Міністерство освіти і науки України
Полтавський національний технічний університет
імені Юрія Кондратюка
Кафедра теплогазопостачання і вентиляції
Методичні вказівки
на тему “Номограми та приклад розрахунку котельного агрегату”
для студентів спеціальності 7.092108
«Теплогазопостачання і вентиляція»
денної та заочної форм навчання
Полтава 2006
Методичні вказівки на тему “Номограми та приклад розрахунку котельного агрегату” для студентів спеціальності 7.092108 «Теплогазопостачання і вентиляція» денної та заочної форм навчання – Полтава: ПолтНТУ, 2006. – 31 с.
Укладачі: В.І.Винник, канд. техн. наук, доцент; В.М.Кузуб, інженер.
Відповідальний за випуск: завідувач кафедри теплогазопостачання і вентиляції А.Ф. Строй, доктор техн. наук, професор.
Затверджено радою університету
Протокол № 4 від 06.07.2006 р.
Редактор Я.В. Новічкова
Коректор Н.О. Янкевич
Вступ
Дана розробка є доповненням до існуючих методичних указівок по розрахунку котельного агрегату [1]. Тепловий розрахунок котлоагрегату здійснюється в рамках самостійної роботи та є основою для виконання курсового проекту «Котельна установка».
Дані методичні вказівки включають приклад розрахунку котла КЕ-10-14, а також необхідні таблиці, графіки й номограми. Розрахунок виконано за нормативним методом [2].
Вихідні дані для розрахунку формуються на основі відповідного завдання, креслень котла і довідкових даних за [3].
1. Завдання на виконання курсової роботи
Тип котла КЕ 10-14.
Паливо – вугілля донецьке ТР.
Паропродуктивність котла — 10 т/годину.
Тиск водяної пари — 1,4 МПа.
Температура живильної води – 90° С.
Величина продувки – 2% (уточнюється в курсовому проекті).
2. Приклад розрахунку котельного агрегату
2.1. Побудова і-ө - діаграми
Побудова І-Ө - діаграми розпочинається з визначення характеристик палива. Показник вугілля ТР приймається з довідника [3].
Теплотворна здатність вугілля Qнр= 24,08 МДж/кг.
Теоретична кількість повітря V0 = 7,1 нм3 /кг.
Об’єм трьохатомних газів VRO2 =1,32 нм3 /кг.
Об’єм двохатомних газів VR2 =5,62 нм3 /кг.
Теоретичний об’єм водяних парів VH2O =0,54 нм3 /кг.
Для котлів, обладнаних ланцюговими топками, приймаємо величину коефіцієнтів надлишку повітря [1].
Для топки αт=1,2.
Для газоходу αкп = 1,3.
Для економайзера αе = 1,5.
При визначених коефіцієнтах надлишку повітря обчислюють об’єми продуктів горіння. Розрахунок ведеться у формі таблиці 1.
Таблиця 1
Склад і кількість продуктів горіння
Назва величини |
Формули для розрахунку |
Коефіцієнт надлишку повітря |
||
αт=1,2 |
αкп = 1,3 |
αе = 1,5 |
||
Теоретичний об’єм повітря |
V0 = [3] |
7,1 |
7,1 |
7,1 |
Величина α-1 |
α-1 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
Об’єм надлишкового повітря |
∆V= (α-1)* V0 |
1,42 |
2,13 |
3,55 |
Надлишковий об’єм водяних парів |
∆V*0,016 |
0,022 |
0,034 |
0,057 |
Теоретичний об’єм трьохатомних газів |
VRO2 із [3] |
1,32 |
1,32 |
1,32 |
Теоретичний об’єм двохатомних газів |
VR2 із [3] |
5,62 |
5,62 |
5,62 |
Об’єм водяних парів |
VminH2O із [3] |
0,54 |
0,54 |
0,54 |
Об’єм сухих газів |
Vсг= VRO2 + VR2+∆V |
8,36 |
9,07 |
10,49 |
Дійсний об’єм водяних парів |
VH2O= VminH2O + ∆V*0,016 |
0,562 |
0,574 |
0,597 |
Загальний об’єм димових газів |
ΣV= Vсг+ VH2O |
8,922 |
9,644 |
11,087 |
Об’ємна частка трьохатомних газів |
|
0,148 |
0,137 |
0,119 |
Об’ємна частка водяних парів |
|
0,063 |
0,059 |
0,054 |
Загальна об’ємна частка трьохатомних газів |
|
0,211 |
0,196 |
0,173 |
Температура точки роси, °С |
tт.р.= |
36,61 |
35,53 |
33,88 |
Для визначення ентальпії газів у процесі розрахунку агрегату будується І-Ө - діаграма.
Обчислення здіснюється при очікуваних температурах газів:
при коефіцієнті надлишку повітря αт=1,2
Ө=2000 та 800 °С;
при коефіцієнті надлишку повітря αІкп=1,3
Ө=1000 і 400 °С;
при коефіцієнті надлишку повітря αек = 1,5
Ө=300 та 100 °С.
Температуру повітря в котельні приймаємо tв = 30°С.
Підрахунок ентальпії виконуємо за формулою (1.10) методичних указівок [1]. Результати розрахунку подаються у вигляді таблиці 2. За таблицею приймають дані та будують І-Ө - діаграму (рис. 1).
Таблиця 2
Розрахунок ентальпії газів
Температура газів, °С |
Трьохатомні гази |
Двохатомні гази |
Водяні пари |
Надлишки повітря |
ΣVс |
ΣVс Ө |
||||||||
VRO2 |
СRO2 |
VRO2* СRO2 |
VR2 |
СR2 |
VRO2* СR2 |
VH2O |
СH2O |
VH2O* СH2O |
∆V |
Сп |
∆V* Сп |
|||
При αт=1,2 |
||||||||||||||
2000 |
1,32 |
2,437 |
3,217 |
5,62 |
1,484 |
8,340 |
0,54 |
1,963 |
1,060 |
1,42 |
1,533 |
2,176 |
14,793 |
29586 |
800 |
1,32 |
2,139 |
2,823 |
5,62 |
1,367 |
7,682 |
0,54 |
1,668 |
0,900 |
1,42 |
1,411 |
2,003 |
13,408 |
10726 |
При αкп=1,3 |
||||||||||||||
1000 |
1,32 |
2,211 |
2,918 |
5,62 |
1,392 |
7,823 |
0,54 |
1,723 |
0,930 |
2,13 |
1,437 |
3,061 |
14,732 |
14732 |
400 |
1,32 |
1,926 |
2,542 |
5,62 |
1,317 |
7,401 |
0,54 |
1,565 |
0,845 |
2,13 |
1,354 |
2,884 |
13,672 |
5468,8 |
При αек = 1,5 |
||||||||||||||
300 |
1,32 |
1,871 |
2,469 |
5,62 |
1,307 |
7,345 |
0,54 |
1,542 |
0,832 |
3,55 |
1,342 |
4,764 |
15,410 |
4623 |
100 |
1,32 |
1,713 |
2,261 |
5,62 |
1,296 |
7,283 |
0,54 |
1,505 |
0,812 |
3,55 |
1,324 |
4,700 |
15,056 |
1505,6 |
Рис. 1. І-Ө - діаграма