Тепловой расчёт парового котельного агрегата ДКВР-10-13

 
   

                                                          

 

Глава 3 Расчёт объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

3.1 Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам

Коэффициент избытка  воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам котельного агрегата увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт агрегата. Обычно при расчётах температуру воздуха принимают равной 30˚С. При тепловом расчёте котлоагрегата присосы воздуха принимаются по нормативным данным таблица 1.

 

Таблица 1

Топочные камеры и  газоходы	Присос воздуха
Топочные камеры слоевых  механических и полумеханических топок	0,1
Первый котельный пучок  конвективной поверхности нагрева	0,1
Второй котельный пучок  конвективной поверхности нагрева	0,1
Чугунный водяной экономайзер	0,1

 

Коэффициент избытка  воздуха за каждой поверхностью нагрева  после топочной камеры рассчитывается по формуле:

где  - номер поверхности нагрева после топки по ходу продуктов сгорания;

- коэффициент избытка воздуха  на выходе из топки ( факельно-слоевая топка с пневмомеханическим забрасывателем и ленточной цепной решеткой обратного хода ПМЗ-ЛЦР-2).

 

 

Таблица 2

 

Коэффициент избытка  воздуха за топкой
Коэффициент избытка  воздуха за конвективным пучком
Коэффициент избытка  воздуха перед экономайзером
Коэффициент избытка  воздуха за экономайзером

 

3.2 Расчёт объемов воздуха и продуктов сгорания

 

1. Определяем теоретический объем воздуха, необходимый для полного горения

 

2. Определяем теоретический объем продуктов сгорания

;

;

3. Определяем объем избыточного воздуха для различных пунктов котельного агрегата по формулам:

                                                                                            (3.6)

                 а) при  ; ;

б) при  ; ;

в) при  ; ;

г) при  ; ;

  Составляем таблицу, в которую вносим все подсчитанные величины, а также значение объемных долей газов, находящихся в продуктах сгорания( таблица 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Состав  и  количество продуктов сгорания

Наименование величины	Формула для расчета	Коэффициент избытка  воздуха
Теоретический объем  воздуха, необходимый для сгорания,		3,62	3,62	3,62	3,62
Величина		0,4	0,5	0,6	0,7
Объем избыточного воздуха,		1,44	1,81	2,17	2,53
Теоретический объем двухатомных газов		2,89
Теоретический объем, :
двухатомных газов		2,5	2,5	2,5	2,5
трехатомных газов		0,7	0,7	0,7	0,7
водяных паров		0,8	0,8	0,8	0,8
Действительный объем  водяных паров,		0,821	0,828	0,83	0,84
Общий объем дымовых  газов,		5,46	5,83	6,2	6,57
Объемная доля,
трехатомных газов		0,123	0,12	0,113	0,106
Двухатомных газов		0,15	0,142	0,133	0,127
Общая объемная доля для  трехатомных газов		0,273	0,262	0,246	0,233
Температура точки росы, 0С		41,2	38,5	38,5	38,5

 

 

 

 

3.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Для подсчета величин  теплосодержания дымовых газов  и воздуха в отдельных газоходах  котельного агрегата и для построения I- - диаграммы задаемся следующими температурами дымовых газов и воздуха:

при коэффициенте избытка  воздуха 

= 2000  и 800 ;

при коэффициенте избытка воздуха

=1000 и 400 ;

при коэффициенте избытка воздуха 

=500 и 200 ;

при коэффициенте избытка воздуха

=300 и 100

 Температуру  воздуха в котельной принимаем 

.

Подсчет производим по уравнению 

        = , ккал/кг,

        А все полученные результаты сводим в таблицу 4. Значение теплоемкостей берем из таблицы 5.

Таблица 4

Теплосодержание продуктов сгорания в зависимости  от значений температур и

коэффициентов избытка воздуха.

										Избыт. воздух
	V	c	V∙c	V	c	V∙c	V	c	V∙c	V	c		V∙c
При
2000	0,7	0,582	0,369	2,89	0,355	1,025	0,8	0,469	0,375	1,44	0,366	0,527		2,296	4592
800		0,511	0,357		0,327	0,945		0,399	0,319		0,337	0,485		2,106	1684,8
При
1000	0,7	0,529	0,37	2,89	0,333	0,962	0,8	0,412	0,329	1,81	0,343		0,62	2,28	2280
400		0,461	0,322		0,315	0,91		0,374	0,299		0,324		0,586	2,059	823,6
При
500	0,7	0,477	0,333	2,89	0,317	0,916	0,8	0,38	0,304	2,17	0,327		0,71	2,263	1131,5
200		0,429	0,24		0,311	0,898		0,364	0,291		0,318		0,69	2,119	423,8
При
300	0,7	0,447	0,313	2,89	0,312	0,901	0,8	0,368	0,294	2,53	0,321		0,696	2,204	661,2
100		0,409	0,286		0,31	0,895		0,36	0,288		0,316		0,685	2,154	215,4

 

 

Таблица 5

Среднее значение объемной теплоемкости сухих газов, водяных паров и влажного воздуха в зависимости от температуры

 

,				Влажный воздух СВ.В
0	0,3088	0,3805	0,3569	0,315
100	0,3096	0,4092	0,3569	0,3163
200	0,3106	0,429	0,3635	0,3181
300	0,3122	0,4469	0,3684	0,3206
400	0,3146	0,4608	0,3739	0,3235
500	0,3173	0,4769	0,3796	0,3268
600	0,3203	0,4895	0,3856	0,3303
700	0,3235	0,5008	0,392	0,3338
800	0,3266	0,511	0,3985	0,3371
900	0,3397	0,5204	0,405	0,3403
1000	0,3325	0,5288	0,4115	0,3433
1100	0,3354	0,5363	0,418	0,3463
1200	0,338	0,5433	0,4244	0,349
1300	0,3406	0,5495	0,4306	0,3517
1400	0,343	0,5553	0,4367	0,3542
1500	0,3453	0,5606	0,4425	0,3565
1600	0,3473	0,5655	0,4482	0,3578
1700	0,3493	0,5701	0,4537	0,3067
1800	0,3511	0,5744	0,459	0,3625
1900	0,3529	0,5783	0,464	0,3644
2000	0,3545	0,582	0,4689	0,3661

 

По полученным значениям теплосодержаний строим I-

- диаграмму (прил.1)

Основные  характеристики воды и пара. В соответствии с заданием абсолютное давление воды в барабане котла составляет P=14 атм., температура питательной воды t_п.в. =100 ^о С, процент продувки P_пр =3%.

Для этих условий  определяем полное тепловосприятие  воды и пара в котельном агрегате, отнесенное к 1 кг насыщенного пара:

где   -  энтальпия насыщенного пара;

     - энтальпия котловой воды;

      - энтальпия питательной воды.

Все значения взяты  по табл.2.3[1]

По таблице 5 строим I- υ - диаграмма для Назаровского бурого угля

 

Глава 4 Расчетный тепловой баланс и расход топлива

 

4.1 Расчет потерь теплоты

При работе парового или  водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котельный агрегат и покинувшей его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно, тепловой баланс котла для 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или 1 м³ газа при нормальных условиях имеет вид:

,

где - располагаемая теплота, кДж/кг;

- полезная теплота, содержащаяся  в паре, кДж/кг;

- потери теплоты с уходящими  газами, от химической неполноты  сгорания, от механической неполноты  сгорания, от наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся  в удаляемом шлаке, кДж/кг.

Тепловой баланс котла составляется применительно  к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты.

1. Потеря теплоты с уходящими газами (q₂) обусловлена тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котельный агрегат, значительно выше температуры окружающего атмосферного воздуха. Потеря теплоты с уходящими газами зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, чистоты наружных и внутренних поверхностей нагрева, температуры воздуха, забираемого дутьевым вентилятором.