150774 (Расчет теплового баланса парового котла), страница 2

″ = ′+ , (6)

где – присос воздуха в поверхность нагрева.

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

V^в_изб = V⁰ (_ср –1). (7)

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

V_H2O=V⁰_H2O + 0,0161 (_ср–1) V⁰. (8)

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

V_г= V_RO2 + V⁰_N2 +V^в_изб + V_H2O. (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. (10)

r_H2O= V_H2O / V_г. (11)

r_п = r_RO2+ r_H2O. (12)

Результаты расчета действительных объемов продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 1.

Таблица 1

– объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов.

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 от 100 до 2200⁰C.

Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания производим в последовательности, изложенной в источнике [2].

Определяем энтальпию теоретического объёма воздуха H⁰_в, кДж/м³, для всего выбранного диапазона температур

H⁰_в= V⁰ (с)_в, (13)

где (с)_в – энтальпия 1м³ воздуха, кДж/м³[опред. По табл. 3.4 ист. 2].

V⁰ – теоретический объём воздуха, необходимого для горения, м³/м³ [опред. По табл. 3.3 ист. 2].

Значение теоретического объема воздуха для всего диапазона температур сводим в таблицу 2.

Определяем энтальпию теоретического объёма продуктов сгорания H⁰_г, кДж/м³, для всего выбранного диапазона температур

H⁰_г = V_RO2 (с)_RO2 + V⁰_N2 (с)_N2+ V⁰_H2O(с)_H2O, (14)

где (с)_RO2, (с)_N2, (с)_H2O – энтальпии 1м³ трёхатомных газов, теоретического объёма азота, теоретического объёма водяных паров, кДж/ м³;

V_RO2, V⁰_N2, V⁰_H2O – объёмы трёхатомных газов, теоретические объёмы азота и водяного пара, м³/м³ [ табл. 3.4].

Значение и определение энтальпии теоретического объема продуктов сгорания для всего диапазона температур сведены в таблицу3.

Определяем энтальпию избыточного количества воздуха H^в_изб, кДж/м³, для всего выбранного диапазона температур

H^в_изб=(α–1) H⁰_в. (15)

Определяем энтальпию продуктов сгорания H, кДж/м³, при коэффициенте избытка воздуха α >1

H= H⁰_г+ H^в_изб. (16)

Значение и определение продуктов сгорания для всего диапазона температур сводятся в таблицу 4.

Таблица 2 – теплосодержание воздуха.

По результатам расчетов выполняем построение графика зависимости энтальпий продуктов сгорания Н от температуры Т.

4 Тепловой баланс котла

Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником [2].

При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты.

Определяем потерю теплоты с уходящими газами q₂, %

(17)

где H_ух – энтальпия уходящих газов, кДж/м³;

H⁰_х.в – энтальпия теоретического объёма холодного воздуха, определяем при t_в = 30⁰С, кДж/м³;

_ух – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах в сечении газохода после последней поверхности нагрева;

q₄ – потеря теплоты от механической неполноты горения, %; для природного газа q₄ =0;

Q^р_р – располагаемая теплота топлива, кДж/м³.

Энтальпия теоретического объема холодного воздуха H⁰_хв, кДж/м³, при температуре 30⁰С

H⁰_хв =39,8 V⁰ (18)

H⁰_хв= 39,8 10,03 = 399,2

Определяем располагаемую теплоту Q^р_р, кДж/м³, для газообразного топлива

Q^р_р = Q^с_н (19)

где Q^с_н – низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м³

Q^р_р=38380

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива q₃, %, обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н₂, СН₄. По таблице 4.4 [2] q₃=0,5.

Потеря теплоты от механической неполноты горения топлива q₄, %, наблюдается только при сжигании твердого топлива и обусловлена наличием в очаговых остатках твердых горючих частиц. Для газа q₄ = 0 %.

Потеря теплоты от наружного охлаждения q₅, %, обусловлена передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему более низкую температуру и для парового котла определяется по формуле

q₅= q_5ном ( D_ном / D) (20)

где q_5ном – потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке парового котла, %; принимаем по таблице 4.5 [2] q_5ном =2,3;

D_ном – номинальная нагрузка парового котла, т/ч;