/кг;

Пар: энтальпия насыщенного пара i ^"=27980 кДж/кг

Скрытая теплота парообразования:

Газы: для паровых котлов, оборудованными хвостовыми поверхностями, температуру уходящих газов рекомендуется принимать в пределах:

при сжигании газообразного топлива t_ух= 110-180 ⁰С. Принимаем t_ух= 146 ⁰С.

Параметры насыщенного пара определены по давлению пара в котле.

4. Коэффициенты избытка воздуха и присосы в котельном агрегате

Определим объем подаваемого в топку воздуха по формуле:

Где - V_д, м³/м³ - объем подаваемого в топку воздуха;

V₀ - объем теоретически необходимого для осуществления процесса горения воздуха;

α_т- коэффициент избытка воздуха на выходе из топки.

По мере движения продуктов сгорания по газоходам коэффициент избытка воздуха увеличивается за счет присосов воздуха в газовый тракт агрегата через неплотности в обмуровке.

При тепловом расчете коэффициент избытка воздуха на выходе из топки α_т и присосы воздуха в отдельных элементах котлоагрегата Δ_т принимаем по табл. 16 [7].

Определяем коэффициенты воздуха с учетом присоса в характерных местах котельной установки в функции известной величины _т=1,1 по табл. 20 [7].

Присосы:

в топочной камере Δ _т = 0,05

в первом конвективном пучке Δ_кп1 = 0,05

во втором конвективном пучке Δ_кп2 = 0,1

в экономайзере Δ_э =0,1 (экономайзер чугунный с обшивкой)

Значение расчетного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газохода определяем суммированием коэффициента избытка воздуха в топке с присосами воздуха в газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением, т.е.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из газохода:

Коэффициент избытка воздуха около экономайзера:

5. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

1. Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 м³ газа:

где CO, H_2, H₂S, O₂ – процентное содержание соответствующего газа 1м³ газовой смеси;

C_mH_n- процентное соотношение i-го углеводорода;

m,n- количество, соответственно, атомов углерода и водорода химической формуле углеводорода.

Объем сухих трехатомных газов, образующихся при сгорании 1м³ газа:

Теоретический объем азота, образующийся при сгорании 1м³ газа:

где N₂ - процентное содержание азота в газовой смеси;

0,79- учитывает процентное содержание азота в воздухе.

Теоретический объем водяных паров, образующихся при сгорании 1м³газа:

Теоретический объем сухих продуктов сгорания:

Теоретический полный объем продуктов сгорания:

Объем избыточного воздуха:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Объем водяных паров в избыточном воздухе:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Действительный объем водяных паров:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Полный объем продуктов сгорания:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Парциальное давление составляющих продуктов сгорания:

Р_см=101,3 кПа – давление в топке

Парциальное давление водяных паров:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Парциальное давление трехатомных газов:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Суммарное давление трехатомных газов и водяных паров:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Масса дымовых газов при сжигании газообразного топлива:

где j - удельный вес газовой смеси, кг/м³

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Плотность дымовых газов:

- для топки

- для конвективного пучка

- для экономайзера

Для дальнейшего использования подсчитанных по приведенным выражениям величин, данные сводим в таблицу 3.

Повторяется расчет для коэффициента избытка воздуха конвективного пучка _кп и экономайзера _э и все заносится в таблицу 2.

Таблица 2.

Величина	Размерность	Топка	Конвективный пучок	Экономайзер
	м^3/м^3	1.15	1.3	1.4
V^0в	м^3/м^3	9.52	9.52	9.52
VRO2	м^3/м^3	1.004	1.004	1.004
V^0N2	м^3/м^3	7.52	7.52	7.52
V^0Н2О	м^3/м^3	2.15	2.15	2.15
V^0сг	м^3/м^3	8.52	8.52	8.52
V^избв	м^3/м^3	1.43	2.86	3.81
ΔVН2О	м^3/м^3	0.023	0.046	0.061
VН2О	м^3/м^3	2.173	2.196	2.211
Vг	м^3/м^3	12.12	13.57	14.54
PН2О	кПа	18.14	16.38	15.40
PRO2	кПа	8.39	7.49	6.99
Pтр.г	кПа	26.53	23.87	22.39
Gг	кг/м^3	15.03	16.89	18.14
г	кг/м^3	1.24	1.24	1.25