- •Введение
- •2. Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха.
- •3. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания.
- •4. Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания.
- •5. Тепловой баланс парового котла.
- •6. Расчет теплообмена в топке.
- •7. Расчет теплообмена в газоходе1 парового котла.
- •8. Тепловой расчет экономайзера .
- •9. Определение невязки теплового баланса котла.
- •10.Окончательные данные поверочного расчета парового котла сводятся в таблицу 10.
- •Литература
2. Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха.
Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы парового котла, так как потеря теплоты с уходящими газами является при нормальных условиях эксплуатации наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Однако, глубокое охлаждение газов требует увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева и во многих случаях приводит к усилению низкотемпературной коррозии.
Температура уходящих газов за хвостовой поверхностью нагрева (экономайзером) выбирается в зависимости от вида сжигаемого топлива [5, таблица 1], =120оС.
Для расчета действительных объемов продуктов горения по поверхности нагрева котельного агрегата прежде всего выбирают коэффициенты избытка воздуха на выходе из топки и присосы воздуха в отдельных газоходах . Коэффициент избытка воздуха должен обеспечить практически полное сгорание топлива. Он выбирается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива [5, таблица 2], =1,1.
В топку и газоходы котла при наличии в них отверстий и неплотностей из атмосферы поступает воздух, который называют присосом . Избыток воздуха включает в себя коэффициент избытка воздуха, подаваемого в горелки или под колосниковую решетку , и присосы холодного воздуха извне при работе топки под разряжением , происходящие в основном в нижней части топки. При выбранном избыток воздуха, поступающий в зону горения топлива, определяется как . В газоплотных топках у котлов серии ДЕ , гор=т=1.1
За счет присосов коэффициенты избытка воздуха от топки к дымовой трубе по тракту возрастают. Избыток воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры , получают прибавлением к соответствующих присосов воздуха. Присосы воздуха в газоходах парового котла [5, таблица 3].
При распределении коэффициентов избытка воздуха по газоходам следует ознакомиться с конструкцией парового котла, для которого проводится поверочный расчет.
3. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания.
По общепринятой методике [1] объемы продуктов сгорания и воздуха выражаются в м3 при нормальных условиях (0°С и 0,1 МПа) при сжигании 1 кг твердого жидкого топлива или 1 м3 газового топлива.
Состав органического топлива: CH4=84,4%; C2H6=5,2%; C3H8=1,3%; C4H10=0,43%; C5H12=0,15%; CO2=0,18%; N2=8,2%; Qн=33160 кДж/м3.
При сжигании природного газа расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания производится на основании процентного состава компонентов, входящих в него:
теоретический объем воздуха:
V=0.0476 (m+0.25n)CmHn+0.5(CO+H2)+1.5H2S-O2 ] = 0.0476 [ (1+0.254)
84.4+(2+0.256)5.2+(3+0.25 8)1.3+(4+0.2510)0.43+(5+0.2512)0.15]=9.4 m3/m3
теоретические объемы продуктов сгорания воздуха:
VRO2=0.01(mCmHn+CO2+CO+H2S)=0.01(184.4+25.2+31.3+40.43+50.15+
0.18)=1.0135 m3/m3
VN2=0.79V+0.01N2=0,799,4+0,018,2=7.5086м3/м3
VH2O=0.01(0.5nCmHn+H2S+H2+0.124dг.тл+1.61V)=0.01(0.5484.4+0.565.2+
+0.581.3+0.5100.43+0.5120.15+0.12410+1.619.4)=2.0903 м3/м3
где - влагосодержание газообразного топлива при расчетной температуре 10°C
Vг=VRO2+VN2+VH2O=1.0135+7.5086+2.0903=10.6124м3/кг
Расчет объемов продуктов сгорания в поверхностях нагрева сводят в таблицу 1.
Таблица 1: Объемы продуктов сгорания | ||||
Величина и расчетная формула |
Поверхность нагрева | |||
топочная камера |
Газоход1 |
Газоход2 |
экономайзер | |
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева
|
1,1 |
1,15 |
1,25 |
1,35 |
Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева |
1,1 |
1,125 |
1,2 |
1,3 |
Действительный объем водяных паров
|
2,1054 |
2,1092 |
2,1205 |
2,1357 |
Полный объем газов
|
11,567 |
11,806 |
12,522 |
13,478 |
Объемная доля трехатомных газов
|
0.0876 |
0.0858 |
0.0809 |
0.0751 |
Объемная доля водяных паров
|
0.1820 |
0.1787 |
0.1693 |
0.1585 |
Объемная доля трехатомных газов и водяных паров |
0.2696 |
0.2645 |
0.2502 |
0.2336 |