Для 500°С                                  Нвизб = (1,15-1) 6654,2=998,13

Для 600°С                                  Нвизб = (1,15-1) 8070,4=1210,56

Для 700°С                                  Нвизб = (1,15-1) 9525,4=1428,81

Для 800°С                                  Нвизб = (1,15-1) 10999,8=1649,97

Для 900°С                                  Нвизб = (1,15-1) 12464,5=1869,68

Для 1000°С                                Нвизб = (1,15-1) 13968=2095,2

2-й конвективныйпучок

Для 200°С                                 Нвизб = (1,25-1) 2589,9=647,5

Для 300°С                                 Нвизб = (1,25-1) 3918,8=979,7

Для 400°С                                 Нвизб = (1,25-1) 5267,1=1316,8

Для 500°С                                 Нвизб = (1,25-1) 6654,2=1663,6

Для 600°С                                 Нвизб = (1,25-1) 8070,4=2017,6

Для 700°С                                 Нвизб = (1,25-1) 9525,4=2381,35

Водяной экономайзер

Для 100°С                                  Нвизб = (1,35-1) 1290,1=451,535

Для 200°С                                  Нвизб = (1,35-1) 2589,9=906,465

Для 300°С                                  Нвизб = (1,35-1) 3918,8=1371,58

Для 400°С                                  Нвизб = (1,35-1) 5267,1=1843,485

3.4 Определяем энтальпию продуктов сгорания Н  (кДж/м3):

Н = Н 0г+ Н визб+ Н зл

где: Нзл – энтальпия золы и определяется по формуле;

Нзл=(Ct) золы (Ар/100)αун

где: Ар- минеральные примеси, при газе Ар=0

Нзл=0

Верх топочной камеры

Для 800°С                                 Н = 16746,74+ 1552=13096,88

Для 900°С                                 Н = 16746,74+ 1552=14662,75

Для 1000°С                               Н = 16746,74+ 1552=16471,8

Для 1100°С                               Н = 16746,74+ 1552=18298,74

Для 1200°С                               Н = 18420,57+1707,2=20127,77

Для 1300°С                               Н = 20133,6+ 1861,43=21995,03

Для 1400°С                               Н = 22151,13+ 2020,51=24171,64

Для 1500°С                               Н = 23617,83+ 2179,59=25797,42

Для 1600°С                               Н = 25382,7+ 2338,67=27721,37

Для 1700°С                               Н = 27152,16+ 2496,78=29648,94

Для 1800°С                               Н = 30194,5+ 2655,86=32850,36

Для 1900°С                               Н = 30743,3+ 2818,82=33562,12

Для 2000°С                                Н = 32529,7+ 2981,78=35511,48

Для 2100°С                                Н = 34351,27+ 3144,74=37496,01

1-й конвективный пучок

Для 300°С                                  Н = 4149,58+ 587,82=4737,4

Для 400°С                                  Н = 5601,45+ 790,065=6391,52

Для 500°С                                  Н = 7094,66+ 998,13=8092,79

Для 600°С                                  Н = 8610+ 1210,56=9820,56

Для 700°С                                  Н = 10171,28+ 1428,81=11600,09

Для 800°С                                  Н = 11996,9+ 1649,97=13646,87

Для 900°С                                  Н = 13416,3+ 1869,68 =15285,98

Для 1000°С                                Н = 15075+2095,2=17170,2

2-й конвективный пучок

Для 200°С                                  Н = 2738,15+647,5=3385,65

Для 300°С                                  Н = 4149,58+979,7=5129,28

Для 400°С                                  Н = 5601,45+1316,8=6918,25

Для 500°С                                  Н = 7094,66+1663,6=8758,26

Для 600°С                                  Н = 8610+2017,6=10627,6

Для 700°С                                  Н = 10171,28+ 2381,35=12552,35

Водяной экономайзер

Для 100°С                                  Н = 1353,62+ 451,535=1805,155

Для 200°С                                  Н = 2738,15+906,465=3644,625

Для 300°С                                 Н = 4149,58+ 1371,58=5521,16

Для 400°С                                 Н = 5601,45+ 1843,485=7444,935

Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Энтальпия продуктов сгорания.

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

4. Тепловой баланс котла

4.1 Определяем потерю тепла с уходящими газами

Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником  1.

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

4.1.1 Определяем потерю теплоты с уходящими газами q2,  %,

где: - энтальпия уходящих газов при tух и  , (кДж/м3)

Н0хв. –энтальпия воздуха, поступающего в котлоагрегат (кДж/м3)

tх.в. – температура холодного воздуха, равна 30ºС = 303 К

Qрн –низшая теплота сгорания топлива    36680 (кДж/м3), источник 1, табл. 2.2

q4 – потери теплоты от механического недожога, %, для газа q4 = 0

Н0хв.= 39,8*V0

где: V0 – теоретический объем сухого воздуха

Н0хв.= 39,8*9,7 = 386,06

- определяется по таблице 2, при соответствующих значениях  и выбранное температуре уходящих газов tух =155°С,

Нух =2816,86

4.1.2 Потери теплоты q3, q4, q5 принять согласно источнику 1.

q3 - потеря теплоты от химической неполноты сгорании, q3 = 0,5 %, таблица 4.4, источник 1.

q4- потеря теплоты от механической неполноты горения,  q4 = 0

q5 -потеря теплоты от наружного охлаждения, определяется по номинальной производительности парогенератора (кг/с), D=6,5 т/ч

по таблице 4-1, источник 2, находим q5=2,4 %

4.1.3 Потери с физическим теплом шлаков q6 % определить по формуле:

где: - доля золы топлива в шлаке, =1-, - принимается по таблице 4.1 и 4.2, источник 1.

4.1.4 Определить к.п.д. брутто.

К.П.Д брутто можно определить по уравнению обратного баланса, если известны все потери:

ηбр= 100 – (q2+q3+q4+q5+q6)

ηбр= 100 – (6,26+0,5+2,4)=90,84

4.1.5 Определим расход топлива,  (кг/с и т/ч), подаваемого в топку котла:

где:  – расход топлива подаваемого в топку парогенератора

 – располагаемая теплота, 36680 (кДж/кг)

 – полезная мощность парового котла (кВт)

Qпг=Дн.п(hнп-hпв)+0,01pДн.п(h - hпв)

Где: Дн.п –расход выбранного насыщенного пара,

hп.в - энтальпия питательной воды, 4,19*100 =419

hнп – энтальпия насыщенного пара, hнп=2789

h – энтальпия перегретого пара, h= 826

р – продувка парогенератора, 3,0 %

Qпг=1,8(2789-419)+0,01*3*1,8(826- 419)=4287,98

Определим расчетный расход топлива, Вр

Вр=Впг(1-q4/100),

Вр= Впг=0,129

Определяем коэффициент сохранения теплоты:

5. Расчет топочной камеры

Расчеты топочной камеры производятся по формулам с источника 1.

Задаем температуру продуктов сгорания на выходе из топки t”Т=1100°С.

Для принятой по таблице 2  определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки Н”Т=18298,74 кДж/м3

5.1 Определим полезное тепловыделение в топке,QТ  (кДж/м3).

где:  –теплота, вносимая в топку воздухом, (кДж/м3)

Qв=α”Т*Н0хв

где: Н0хв – энтальпия теоретического объема воздуха, (кДж/м3)

Н0хв =386,06

Qв=1,1*386,06=424,7

5.2 Определим коэффициент тепловой эффективности экранов,

где: Х- угловой коэффициент, показывающий какая часть лучистого полусферического потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависящей от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене; значение Х определяется по рис 5,3 источник 1,

Х=0,98

 – коэффициент, учитывающий снижение тепло воспламенения экранных поверхностей нагрева, принимаем по таблице 5.1, источник 1

 =0,65

5.3 Определяем эффективную толщину излучающего слоя, s (м)

S=3,6 VT / FСТ

где: VТ – объем топочной камеры, (м3). VТ= 11,2 источник 1, таблица 2,9.

FСТ –поверхность стен топочной камеры, (м2). FСТ=29,97 источник 1, таблица 2,9.

S=3,6 *11,2/ 29,97=1,35

5.4 Определим коэффициент ослабления лучей k, (м*Мпа)-1

k =kГrп+kс

где: rп – суммарная объемная доля трехатомных газов ,берется из таблицы 1,

rп=0,2068

kГ – коэффициент ослабления лучей трехатомных газов,  (м*Мпа)-1

где: rН2О –объемная доля водяных паров, берется из таблицы, rН2О=0,188

Т”Т –абсолютная температура на выходе из топочной камеры, К, Т”Т =1373

рп  - парциальное давление трехатомных газов, МПа;

рп = rп*р

р –давление в топочной камере котлоагрегата (для агрегатов, работающих без наддува, принимается р = 0,1 МПа).

рп =0,277 *0,1=0,0277

kс – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (м*Мпа)-1

где: Нр,Ср – содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива.

k = 8,38*0,2068+1,377 =3,11

5.5 Определяем степень черноты факела, αф.

Для жидкого и газообразного топлива степень черноты факела определяется по формуле:

аф =mасв+(1-m)аГ

где: m- коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненого светящейся частью факела, принимаем по таблице 5,2 источник 1, m = 0,119.

асв ,аГ – степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, какой обладал бы при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящемся трехатомными газами:

Определяем степень черноты светящейся части факела, αГ

е –основание натуральных логарифмов, е=2,718

асв=1-2,718 –(8,84*0,277+1,377)0,1*1,35 =0,41

Определяем степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, αГ;

αГ=1-2,718  - 8,84*0,277*0,1*1,35 = 0,28

аф =0,119*0,41+(1-0,119)0,28=0,296

5.6 Определяем степень черноты топки, αТ

5.7 Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки.

Для газа принимаем:

М=0,48

5.8 Определяем среднею суммарную теплоемкость продуктов сгорания на 1 м3 газа при нормальных условиях, VСср,  [кДж/(м3*К)].

где: Та – теоретическая (адиабатная) температура горения, К, определяется по таблице 2  по значению QТ , равному энтальпии продуктов сгорания, Н             Та=2071+273=2344

Т”Т – температура (абсолютная) на выходе из топки, принятая по   предварительной оценке, К

Т”Т=1373

Н”Т –энтальпия продуктов сгорания берется из таблицы 2 при принятой на выходе из топки температуре, кДж/кг

Н”Т =18298,74

QТ – полезное тепловыделение в топке

QТ=36921,3

5.9 Определяем действительную температуру на выходе из топки,(°С) по номограмме (рис. 5,7) источник 1

6. Расчет конвективных пучков

6.1 Расчет первого конвективного пучка

Расчет конвективных пучков производится по формулам с источника 1.

Предварительно принимаем два значения температур после рассчитываемого газохода = 400°С и  = 300 °С. Далее весь расчет ведем для двух принятых температур.

6.1.1 Определяем теплоту Q6 ,кДж/кг, отданную продуктами сгорания

Q6= (Нi + Н” + ∆αк*Нoпрс)

где:  – коэффициент сохранения теплоты

Нi – энтальпия продуктов сгорания на выходе в поверхность нагрева, кДж/м3, определяется по таблице 2 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после топочной камеры.

Нi = 18408,48

Н” – энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, кДж/м3

∆αк – присос воздуха в поверхность нагрева

Нoпрс – энтальпия присасываемого в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30°С , кДж/м3

QБ= (Нi - Н” + ∆αк*Нoпрс)

Q400 Б=0,974(18408,48-6391,52+0,05*386,06)=11723,3

Q300 Б=0,974( 18408,48-4737,4+0,05*386,06)=13334,4

6.1.2 Определяем расчетную температуру потока  , °С, продуктов сгорания в газоходе

где:  - температура продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева, °С

 - температура продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева, °С

6.1.3 Определяем температуру напора ∆t, °С

∆t = - tк

где: tк – температура охлаждающей среды, для парового котла принимаем равной температуре кипения воды при давлении в котле, °С

∆t = - tк

∆t400 =

∆t300 =

6.1.4 Определяем среднюю скорость ωГ , м/с, продуктов сгорания в поверхности нагрева

где: Вр – расчетный расход топлива, кг/с

F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2

VГ – объем продуктов сгорания на 1 кг жидкого топлива

 - средняя расчетная температура продуктов сгорания, °С

6.1.5 Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией αк , Вт/(м2*К), щт продуктов сгорания к поверхности нагрева, при поперечном омывании коридорных пучков

αк= αнсzсsсф

где: αк –коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме рис.6,1

источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

α400 к=67

α300 к=58

сz – поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания; определяется по номограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

с400 z=0,98

с300 z=0,98

сs – поправка на компоновку пучка; определяется по номограмме рис.6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

с400 s=1

с300 s=1

сф – коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока; определяется по монограмме рис. 6,1 источник 1 при поперечном обмывании коридорных пучков

с400 ф=1,04

с300 ф=1,03

α400 к= 67*0,98*1*1,04=68,3

α300 к= 58*0,98*1*1,03=58,5

6.1.6 Определяем степень черноты газового потока , a , по номограмме рис. 5.6 источник 1,

α=1-е- Kps

Kps = kГ*rп*p*s

где: p – давление в газоходе, Мпа; для котлов без наддува принимаем равным 0,1;

s –толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м

kГ – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, (м*МПа)-1

Kps = kГ*rп*p*s

Страницы: 1, 2, 3, 4