2. Расчет топлива и продуктов сгорания за котлом квгм-180-150

Элементарный состав рабочей массы топлива, %

Метан СН₄=92,8

Двуокись углерода СО₂=0,1

Этан С₂Н₆=3,9

Сероводород Н₂S=0

Пропан С₃Н₈=1,0

Кислород О₂=0

Бутан С₄Н₁₀=0,4

Окись углерода СО=0

Пентан С₅Н₁₂=0,3

Водород Н₂=0

Азот N₂=1,5

Теплота сгорания низшая сухого газа, МДж/м³

Q^c_н=37300

Объем воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива, м³/ м³

V^o_в=0,0476 [0,5CO+0,5 Н₂+1,5 Н₂S+Σ (m+n/4)* C_mn – О₂] = 0,0476 [0,5*0+0,5*0+1,5*0+(1+4/4)*92,8+(2+6/4)*3,9+(3+8/4)*1+(4+10/4)*0,4+(5+12/4)*0,3) – 0]=9,5724

Объем продуктов сгорания, которые образовались вовремя сгорания топлива с теоретическим объемом воздуха, м³/ м³

– теоретический объем азота

V^o_N2=0,79 V^o_в+0,01N₂=0,79*9,5724+0,01*1,5=7,5772

– теоретический объем трехатомных газов

V^o_RО2=0,01 (СО₂+СО+ Н₂S+ Σm C_mH_n) = 0,01(0,1+0+0+92,8+2*3,9+3*1+4*0,4+5*0,3)=1,068

– теоретический объем водяных паров

V^o_Н2О=0,01 (Н₂+ Н₂S+Σn/2 C_mH_n+0,124d_г*0,124 d_в V^o_в) = 0,01 (0+0+2*92,8+3*3,9+4*1+5*0,4+6*0,3+0,124*10+0,124*13*9,5724)=2,2177

Для принятой конструкции и компоновки поверхностей нагрева используется присосы воздуха в газоходах:

– конвективная поверхность Δ ά _к.п.=1,2

Избытки воздуха в газоходах:

В конце топки α_т=1,1

Полный объем продуктов сгорания при горении топлива с избытком воздуха, с учетом присосов, м³/ м³

V^o_г= V^o_RО2+ V^o_N2+ V^o_Н2О+(ά _ср-1) V^o_в

Объем водяных паров при горении топлива с избытком воздуха, с учетом присосов, м³/ м³

V_Н2О= V^o_Н2О+0,0161 (ά _ср-1) V^o_в

Объемная доля водяных паров

r_H2O = V_Н2О/ V^o_г

Объемная доля трехатомных газов

r_RO2 = V^o_RО2/ V^o_г

Численные значения величин, подсчитанных по приведенным выше формулам, указаны в таблице 2.1

Таблица 2.1 – Объемные характеристики продуктов сгорания

Наименование величина и ее обозначение	Газоходы котла
	топка	котельный пучок
Коэффициент избытка воздуха, ά»	1,1	1,2
Средний коэф-нт избытка воздуха в газоходе, άср	1,1	1,15
Объем водяных паров в продуктах сгорания, VH2O,м^3/м^3	2,2331	2,2408
Полный объем продуктов сгорания, Vг,м^3/м^3	11,8355	12,321
Объемная доля водяных паров, rH2O	0,1887	0,1818
Объемная доля трехатомных газов, rRO2	0,0902	0,0866

Энтальпия воздуха (МДж/м³) теоретически необходимого для горения топлива, в пределах возможных температур продуктов сгорания, МДж/м³

I^o_в= V^o_в(cν)_в*10^-3

где (cν)_в- удельная энтальпия воздуха при соответствующей температуре, кДж/ м³

Энтальпия газообразных продуктов сгорания при горении с теоретическим объемом воздуха в интервале тех же температур, МДж/м³

I^o_г= [(cν)_RO2*V_RО2+(cν)_N2* V^o_N2+(cν)_H2O* V^o_Н2О]* 10^-3

Численные значения энтальпий, подсчитанных по приведенным выше формулам, указаны в таблице 2.2

Таблица 2.2 – Энтальпии воздуха и продуктов сгорания в газоходах котла

ν,°C	Iв^о, кДж/м^3	Iг^о, кДж/м^3	α «т=1,1	α «к.п.=1,2
			топка	конвективная поверхность
100	966,5408	1267,424
200	1958,54	2550,1891
300	2978,809	3858,424		3904,831
400	4031,752	5190,021		5277,357
500	5114,213	6553,705		6687,103
600	6214,105	7949,476		7406,527
700	7346,704	9385,355		8754,507
800	8510,854	10829,26		10135,24
900	9701,861	12273,16	10929,18	11542,83
1000	10905,06	13757,17	12280,78
1100	1213,42	15281,28	13641,54
1200	13329,27	16805,4	15009,81
1300	15840,63	18329,52	17673,58
1400	16468,8	19893,74	18458,17
1500	19379,5	21457,97	21525,3
1600	20836,03	23022,2	23138,25
1700	22314,26	24586,42	24772,91
1800	23792,5	26150,65	26407,56
1900	25273,07	27754,98	28048,57
2000	26773,01	29359,32	29708,96
2100	28275,29	30963,65	31371,66
2200	29777,58	32567,99	33034,37