Расчёт котельного агрегата. Тепловой расчёт котельного агрегата де 6,5 14 гм
 Скачать 0.61 Mb.
|
 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:  q4), %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 =  = 9 %Потери тепла от наружного охлаждения: q5 = 2,58 % (МУ, табл.12) Коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто) определяется:  = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 ) = 100 – (9 + 0,5 + 0 + 2,58) = 87,92 %Коэффициент сохранения тепла:  =  = 1- 2,58 / (2,58 + 87,92) = 0,971Тепло, 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 =  = 0,054 кг/с;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 =  =  = 0,122 кг/c = 440,5 кг/ч;Расчетный расход топлива при сжигании природного газа (q4 = 0) равен: Вр = В = 440,5 кг/ч 3. Тепловой расчет топки Полезное тепловыделение в топке:  =  , кДж/кг где: Qв - тепло, вносимое в топку с воздухом, Qв = αт · I˚хв = 1,1 · 421 = 463,1 кДж/кг ; =  = 39737 кДж/кг ; По найденному значению по I υ – диаграмме определим адиабатическую температуру горения (при αт = 1,1)ta = 1910°С; Та = ta + 273 = 1910 + 273 = 2183 К Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания 1 м3 газообразного топлива:  =  ;  где:  - предварительно принятая температура газов на выходе из топки, для природного газа принимаем = 1200°С; - энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки, соответствующая температуре по I υ – диаграмме принимаем = 23700 кДж/м3; =  = 19,8  ;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=  =(0,55х16,8+0,55х3,2+0,55х6,72+0,55х6,72)/40=0,46Степень 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)  – абсолютная температура на выходе из топочной камеры, = + 273 = 1200 + 273 = 1473 КS – эффективная толщина излучающего слоя, S =  , мгде: Vт и Fт объём и поверхность стен топочной камеры Vт = 11,8 м3 ( МУ, табл.6) , Fт = 40 м2 ( 3, табл. 2.7) S =  = 1,062 м , тогда кр rп =  = 0,203 ;kс – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами kс =  ,  ;kс = 0,03 · (2 – 1,1) · (1,6 ·  – 0,5) · 84,65/11,7 = 0,363 , тогдаасв = 1 –  = 0,451 ;аг = 1 –  = 0,19 ;аф = 0,55 · 0,451 + (1 – 0,55) · 0,19 = 0,36 ; ат =  = 0,55 ;Температура газов на выходе из топки: υт″ =  = =  = 1140 °С ;Так как расхождение между полученной расчетным путем температурой (υт″ = 1140°С) и ранее принятым значением ( = 1200°С) на выходе из топки не превышает ± 5%, то тепловой расчет топки считается законченным.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 =  =  = 2,16σ2 =  =  = 1,76где: 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.
|
=
,кДж/ м3
, °С
= 820
= 870