|
Распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева
Расчет объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха
Для выполнения теплового расчёта топки и отдельных поверхностей нагрева котлоагрегата необходимо заранее подготовить таблицы объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам котла, с учётом изменения избытка воздуха в них. По заданному составу топлива рассчитываются теоретические объёмы воздуха V0 и продуктов сгорания (VH20, VR02, VN2)
Теоретически необходимый расход воздуха для 1 кг топлива:
V0= 0,0476∙(0,5∙СО+0,5∙Н2 +1,5∙Н2S +∑(m+n/4) ∙CmHn- O2)= 0.0476∙ ( (1+4/4) ∙96,1 +(2+6/4) ∙ 0,7 + (3 + 8/4) ∙0,1 + (4+10/4) ∙0,1) = 9,32 нм3/м3
Теоретический объём азота:
VN20=0,79 ∙ V0 +0,01∙Np=0.79∙9,32+0,01∙2,8 = 7,375 , нм3/м3
Объём трехатомных газов:
VR02=0,01∙ [C02 +C0 +H2S+∑m∙Cm∙Hn]= =0.01∙(0.2+0+0+(96.1+2∙0.7+3∙0,1+4∙0.1))=0,984 , нм3/м3
Теоретический объём водяных паров:
V0H20=0,01∙[H2S +H2 +∑(n/2)∙Cm∙Hn +0,124∙dг]+0,0161∙V0=
0.01∙ [96,1∙2+3∙0,7+4∙0,1+5∙0,1+0.121∙10]+0.0161∙9,32 =2,114 нм3/нм3
dг – влагосодержание газообразного топлива, г/нм3
Принимаем dг=10 г/нм3
По известным значениям теоретических объёмов продуктов сгорания и воздуха, заполняется таблица объёмов, которая будет иметь следующий вид:
| Рассчитываемая величина
| Размер-ность
| Газоходы котла
| | Топка
| ВПП
| КПП
| ВЭ
| ТВП
| | Присосы воздуха в поверхности нагрева, ∆α (по таблице 3.3 /1/
|
|
0,05
|
0,03
|
0,03
|
0,02
|
0,03
| | Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, α’’
|
| 1,08
| 1,11
| 1,14
| 1,16
| 1,19
| | Средний коэффициент избытка воздуха, αср=0.5(α’+α’’)
|
|
1,055
| 1,095
| 1,125
| 1,15
| 1,175
| | VH20= VH200+0,0161∙Vв0 (αср-1)
|
нм3/м3
| 2,1223
| 2,1283
| 2,1328
| 2,1365
| 2,1403
| | Vг= VH20+VR02+VN20+Vв0∙(αср-1)
|
нм3/м3
| 10,9938
| 11,3727
| 11,6568
| 11,8935
| 12,1303
| | rH20=VH20/Vг
|
| 0,1930
| 0,1871
| 0,1830
| 0,1796
| 0,1764
| | rR02=VR02/Vг
|
| 0,0895
| 0,08652
| 0,08441
| 0,08237
| 0,08112
| | rn= rH20+ rR02
|
| 0,2825
| 0,2736
| 0,2674
| 0,2623
| 0,2575
| Таблица 2.1 Таблица объемов газов по тракту котла
Энтальпии газов и воздуха Нв0 = Св∙V0∙tв
Теплоёмкость воздуха определяется по таб. 3.1 /1/
При t=100 оС , Нв0 = 9,32∙1.3243∙100 = 1234,25
При t=30 оС , Нв0 = 9,32∙1.3205∙30 = 369,21
Нг0=( VR02∙СС02+ VH20∙СН20+ VN2∙СN2)∙J
Теплоёмкости составляющих газов также берутся из таблицы 3.1 /1/
При t=100 оС , Нг0 = (0,984∙1,7003+7,64∙1,3068+2,17∙1,5052)∙100=1439,1
Далее, по известным энтальпиям газа Нг0 и воздуха Нв0 и определённым присосам воздуха, заполняется таблица энтальпий.
Нг=Нг0+(α’’-1)*Hв0
Таблица 2.2 Таблица энтальпий
|
t,оС
|
Нг
|
Нв0
| Топка
| ВПП
| КПП
| ВЭ
| ТВП
| | Hг
| Hг
| Hг
| Hг
| Hг
| |
|
| 1234,25
|
|
|
| 1636,4
| 1673,5
| |
|
|
|
|
|
| 3311,3
| 3385,8
| |
|
|
|
| 6524,5
| 6676,9
| 6777,8
| 6929,3
| |
|
|
|
| 10027,6
| 10259,6
| 10414,3
| 10646,3
| |
|
|
|
| 13718,7
| 14034,8
|
|
| |
|
|
| 17176,8
| 17570,4
| 17971,9
|
|
| |
|
|
| 20993,9
| 21484,4
| 21974,9
|
|
| |
|
|
| 24969,5
|
|
|
|
| |
|
|
| 28984,9
|
|
|
|
| |
|
|
| 33063,4
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| 39311,9
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловой баланс котла
Таблица 3 - Тепловой баланс котла
| Наименование
| Обозна
чение
| Размер-
ность
| Формула
| Расчёт
| | Располагаемая теплота
| Qрр
| кДж/м3
| Qрр = Qнс
|
| | Энтальпия холодного воздуха
| Н0хв
| кДж/м3
| По таблице энтальпий tхв=300C
|
369,21
| | Полезное тепловос-ие котла
| Qка
| кВт
| Dпе·( hпе- hпв)+Dпр(h’-hпв)
| 37,5·(3461-903,3)+1,125·(1626-903,3)=
=96727
| | Энтальпия перегр.пара
| hпе
| кДж/кг
| По таблицам воды и водяного пара /4/ по Pпе=14МПа, tпе=5400C
|
| | Энтальпия питательной воды
| hпв
| кДж/кг
| По /4/ по Pпв=1.2·Рпе=16,8, tпв=2100C
|
903,3
| | Энтальпия в барабане
| h’
| кДж/кг
| По /4/ по Pпв=1.1·Рпе=15,4 мПа
|
| | КПД котла
| ηка
| %
| 100-(q2+q3+q4+q5+q6)
| 100-(4,488-0,5-0,7)=94,312%
| | Потери теплоты с уходящими газами
| q2
| %
| 
| 
| | Энтальпия уходящих газов
| Hyx
| кДж/м3
| По таблице энтальпий по Jух=120 оС
|
| | Потери от мех.недож.
|
q4
|
%
|
|
| | Потери теплоты от хим.недож.
|
q3
|
%
|
По таблице 2.2 /1/
|
0,5
| | Потери теплоты от наружного охлаждения
|
q5
|
%
|
По рисунку 4.1 /1/,
по Dпе = 150 т/ч
|
0,7
| | Потери тепла со шлаком
| q6
| %
|
|
| | Расход топлива расчетный
|
Bp
| м3/с
| 
| 
| | Коэффициент сохранения теплоты
| φ
| -
| 
| 
|
Расчет топки котла
Рис. 2 – Схема топки
Площадь стенок топки:
Fст= Fфр+ Fз+ Fв+ Fн+ Fбок+ Fокна =((6,9*10,395+(6,9*3,75)/2+(5,52*6,9/2)*1,49))*2+(7,4*10,395+7,4*3,05)*2+ 5,52*7,4+7,4*7,853+3,75*7,4)=507,87 м2
Объем топки:
Vт=V1+V2+V3=(0,5*6,9*3,75)*7,4+10,395*6,9*7,4+(0,333*1,49*(5,52*7,4+  +7,4*6,9))=694,86 м3
Толщина светящегося слоя:
S = 3.6 ∙ Vт / Fст = 3.6 ∙ 694,86 / 507,87 = 4,925 м
Таблица 4 – Расчет топки котла
| Наименова-ние
| Обозн.
| Разм.
| Формула
| Расчёт
| |
|
|
|
|
| | Полное тепловыде-ление в топке
| Qт
| кДж/м3
| 
| 
| | Теплота, вносимая в топку с воздухом
|
Qгв
|
кДж/м3
|
|
| | Энтальпия горячего воздуха
| Нгв
| кДж/м3
| По таблице энтальпий по температуре горячего воздуха(tгв=250 0C)
|
| | Адиабатичес-кая температура горения
|
Jа
|
0С
|
По таблице энтальпий, принимая На=Qт
|
2046,25
Tа= Jа +273=2319,25К
| | Параметр М
| М
| -
| А-В·хг, по /1/ А=0.54, В=0.2
хг=hг/Нт
hг =2,715 м – средняя высота горелок
Нт=14,3 м - средняя высота топки
|
0,54 - 0,2 ∙ 2,715 / 14,3=
=0,502
| | Средний коэф-нт тепловой эффектив-ности экрана
|
ψср
|
-
|
|
| | Коэф-нт тепловой эффективно-сти гладких экранов
|
Ψэ
|
-
|
хэ*ζ
|
0.90·0.65=0.585
| | Угловой коэф-нт экранов
| хэ
| -
| По номограмме 1 /1/
| 0.90
| | Коэф-нт загрязнения
| ζ
| -
| По таблице 5.2 /1/
| 0.65
| | Темп. газов на выходе из топки
|
Jт’’
|
0С
| Предварительно
принимаем 1100 0С
|
| | Пов-ть горелок
| Fгор
| м2
| 2*3,14*d2гор
| 2*3,14*0,952=5,67
| | Степень черноты топки
|
ат
| -
| 
| 
| | Степень черноты факела
| аф
| -
| 
| 0,1×0,74+(1-0,1)×0,44=
=0,47
| | Коэф-нт усреднения
| m
| -
| По рисунку 5.2 /1/
| 0,1
| | Степень черноты газов
| аг
| -
| По номограмме 2 /1/ по KPS=Kг×P×S×rn
|
аг=0,44
| | Коэф-нт поглощения трёхатомными газами
| Кг
| 
| По номограмме 3 /1/ по rH20 и Pn×S и по температуре топки Jт’’=1100
|
Кг =4,4
| | Степень черноты светящейся части факела
| асв
| -
| По номограмме 2 /1/ KPS=(Kг×rn+Kсв)×p×S
| (4,4×0,2825+1,49)×0,1×4,925=
=1,346
асв=0,74
| | Коэф-нт поглощения светящейся части факела
| Kсв
| 
| 0.3×(2-αт’’)×(1.6×10-3×Тт’’-
-0.5)× 
 =0.12×∑(m/n)×CmHn
| 
| | Средняя массовая теплоём-ть
| 
| 
| 
| 
| | Энтальпия газов на вых. из топки
| Нт’’
| 
| По таблице энтальпий по Jт’’=1100 0С
| 19081,35
| | Критерий Больцмана
| B0
| -
| 
| 
| | Расчетная температура на выходе из топки
| Jт’’
| 0С
| 
| 
| | Расчётная энтальпия на вых. из топки
| Нт’’
| кДж/м3
| По таблице энтальпий
по Jт’’=1078.30С
|
18668,24
| | Лучистое тепловосприятие топки
| Qтб
| кДж/м3
| 
| =19390
|
Распределение тепловосприятия по поверхностям нагрева
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
