150991 (621525), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

3

100

200

300

400

500

600

700

Q=35500 кДж/м³

.3 Тепловой баланс котельного агрегата

Расчет теплового баланса производится по уравнению

, (3.1)

где - располагаемая или внесенная в котельный агрегат теплота;

- низшая теплота сгорания топлива;

- полезно использованная в котельном агрегате теплота;

- потери теплоты с уходящими газами;

- потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива;

- потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива;

- потери теплоты от наружного охлаждения;

- потери с физическим теплом шлака;

Разделив обе части уравнения (3.1) на и умножив на 100, получим уравнение теплового баланса

,

в котором величина

,

численно равна КПД котельного агрегата.

При сжигании газообразного топлива принимаем

;

;

Зная коэффициент αТ=1,20, выбираем горелку. Нам подходит камерная топка для сжигания жидких и газообразных топлив, с потерей теплоты от химической неполноты сгорания q3=2.8%.

По паропроизводительности котельного агрегата, которая равна D=21 т/ч, можно определить потери тепла на наружное охлаждение q5=1,28%.

кДж/нм3

кДж/нм3

кДж/нм3

кДж/нм3

кДж/нм3

кДж/нм3

Потери теплоты с уходящими газами определяем для двух случаев [1]

а. с воздухоподогревателем

,

%.

б. без воздухоподогревателя

,

%.

где при t0=0°C;

КПД брутто котельного агрегата

а. с воздухоподогревателем

,

%.

б. без воздухоподогревателя

,

%.

Часовой расход натурального топлива

а. с воздухоподогревателем

,

м3/ч.

где D – паропроизводительность котельного агрегата, кг/ч;

- энтальпия перегретого пара, определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара по и ;

- энтальпия питательной воды при температуре и ;

- энтальпия котловой воды в котельном агрегате, определяется при температуре и ;

б. без воздухоподогревателя [1]

,

м3/ч.

Часовой расход условного топлива

а. с воздухоподогревателем

,

м3/ч

б. без воздухоподогревателя

,

м3/ч.

Диаграмма тепловых потоков

Рисунок 4 - Диаграмма тепловых потоков (кДж/м3) котельного агрегата

3.4 Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата

Эксергия топлива с достаточной для приближенных практических расчетов точностью может быть принята равной низшей теплоте сгорания топлива

,

кДж/м3.

Эксергия теплоты продуктов сгорания топлива, образующихся в топке котла а. с воздухоподогревателем

,

кДж/м3.

где - температура окружающего воздуха, ;

- калориметрическая температура горения, ;

б. без воздухоподогревателя

,

.

Потери при адиабатном горении (без учета потери эксергии за счет теплообмена топки с окружающей средой)

а. с воздухоподогревателем

,

кДж/м3.

б. без воздухоподогревателя

,

кДж/м3.

или в %

а. с воздухоподогревателем

,

%.

б. без воздухоподогревателя

,

%.

Определяем уменьшение эксергия продуктов сгорания за счет [1]

теплообмена в нагревательно – испарительной части котла.

а. с воздухоподогревателем

,

кДж/м3.

б. без воздухоподогревателя

,

кДж/м3.

Приращение эксергии в процессе превращения воды в перегретый пар

а. с воздухоподогревателем

,

кДж/м3.

б. без воздухоподогревателя

кДж/м3.

или в %

а. с воздухоподогревателем

,

.

б. без воздухоподогревателя

,

.

где - удельная энтропия перегретого пара и питательной воды, определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара

Потеря эксергии от теплообмена по водопаровому тракту

а. с воздухоподогревателем

,

кДж/м3.

б. без воздухоподогревателя

,

кДж/м3.

или в %

а. с воздухоподогревателем

,

.

б. без воздухоподогревателя

,

.

Уменьшение эксергии продуктов сгорания за счет теплообмена в воздухоподогревателе

,

кДж/м3.

Увеличение эксергии воздуха в воздухоподогревателе

,

кДж/м3.

Потеря эксергии за счет теплообмена в воздухоподогревателе

,

кДж/м3.

или в %

,

.

Составим эксергетический баланс котельного агрегата и определим эксергию уходящих газов

а. с воздухоподогревателем

,

Отсюда

кДж/м3.

б. без воздухоподогревателя [1]

,

Отсюда

,

кДж/м3.

или в %

а. с воздухоподогревателем

,

.

б. без воздухоподогревателя

,

.

Определим среднетермодинамическую температуру при теплоподводе

,

.

Эксергетический КПД котельного агрегата, оценим через среднетермодинамическую температуру при тепловоде

а. с воздухоподогревателем

,

.

б. без воздухоподогревателя

,

.

Диаграмма потоков эксергии котельного агрегата

Рис. 5. Диаграмма Грассмана – Шаргута для эксергетического баланса котельного агрегата

4. Тепловой расчет котла – утилизатора

4.1 Расход газов через котел – утилизатор

,

кДж/м3.

где - объем газов;

- часовой расход топлива без воздухоподогревателя;

По расходу газов через котел – утилизатор выбираем по каталогу его тип – КУ-40.

; ; ;

где - наружный диаметр дымогарных труб;

- внутренний диаметр дымогарных труб;

- число дымогарных труб;

Определяем среднюю температуру продуктов сгорания в котле – утилизаторе

,

°С.

Выписываем теплофизические свойства продуктов сгорания при

; ; ;

Вычисляем площадь поперечного (“живого”) сечения дымогарных труб

,

.

Определяем скорость газов в дымогарных трубах

,

м/с.

Условие выполняется, так как рекомендуемая скорость газов от до .

По скорости газов в дымогарных трубах выбираем котел утилизатор. В данном случае нам подходит 2 котла - утилизатора КУ-40.

4.2 Расчет поверхности теплообмена котла – утилизатора

Коэффициент теплоотдачи газов к стенкам дымогарных труб.

,

Вт/(м2*К).

где и - поправочные коэффициенты; [1]

- при охлаждении;

;

при ;

- условие выполняется.

Коэффициент теплопередачи от газов к воде через дымогарные трубы испарительной части котла – утилизатора

,

.

где - коэффициент загрязнения поверхности нагрева;

Теплота, отданная газами в котле – утилизаторе

,

кДж/с.

Выписываем из технической характеристики котла – утилизатора параметры получаемого пара (перегретого), питательной воды и давление в котле утилизаторе ; ; ;

где - температура перегретого пара;

- температура питательной воды;

- давление в котле – утилизаторе;

Из таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара определяем параметры пара при и ; и питательной воды при и ;

, , hПП=2942,8

; hПВ=210,2

Паропроизводительность котла – утилизатора при 5% потерях теплоты в окружающую среду

а. в случае получения перегретого пара

,

кг/с.

Температура газов на входе в нагревательный участок определяется из теплового баланса последнего

,

Отсюда

,

°С.

где - КПД котла – утилизатора, ;

- теплоемкость воды, равная ;

Температура газов на выходе из участка перегрева определяется по уравнению теплового баланса участка (при получении перегретого пара)

,

Отсюда

,

°С.

Средний температурный напор

Характеристики

Список файлов курсовой работы