Расчет парового котла ДЕ-6,5-14 (стр. 2 из 6)

Таблица 5 – Действительные объемы газов и их объемные доли при α > 1.

Величина	Поверхность нагрева
	топка	конвективный пучок	экономайзер
1. α = αср	1,12	1,17	1,27
2.	2,14881768	2,15665838	2,17234
3.	12,1488	12,6358	13,6098
4.	0,175325958	0,16856867	0,1565
5.	0,087251416	0,083888634	0,07789
6.	0,262577374	0,252457304	0,23439
7.Gr, кг/м3	15,2278928	15,8639148	17,136

Коэффициент избытка воздуха a = a^ср принимаются по таблице 3;

, , берутся из таблицы 4;

– объем водяных паров при a > 1;

– объем дымовых газов при a > 1;

– объемная доля водяных паров;

– объемная доля трехатомных газов;

– объемная доля водяных паров и трехатомных газов;

G_r – масса дымовых газов.

(2.2-1)

где

=

- плотность сухого газа при нормальных условиях, принимается по таблице 1;

= 10 г/м³ – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м³ сухого газа.

2.3 Расчет и составление таблиц энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Построение I - ν диаграммы

Энтальпии воздуха и продуктов сгорания считаются для каждого значения коэффициента избытка воздуха α в области, перекрывающей ожидаемый диапазон температур в газоходе.

Таблица 6 – Энтальпии 1 м³ воздуха и продуктов сгорания.

t, °С	(сt) СО2	(сt) N2	(сt) H2O	(сt) в
	кДж/м3
2000	4844	2965	3926	3066
1800	4305	2644	3458	2732
1600	3769	2324	3002	2403
1400	3239	2009	2559	2076
1200	2717	1705	2132	1754
1000	2213	1398	1723	1438
800	1712	1098	1334	1129
600	1231	808	969	830
400	776	529	626	542
200	360,0	261,0	304,0	267,0
100	171,7	130,1	150,5	132,7

Таблица 7 – Энтальпии воздуха и продуктов сгорания при α > 1.

Поверхность нагрева	t°С	I0.r	I0.в	(α – 1) I0.в	Ir	ΔIr
		кДж/м3
Топка, вход в конвективный пучок и пароперегреватель αТ = 1,12	2000	36594,4	29862,8	3583,5408	33010,83	3678,39
	1800	32525,6	26609,7	3193,1616	29332,44	3647,7
	1600	28493,4	23405,2	2808,6264	25684,73	3577,04
	1400	24534,1	20220,2	2426,4288	22107,69	3454,64
	1200	20703,1	17084	2050,0752	18653,05	3427,6
	1000	16906,2	14006,1	1680,7344	15225,46	3335,47
	800	13209,6	10996,5	1319,5752	11889,98
Конвективный пучок и пароперегреватель αК.П = 1,19	1000	16906,2	14006,1	2381,0404	14525,15	3184,99
	800	13209,6	10996,5	1869,3982	11340,16	3051,33
	600	9663,15	8084,2	1374,314	8288,836	2909,43
	400	6276,85	5279,08	897,4436	5379,406	2759,2
	200	3062,31	2600,58	442,0986	2620,211
Экономайзер αЭК = 1,24	400	6276,85	5279,08	1266,9792	5009,871	2571,7
	200	3062,31	2600,58	624,1392	2438,171	1232,32
	100	1516,05	1292,5	310,19952	1205,846

Данные для расчета энтальпий принимаются по таблицам 4 и 6. Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха a = 1 и температуре газов t, °С, рассчитывается по формуле:

(2.3-1)

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха для полного сгорания газа при температуре t, °С, определяется по формуле:

(2.3-2)

Энтальпия действительного объема дымовых газов на 1 м³ топлива при температуре t, °С:

(2.3-3)

Изменение энтальпии газов:

(2.3-4)

где

- расчетное значение энтальпии; - предыдущее по отношению к расчетному значение энтальпии. Показатель снижается по мере уменьшения температуры газов t, °С. Нарушение этой закономерности указывает на наличие ошибок в расчете энтальпий. В нашем случае это условие соблюдается. Построим I - ν диаграмму по данным таблицы 7.

Рисунок 1 – I - ν диаграмма

2.4 Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива

2.4.1 Тепловой баланс котла

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемого располагаемым теплом Q_P, и суммой полезно использованного тепла Q₁ и тепловых потерь Q₂, Q₃, Q₄. На основании теплового баланса вычисляют КПД и необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 кг (1 м³) топлива при температуре 0°С и давлении 101,3 кПа.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

Q_P + Q_в.вн = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆, кДж/м³, (2.4.1-1)

где Q_P – располагаемое тепло топлива; Q_в.вн – тепло, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла; Q_ф – тепло, внесенное в топку паровым дутьем («форсуночным» паром); Q₁ – полезно использованное тепло; Q₂ – потеря тепла с уходящими газами; Q₃ – потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива;– потеря тепла от механической неполноты сгорания топлива; Q₅ – потеря тепла от наружного охлаждения; Q₆ – потеря с теплом шлака.

При сжигании газообразного топлива в отсутствие внешнего подогрева воздуха и парового дутья величины Q_в.вн, Q_ф, Q₄, Q₆ равны 0, поэтому уравнение теплового баланса будет выглядеть так:

Q_P = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₅, кДж/м³. (2.4.1-2)

Располагаемое тепло 1 м³ газообразного топлива:

Q_P = Q^d_i + i_тл, кДж/м³, (2.4.1-3)

где Q^d_i – низшая теплота сгорания газообразного топлива, кДж/м³ (см. табл. 1); i_тл – физическое тепло топлива, кДж/м³. Учитывается в том случае, когда топливо подогревается посторонним источником тепла. В нашем случае этого не происходит, поэтому Q_P = Q^d_i, кДж/м³, (2.4.1-4)

Q_P = 36 800 кДж/м³. (2.4.1-5)

2.4.2 Тепловые потери и КПД котла

Потери тепла обычно выражаются в % от располагаемого тепла топлива:

и т.д. (2.4.2-1)

Потеря тепла с уходящими газами в атмосферу определяется как разность энтальпий продуктов сгорания на выходе из последней поверхности нагрева (экономайзера) и холодного воздуха: