Проектирование котельной промышленного предприятия (стр. 5 из 14)

4.3 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания

:

Где

– число атомов углерода;

– число атомов водорода.

м³/м³

Теоретический объём азота в продуктах сгорания (a = 1):

м³/м³

Теоретический объём трёхатомных газов (a = 1):

м³/м³

Теоретический объём водяных паров

:

м³/м³

Определяем объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов и другие характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Результаты сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Наименование величины	Расчётная формула	Топка	1конв. пучок	2конв. пучок	Эко-номайзер
Коэффициент избытка воздуха за газоходом, a	Пункт 5.2.	1,1	1,15	1,25	1,35
Коэффициент избытка воздуха средний, aср		1,1	1,125	1,2	1,3
Избыточное количество воздуха, Vоизб, м3/кг		0,973	1,22	1,95	2,9
Действительный объём водяных паров, , м3/м3		2,2	2,21	2,22	2,237
Действительный суммарный объём продуктов сгорания, , м3/м3	11,913	12,166	12,91	13,9
Объёмная доля трёхатомных газов, rRO2	VRO2 / Vг	0,087	0,085	0,08	0,075
Объёмная доля водяных паров, rH2O	VH2O / Vг	0,185	0,182	0,172	0,164
Суммарная объёмная доля, rп	rRO2 + rH2O	0,272	0,267	0,252	0,236

4.4 Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Используем для расчёта следующие формулы:

Энтальпия теоретического объёма воздуха:

,

где (сv)_в – энтальпия 1 м³ воздуха, кДж/м³, принимается из таблицы 3.4. литературы [1].

Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания:

,

где

; ; – также, по таблице 3.4. [1]

Энтальпия избыточного количества воздуха:

Энтальпия продуктов сгорания при

:

Результаты расчёта сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2.

Поверх- ность нагрева	Темпера- тура после поверхнос- ти нагрева, Co	Iов, кДж/м3	Iог, кДж/м3	Iвизб, кДж/м3	I, кДж/м3
Топка, aт = 1,1	2000	29910	36572	2991	39563
	1900	28275	34540	2828	37368
	1800	26640	32492	2664	35156
	1700	25045	30475	2505	32980
	1600	23459	28474	2346	30820
	1500	21863	26480	2187	28666
	1400	20267	24523	2027	26540
	1300	18671	22547	1867	24414
	1200	17124	20615	1712	22327
	1100	15568	18730	1557	20287
	1000	14011	16851	1401	18252
1конвект. пучок aк = 1,15	1200	17124	20615	2569	23184
	1100	15568	18730	2335	21065
	1000	14011	16851	2102	18953
	900	12503	14986	1875	16861
	800	11033	13151	1655	14806
2конвект. пучок aк2 = 1,25	1100	15568	18730	3892	22622
	1000	14011	16851	3503	20354
	900	12503	14986	3123	18109
	800	11033	13151	2758	15909
	700	9554	11353	2389	13742
	600	8095	9606	2024	11630
	500	6674	7913	1669	9582
	400	5283	6246	1321	7567
	300	3931	4626	983	5609
Экономай- зер aэ = 1,35	400	5283	6246	1849	8095
	300	3931	4626	1376	6002
	200	2598	3051	909	3960
	100	1294	1508	453	1961

4.5 Расчёт потерь теплоты, КПД и расхода топлива

Тепловой баланс котла (общий вид):

,

где

кДж/м³

– полезно использованное тепло, кДж/м³;

– потери с уходящими газами, кДж/м³;

– потери от химической неполноты сгорания, кДж/м³;

– потери от механической неполноты сгорания, кДж/м³;

– потери от наружного охлаждения, кДж/м³;

– потери от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, кДж/м³.

Давление в котле:

ата;

Температура питательной воды:

C^о;

Процент продувки:

.

Для этих условий определяем полное тепловосприятие воды и пара в котельном агрегате, отнесённое к 1 кг насыщенного пара:

,

где

кДж/кг – энтальпия насыщенного пара;

кДж/кг – энтальпия питательной воды;

кДж/кг – энтальпия котловой воды.

кДж/кг

Температуру уходящих газов принимаем равной

, тогда потери тепла с уходящими газами:

,

где

(при сжигании газа);

кДж/м³ – определяется по таблице 4.2. при С^о и ;

– энтальпия теоретического объёма холодного воздуха

, определяется по формуле:

кДж/м³