Читайте также:
|
|
Исходные данные
Прежде чем приступить к выполнению работы, следует выбрать шифр задания из таблицы А.1.
Руководствуясь шифром принять необходимые для решения задания исходные данные из таблиц Б.1 или Б.2, в которых:
D – паропроизводительность котельного агрегата;
Δα – присос холодного воздуха по газовому тракту;
рпр – потери воды с непрерывной продувкой;
Рпп – давление пара в котельном агрегате;
tпп – температура перегретого пара;
tпв – температура питательной воды.
Элементарный состав и низшая теплота сгорания топлива приведены в таблицах В.1 и В.2.
1 Определение способа сжигания топлива, типа топки и значений коэффициента избытка воздуха в топке (αт) и за установкой (αух).
Способ сжигания топлива, тип топки и значение коэффициента избытка воздуха в топке (αт) определить с помощью таблиц В.3…В.5. Коэффициент избытка воздуха уходящих газов (за установкой) равен:
αух = αт + Δα (1)
2 Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива на выходе из котлоагрегата (при αух).
Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при α = 1 определяется по формулам:
для твердого и жидкого топлива
, м3/кг; (2)
для газообразного топлива
, м3/м3. (3)
Теоретические объёмы продуктов горения при α = 1 для твердых и жидких топлив:
объём сухих трехатомных газов
, м3/кг; (4)
теоретический объём азота
, м3/кг; (5)
теоретический объём водяных паров
, м3/кг. (6)
Здесь 0,0161Vо – объем водяных паров, содержащихся в воздухе при влагосодержании dв = 10 г/кг с.в.
Для газообразных топлив:
объём сухих трехатомных газов
, м3/м3; (7)
теоретический объём азота
, м3/м3; (8)
теоретический объём водяных паров
, м3/м3, (9)
где dг – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1м3 сухого газа, г/м3, в данной работе можно принять dг = 10 г/м3.
Объём продуктов сгорания при α = 1
, м3/кг или м3/м3 (10)
Действительный объём продуктов сгорания при α > 1 отличается от теоретического в основном объемом избыточного воздуха DVв, а также незначительно объемом водяных паров:
Коэффициент избытка воздуха на выходе из котельного агрегата равен
αух = αт + Δα (11)
Объём продуктов сгорания при a = aух (на выходе из котельного агрегата) следует вести по формулам:
объем избыточного воздуха
DVв = (a - 1)×Vо; (12)
объём водяных паров
, м3/кг или м3/м3; (13)
объём продуктов сгорания
. м3/кг или м3/м3. (14)
Объёмная доля сухих трехатомных газов:
.
Объёмная доля водяных паров:
.
3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания.
Энтальпия, кДж/кг или кДж/м3, теоретических объёмов воздуха и продуктов сгорания (при α = 1) определяется по формулам:
; (15)
, (16)
где (сt) – энтальпия 1 м3 газов при температуре t, кДж/м3.
Расчет энтальпий произвести для температуры уходящих газов tух, 0С. Величину tух оценить по таблице В.7. Более высокие значения температуры tух принимаются при большем содержании серы в топливе, а также при более высокой влажности топлива.
Численные значения средних энтальпий (сt) в интервале от 0 до t0С для воздуха и газов приводится в таблице В.6. Значения средних энтальпий воздуха и газов при tух определить методом линейной интерполяции.
Энтальпия действительных объёмов продуктов горения при αух, кДж/кг или кДж/м3, определяется по формуле
. (17)
Результаты вычислений объёмов воздуха и продуктов сгорания и их энтальпий свести в таблицы 1 и 2.
4 Тепловой баланс котельного агрегата (промышленной печи).
Уравнение теплового баланса в общем виде может быть записано так
, кДж/кг или кДж/м3, (18)
где - располагаемая теплота топлива по рабочей массе;
Q1 – теплота, полезно-воспринимаемая рабочим телом;
Q2 – потери теплоты с уходящими газами;
Q3 – потери теплоты от химической неполноты сгорания;
Q4 – потери теплоты от механического недожога;
Q5 – потери теплоты в окружающую среду;
Q6 – потери с физической теплотой удаляемых шлаков;
Qпп – дополнительные потери теплоты в промышленной печи.
В данной работе не учитывается теплота горячего воздуха, подаваемого в топку и подогретого вне котельного агрегата или промышленной печи, а также парового дутья при сжигании мазута. Поэтому можно принять:
для твердого и жидкого топлива
, кДж/кг; (19)
для газообразного топлива
кДж/м3. (20)
При сжигании мазута для обеспечения тонкого распыла в форсунках он подогревается до температуры tтл = 90-1400С. Поэтому для мазута учитывается физическая теплота топлива
Qтл = стлtтл, (20)
где стл – теплоемкость топлива, кДж/(кг×К).
Теплоемкость мазута
стл = 1,74 + 0,0025tтл (21)
Тогда располагаемая теплота топлива при сжигании мазута определится как
(22)
Приняв за 100%, тепловой баланс можно записать в таком виде:
q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 + qпп = q1 + Σqпот = 100%. (22)
При сжигании жидкого и газообразного топлива потери теплоты q4 и q6 отсутствуют и тепловой баланс котла принимает вид
q1 + q2 + q3 + q5 + qпп = q1 + Σqпот = 100%. (23)
Потери qпп специфичные для промышленных печей разного назначения. Для котельного агрегата эти потери отсутствуют и в дальнейшем в данной работе не рассматриваются. Для котельного агрегата тепловой баланс запишется в виде
q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = q1 + Σqпот = 100% (24)
или при сжигании жидкого и газообразного топлива
q1 + q2 + q3 + q5 = q1 + Σqпот = 100%. (25)
Потери теплоты с уходящими газами, в %, определяется по формуле:
, (26)
где Hух – энтальпия уходящих газов при температуре уходящих газов;
αух – коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом;
Hхв – энтальпия теоретически необходимого воздуха при температуре холодного воздуха tхв, которую обычно принимают равной 300С. Данную энтальпию можно определить по выражению
, кДж/кг или кДж/м3 (27)
Удельную объемную теплоемкость воздуха при температуре 300С можно принять равной 1,3 кДж/(м3·К).
В связи с тем, что объёмы продуктов сгорания рассчитываются в предположении полного сгорания топлива, в уравнении (25) введена поправка на величину механической неполноты сгорания q4.
Потери теплоты от химической неполноты сгорания (q3) принимаются в зависимости от вида топлива и метода сжигания согласно характеристикам топочных устройств (см. таблицы В.4 и В.5).
Потери теплоты от механической неполноты сгорания (q4) вызывается провалом, уносом и недожогом топлива в шлаках. При тепловых расчетах значение потерь q4 можно принять по таблицам В.4 и В.5.
Потери теплоты установкой в окружающую среду q5 в промышленных печах кроме потерь от наружного охлаждения включают еще другие составляющие, индивидуальные для печей различного назначения.
Потери теплоты котлоагрегатом от наружного охлаждения могут быть найдены по таблице В.8 в зависимости от паропроизводительности.
Потери с физической теплотой шлаков (q6) невелики и учитываются только для высокозольных топлив. В работе этими потерями можно пренебречь.
После нахождения всех потерь можно определить коэффициент полезного действия котельного агрегата брутто в %:
= 100 - Sqпот = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), (28)
и расход топлива, кг/с или м3/с,
(27)
где D – паропроизводительность котлоагрегата, кг/с;
hпп – энтальпия пара, выходящего из котла, кДж/кг;
hпв – энтальпия питательной воды, кДж/кг;
- энтальпия кипящей воды, кДж/кг.
Значение величин hпп, hпв, берутся по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [4].
С учетом потери q4 расчетный расход полностью сгоревшего в топке твердого топлива составит (кг/с):
. (29)
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 57 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ | | | ОТЧЕТ О РАБОТЕ |