150548 (Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ), страница 3

2.2.2 Определяем теоретический объем азота V⁰_N2, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа:

V⁰_N2=0,79 V⁰ +

V⁰_N2=0,79 9,7+ =7,7

2.2.3 Определяем объём трехатомных газов V_RO2, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа:

V_RO2=0,01(СО₂+СО+Н₂S+∑ m С_mН_n).

V_RO2=0,01(0,1+(1*95,5+2*2,7+3*0,4+4*0,2+5*0,1)=1,035

2.2.4 Определяем теоретический объём водяных паров V⁰_H2O, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа:

V⁰_H2O=0,01(Н₂S+Н₂+∑ С_mН_n+0,124d_г.тл)+0,0161 V⁰

где: d_г.тл – влагосодержание газообразного топлива, отнесенного к 1 м³ сухого газа, г/м³, d_г.тл =10

V⁰_H2O=0,01( *95,5+ *2,7+ *0,4+ *0,2+ *0,1+0,124*10)+

+0,0161*9,7=2,195

2.2.5 Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева.

где: ^′– коэффициент избытка воздуха перед газохода;

^″– коэффициент избытка воздуха после газохода.

″ = ′+

где: – присос воздуха в поверхность нагрева,

По таблице 3,1 источник 1 для котла ДЕ 6,5 -14 присос воздуха составляет:

- топка _Т =0,05 (α^”_т=1,1)

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева ¹_кп=0,05 (α^”_1кп=1,15)

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева ²_кп=0,1 (α^”_2кп=1,25)

- водяной экономайзер (чугунный) _вэ=0,08 (α^”_вэ =1,35)

Средний коэффициент избытка воздуха:

- топка

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

- водяной экономайзер

Определяем избыточное количество воздуха V^в_изб, м³/м³, для каждого газохода:

V^в_изб = V⁰ (_ср –1)

- топка

V^в_{изб (т)}= 9,7(1,075 –1)=0,73

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^в_{изб(1кп)} = 9,7 (1,125 –1)=1,2

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^в_{изб(2кп)} = 9,7(1,2 –1)=1,94

- водяной экономайзер

V^в_изб(вэ) = 9,7 (1,3 –1)=2,91

2.27 Определяем действительный объём водяных паров V_H2O, м³/м³, для газа

V _H2O=V⁰_H2O + 0,0161 (_ср–1) V⁰

- топка V^Т _H2O=2,195 + 0,0161 (1,075–1) 9,7=2,207

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^1кп _H2O=2,195 + 0,0161 (1,125–1) 9,7=2,215

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^2кп _H2O=2,195 + 0,0161 (1,2–1) 9,7=2,226

- водяной экономайзер

V^вэ _H2O=2,195 + 0,0161 (1,3–1) 9,7=2,24

2.2.8 Определяем действительный суммарный объём продуктов сгорания V_г, м³/м³, для газа:

V_г= V_RO2 + V⁰_N2 +(α_ср-1)V⁰ + V_H2O+ 0,0161 (_ср–1) V⁰

- топка V^т_г= 1,035 + 7,7 +(1,075-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,075–1) 9,7=11,67

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^1кп _г= 1,035 + 7,7 +(1,125-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,125–1) 9,7=12,155

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрев

V^2кп _г= 1,035 + 7,7 +(1,2-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,2–1) 9,7=12,885

- водяной экономайзер

V^вэ _г= 1,035 + 7,7 +(1,3-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,3–1) 9,7=13,89

2.2.9 Определяем объемные доли трехатомных газов r_RO2 и водяных паров r_H2O, а также суммарную объемную долю r_п

r_RO2= V_RO2 / V_г ; r_H2O= V_H2O / V_г ; r_п = r_RO2+ r_H2O

- топка

r^т _RO2= 1,035 / 11,67= 0,089; r_H2O= 2,195 / 11,67=0,188; r_п = 0,089+ 0,188=0,277

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

r^1кп _RO2= 1,035 / 12,155=0,085; r_H2O= 2,195 / 12,155=0,181; r_п = 0,085+ 0,181=0,266

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

r^2кп _RO2= 1,035 / 12,885=0,080; r_H2O= 2,195 / 12,885=0,17; r_п = 0,080+ 0,170=0,25

- водяной экономайзер

r^вэ _RO2= 1,035 / 13,89=0,075; r_H2O= 2,195 / 13,89=0,16; r_п = 0,075+ 0,16=0,235

2.2.10 Теоретический объем продуктов сгорания V⁰ _г (м³/м³):

V° _г= V° _RO2 + V⁰_N2 + V° _H2O

V° _г= 1,035 + 7,7 + 2,195 =10,93

Все расчетные данные заносятся в таблицу 1.

Таблица 1. Объемов продуктов сгорания.

3. Построение Н-Т диаграммы

Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания производим при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчёт производим для всего возможного диапазона температур после поверхностей нагрева от 100 до 2100⁰C. Энтальпии на 1 м³ воздуха, трехатомных газов, азота, водяных паров (кДж/м³, принимаются из таблицы 3,4, источник 1.

3.1 Определяем энтальпию теоретического объема воздуха Н⁰_в (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

Н⁰_в=V⁰*(Ct) возд.

Для 100°С Н⁰_в=9,7*133=1290,1

Для 200°С Н⁰_в=9,7*267=2589,9

Для 300°С Н⁰_в=9,7*404=3918,8

Для 400°С Н⁰_в=9,7*543=5267,1

Для 500°С Н⁰_в=9,7*686=6654,2

Для 600°С Н⁰_в=9,7*832=8070,4

Для 700°С Н⁰_в=9,7*982=9525,4

Для 800°С Н⁰_в=9,7*1134=10999,8

Для 900°С Н⁰_в=9,7*1285=12464,5

Для 1000°С Н⁰_в=9,7*1440=13968

Для 1100°С Н⁰_в=9,7*1600=15520

Для 1200°С Н⁰_в=9,7*1760=17072

Для 1300°С Н⁰_в=9,7*1919=18614,3

Для 1400°С Н⁰_в=9,7*2083=20205,1

Для 1500°С Н⁰_в=9,7*2247=21795,9

Для 1600°С Н⁰_в=9,7*2411=23386,7

Для 1700°С Н⁰_в=9,7*2574=24967,8

Для 1800°С Н⁰_в=9,7*2738=26558,6

Для 1900°С Н⁰_в=9,7*2906=28188,2

Для 2000°С Н⁰_в=9,7*3074=29817,8

Для 2100°С Н⁰_в=9,7*3242=31447,4

3.2 Определяем энтальпию теоретического объема продуктов сгорания Н⁰_г (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

Н⁰_г =V_RO2*(Ct) RO₂ +V⁰_N2*(Ct) N₂+V⁰_H2O*(Ct) H₂O

Для 100°С Н⁰_г =1,035*170+7,7*130+2,195*151=1508,15

Для 200°С Н⁰_г =1,035*359+7,7*261+2,195*305=3050,775

Для 300°С Н⁰_г =1,035*561 +7,7*393+2,195*464=4625,18

Для 400°С Н⁰_г =1,035*774+7,7*528+2,195*628=6245,15

Для 500°С Н⁰_г =1,035*999+7,7*666+2,195*797=7911,585

Для 600°С Н⁰_г =1,035*1226+7,7*806+2,195*970=9604,25

Для 700°С Н⁰_г =1,035*146+7,7*949+2,195*1151=11351,055

Для 800°С Н⁰_г =1,035*1709+7,7*1096+2,195*1340=13370,4

Для 900°С Н⁰_г =1,035*1957+7,7*1247+2,195*1529=15029,095

Для 1000°С Н⁰_г =1,035*2209+7,7*1398+2,195*1730=16848,25

Для 1100°С Н⁰_г =1,035*2465 +7,7*1550+2,195*1932=18727,04

Для 1200°С Н⁰_г =1,035*2726+7,7*1701+2,195*2138=20612,02

Для 1300°С Н⁰_г =1,035*2986+7,7*1856+2,195*2352=22544,4

Для 1400°С Н⁰_г =1,035*3251+7,7*2016+2,195*2566=24781,28

Для 1500°С Н⁰_г =1,035*3515+7,7*2171+2,195*2789=26476,6

Для 1600°С Н⁰_г =1,035*3780+7,7*2331 +2,195*3010=28467,95

Для 1700°С Н⁰_г =1,035*4049+7,7*2490+2,195*3238=30471,11

Для 1800°С Н⁰_г =1,035*4317+7,7*2650+2,195*3469=33750,23

Для 1800°С Н⁰_г =1,035*4586+7,7*2814+2,195*3700=34535,8

Для 2000°С Н⁰_г =1,035*4859+7,7*2973+2,195*3939=36567,175

Для 2100°С Н⁰_г =1,035*5132+7,7*3137+2,195*4175=38630,645

3.3 Определяем энтальпию избыточного количества воздуха Н^в_изб (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

Н^в_изб = (α -1) Н⁰_в

Где: α- коэффициент избытка воздуха после газохода

Верх топочной камеры

Для 800°С Н^в_изб = (1,1-1) 10999,8=1099,98

Для 900°С Н^в_изб = (1,1-1) 12464,5=1246,45

Для 1000°С Н^в_изб = (1,1-1) 13968=1396,8

Для 1100°С Н^в_изб = (1,1-1) 15520=1552

Для 1200°С Н^в_изб = (1,1-1) 17072=1707,2

Для 1300°С Н^в_изб = (1,1-1) 18614,3=1861,43

Для 1400°С Н^в_изб = (1,1-1) 20205,1=2020,51

Для 1500°С Н^в_изб = (1,1-1) 21795,9=2179,59

Для 1600°С Н^в_изб = (1,1-1) 23386,7=2338,67

Для 1700°С Н^в_изб = (1,1-1) 24967,8=2496,78

Для 1800°С Н^в_изб. = (1,1-1) 26558,6=2655,86

Для 1900°С Н^в_изб = (1,1-1) 28188,2=2818,82