Расчёт котельного агрегата. Тепловой расчёт котельного агрегата де 6,5 14 гм
![]()
|
![]() где:Qнр – низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, Qнр = ![]() Qв.вн – тепло, внесенное поступающим в теплогенератор воздухом, при подогреве последнего вне агрегата, считаем Qв.вн = 0; h тл – физическое тепло топлива, для мазута h тл = Стл×tтл. tтл – температура топлива, равняется 120 0С Стл – теплоемкость мазута Стл=1,74+0,0025 tтл=1,74+0,0025х120=2,04 h Тл=2,04х120=244,8 кДж/кг Следовательно, Qрр = 40277+244,8 =40521,8 ![]() Потери тепла от химической и механической неполноты сгорания топлива составляют соответственно: q3 = 0,5 % , q4 = 0(МУ,стр.11) Потери тепла с уходящими газами: ![]() где: Iух – энтальпия уходящих газов; принимаем при соответствующем избытке воздуха α ух = α"вэ = 1,35 и температуре уходящих газов υ ух = 195 °С (МУ табл.13) по Iυ – диаграмме Iух = 4300 ![]() I˚хв – энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха, I˚хв = Vº · С хвt при t = 30°С (МУ стр.11) С хв = 39,8 кДж/кг , тогда I˚хв = 10,6 · 30 · 1,53 = 421 кДж/кг; q2 = ![]() Потери тепла от наружного охлаждения: q5 = 2,58 % (МУ, табл.12) Коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто) определяется: ![]() Коэффициент сохранения тепла: ![]() ![]() Тепло, полезно отданное в паровом котле: Qка = Dнп (iнп – i пв) + Dпр (iкв – i пв) где: Dнп – количество выработанного насыщенного пара, Dнп = 6500 кг/ч = 1,806 кг/с; Dпр – расход воды на продувку котла, ![]() Dпр = ![]() где p – процент продувки, принимаем p = 3 % (МУ стр.15) iнп – энтальпия насыщенного пара, определяется по таблицам по давлению в барабане котла, iнп = 2788 кДж/кг; iпв – энтальпия питательной воды, iпв = С в · t пв , кДж/кг, где: С в – теплоемкость воды, С в = 4,19 кДж/(кг ·°С) t пв – температура питательной воды, принимаем t пв = 100 °С iпв = 4,19 · 100 = 419 кДж/кг; iкв – энтальпия кипящей воды в барабане котла, определяется по таблицам по давлению в барабане, iкв = 830 кДж/кг; Qка = 1,806 · (2788 – 419) + 0,054 · (830 – 419) = 4300 кВт Расход топлива, подаваемого в топку: В = ![]() ![]() Расчетный расход топлива при сжигании природного газа (q4 = 0) равен: Вр = В = 440,5 кг/ч 3. Тепловой расчет топки Полезное тепловыделение в топке: ![]() ![]() где: Qв - тепло, вносимое в топку с воздухом, Qв = αт · I˚хв = 1,1 · 421 = 463,1 кДж/кг ; ![]() ![]() По найденному значению ![]() ta = 1910°С; Та = ta + 273 = 1910 + 273 = 2183 К Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания 1 м3 газообразного топлива: ![]() ![]() ![]() где: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Поверхность стен топочной камеры равна: Fст = 40 м2 Параметр М при сжигании мазута определяется: М = 0,54 – 0,2Хт где: Хт – отношение высоты расположения осей горелок hг (от пода топки) к общей высоте топки Нт ( от пода топки до середины выходного окна из топки), принимаем Хт = 1,0, тогда М = 0,54 – 0,2 · 1,0 = 0,34 Средний коэффициент тепловой эффективности экранов: Ψср = Х · ζ где: Х – угловой коэффициент, Х = 1 (1, рис.3.3) ζ – коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствии загрязнения или закрытия изоляцией поверхности, ζ = 0,55 (1, табл. 14) Ψi = 1 · 0,55 = 0,55 Ψср= ![]() Степень черноты камерной топки при сжигании природного газа: ат = ![]() где: аф – эффективная степень черноты факела, для газообразного топлива аф = m · асв + (1 – m) · аг где: m – коэффициент, характеризующий долю топочного объёма, заполненного светящейся частью факела, m = 0,1 (1, стр.19) асв, аг – степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, какой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трехатомными газами, асв = 1- ![]() аг = 1- ![]() где: kг , kс – коэффициенты ослабления лучей трехатомными газами и сажистыми частицами, кр rп = ![]() ![]() где: Рп – парциальное давление трехатомных газов, Рп = Р · rп где: Р – давление в топочной камере котлоагрегата, принимаем Р = 0,1 МПа( МУ стр. 19) rп – суммарная объёмная доля трехатомных газов, rп = 0,248 (табл. 3) Рп = 0,1 · 0,248 = 0,0248 МПа rH2O – объёмная доля водяных паров, rH2O = 0,122 (табл. 3) ![]() ![]() ![]() S – эффективная толщина излучающего слоя, S = ![]() где: Vт и Fт объём и поверхность стен топочной камеры Vт = 11,8 м3 ( МУ, табл.6) , Fт = 40 м2 ( 3, табл. 2.7) S = ![]() кр rп = ![]() kс – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами kс = ![]() ![]() kс = 0,03 · (2 – 1,1) · (1,6 · ![]() асв = 1 – ![]() аг = 1 – ![]() аф = 0,55 · 0,451 + (1 – 0,55) · 0,19 = 0,36 ; ат = ![]() Температура газов на выходе из топки: υт″ = ![]() = ![]() Так как расхождение между полученной расчетным путем температурой (υт″ = 1140°С) и ранее принятым значением ( ![]() 4. Расчет конвективных поверхностей нагрева Первый конвективный пучок. Площадь поверхности нагрева I конвективного пучка равна: Н = 39,5 м2 (3, табл.2.7) Относительный поперечный и продольный шаг труб: σ1 = ![]() ![]() σ2 = ![]() ![]() где: S1 и S2 – поперечный и продольный шаг труб S1 = 110мм и S2 = 90мм, (МУ, табл.6) d – диаметр труб, d = 51мм, (МУ, табл.6) Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания : F = 0,348 м2 (3, табл.2.7) Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после I конвективного пучка: υ1″ = 500°С υ2″ = 600°С Далее весь расчет ведется для двух предварительно принятых температур. Расчет представлен в виде таблицы 5. Таблица 5. Тепловой расчет первого конвективного пучка.
|