Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1 (стр. 2 из 9)
· Для твёрдого топлива:
· Для газообразного топлива:
V°вII=0.0476∙[0.5∙СО+0.5∙Н2+1.5∙Н2S+∑(m+0.25∙n)∙СmНn–О2]=
=0.0476∙(0+(1+0,25*4)*93,9+(2+0,25*6)*3,1+(3+0,25*8)*1,1+(4+0,25*10)*0,3+(5+0,25*12)*0,1)=9,84844 м/м;
V°N2II=0.79∙V°вII+0.01∙N2=0.79∙9.84844+0.01∙1,3=7.8 м/м;
V°RO2II=0.01∙(СО2+СО+Н2S+∑m∙СmНn)=0.01∙(0.2+1∙93.2+2∙3,1+3∙1.1+4∙0.3+5Ч0,1)=1.053 м/м;
V°Н2OII=0.01∙(Н2S+Н2+∑0.5∙n∙СmНn+0.124∙dr)+0.0161∙V°в=0.01∙(0.5∙4∙93.9+6·3,1·0,5+0.5∙8∙1.1+0.5∙10∙0.3+0.5∙12·0,1+0,124·)+0.0161∙9.84844=2.2 м/м;
· Для смеси топлив:
V°в=V°вI+Х∙V°вII=10,6+1,9∙9,84844=29,22 м/кг;
V°N2=V°N2I+Х∙V°N2II=8,378+1,9∙7.8=23,198 м/кг;
VRO2=V°RO2I+Х∙V°RO2II=1,6+1,9∙1.053=3,6 м/кг;
V°Н2O=V°Н2OI+Х∙V°Н2OII=1,45+1,9∙2,2=5,63м/кг;
Расчёт действительных объёмов.
VN2=V°N2+(a–1)∙V°в=23,198+(1.1–1)∙29,22=26,12 м/кг;
VН2O=V°Н2O+0.0161∙(a–1)∙V°в=5,63+0.0161∙(1.1–1)∙29,22=5,68м/кг;
Vr=VRO2+VN2+VН2O=3,6+26,12+5,68=35,4 м/кг;
Объёмные доли трёхатомных газов.
rRO2=VRO2/Vr=3,6/35,4=0.102
rН2O=VН2O/Vr=5,68/35,4=0.16
rn=rRO2+rН2O=0.102+0.16=0.3
Концентрация золы в продуктах сгорания
m=А ∙aун/(100·Gr)=0,1∙0.95/(100·42,98)=0,000022 кг/кг;
Gr=1-A/100+1.306∙a· V°в=1-0,1/100+1.306·1.1·29,22=42,98кг/кг;
2.4 Энтальпии воздуха и продуктов сгорания.
I°в=V°в∙(сt)в=29.22∙1436=41959,92 кДж/кг;
I°r=VRO2∙(сJ)RO2+V°N2∙(сJ)N2+V°Н2О∙(сJ)Н2О=3,6∙2202+23,198∙1394+5,63∙1725=49826,41кДж/кг;
Ir=I°r+(a–1)∙I°в+Iзл;
т.к. (А ∙aун/Qн)∙10=(0,1∙0.95/110368,7)∙10=0,0008<1.5,
то Iзл – не учитывается;
Ir=I°r+(a–1)∙I°в=49826,41+(1.1–1)∙41959,92=54023,34 кДж/кг.
Полученные результаты после проверки на компьютере и уточнения офор- мим в виде даблицы 2.3
Таблица 2.3 Результаты расчёта топлива.
| Для твёрдого топлива | Для газообразного топлива | Для смеси топлив | Энтальпии при t=1000 °С |
| V°вI=10,6 V°N2I=8,378 V°RO2I=1,6 V°Н2OI=1,45 | V°вII=9.84844 V°N2II=7.8 V°RO2II=1.053 V°Н2OII=2,2 | V°вII=29,22 V°N2II=23,09 V°RO2II=3,6 V°Н2OII=5,63 | Воздуха: I°в=41959,92 Газа: I°r=49826,41 Ir=54023,34 Золы: Iзл=0.00 |
При aт=1.1, t=1000°С.
Значение коэффициентов избытка воздуха на выходе из топки и присосов воздуха в элементах и газоходах котельной установки принимаем по таблице 5.
Таблица 2.4 Присосы воздуха по газовому тракту.
| Участки газового тракта. | ∆a | a | Температура, °С. |
| Топка | 0.1 | 1,1 | 100–2200 |
| Пароперегреватель | 0,05 | 1,15 | 600–1200 |
| Экономайзер | 0,08 | 1,23 | 200–900 |
| Воздухоподогреватель | 0,06 | 1,29 | 100–600 |
Данные расчётов энтальпии продуктов сгорания топлива при различных температурах газов в различных газоходах сведены в таблицу 2.5.
Таблица 2.5 Энтальпии продуктов сгорания в газоходах.
| t, °С | Участки конвективных поверхностей нагрева | |||
| 1,1 | 1,15 | 1,23 | 1,29 | |
| 100 | 4846,011 | 5578,849 | ||
| 200 | 9777,533 | 10787,96 | 11254,31 | |
| 300 | 14848,19 | 16379,02 | 17085,56 | |
| 400 | 20056,08 | 22114,92 | 23065,15 | |
| 500 | 25386,66 | 27984,91 | 29184,09 | |
| 600 | 30833,56 | 32046,19 | 33986,4 | 35441,56 |
| 700 | 36421,62 | 37851,94 | 40140,45 | |
| 800 | 42190,41 | 43841,34 | 46482,83 | |
| 900 | 48048,5 | 49920,04 | 52914,51 | |
| 1000 | 54023,34 | 56121,33 | ||
| 1100 | 60024,26 | 62354,56 | ||
| 1200 | 66042,61 | 68605,21 | ||
| 1300 | 72270,49 | |||
| 1400 | 78520,91 | |||
| 1500 | 84770,96 | |||
| 1600 | 91118,2 | |||
| 1700 | 97503,2 | |||
| 1800 | 103939,3 | |||
| 1900 | 110453,8 | |||
| 2000 | 116932,3 | |||
| 2100 | 123509,7 | |||
| 2200 | 130060,2 | |||
Таблица 2.6. Характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева.
| Величина | Един-ица | Топка | Участки конвективных поверхностей нагрева | ||
| 1.1 | 1.125 | 1.19 | 1.26 | ||
| VRO2 | м/кг | 3,6 | 3,6 | 3,6 | 3,6 |
| VN2=V°N2+(a-1)∙V°в | –//– | 26,12 | 26,85 | 28,75 | 30,8 |
| VН2O=V°Н2O+ +0.0161∙(a-1)∙V°в | –//– | 5,68 | 5,69 | 5,72 | 5,75 |
| Vr=VRO2+VN2+VН2O | –//– | 35,4 | 36,14 | 38,1 | 40,15 |
| rRO2=VRO2/Vr | –//– | 0,102 | 0.1 | 0.09 | 0.089 |
| rН2O=VН2O/Vr | –//– | 0.16 | 0.157 | 0.15 | 0.14 |
| rn=rRO2+rН2O | –//– | 0.3 | 0.26 | 0.24 | 0.229 |
| 10∙А ∙aун/Qн | кг/МДж | 0,03 | 0,03 | 0,025 | 0,024 |
| м= А ∙aун/(100·Gr) | кг/кг | 0,000022 | 0,000022 | 0,00002 | 0,000021 |
На рис.1 представлена схема котла ГМ-50-1
Рис. 1 Схема котла ГМ-50-1.
1-Топочная камера
2-Барабан
3-Фестон
4-Пароперегреватель
5-Экономайзер
6-Воздухоподогреватель
3. Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива
Расчёт теплового баланса парогенератора и расход топлива преждставлен в таблице 3
ТАБЛИЦА 3.
| Величина | Единица | Расчёт | ||
| Наименование | Обозначение | Расчётная формула или способ определение | ||
| Располагаемая теплота топлива |  |  | кДж/кг |  |
| Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива |  | По таблице 4–3 | % | 0,5 |
| Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива |  | По таблице 4–3 | % | 0 |
| Температура уходящих газов |  | По заданию | °С | 140 |
| Энтальпия уходящих газов |  | По IJ–таблице | кДж/кг | 7849,0334 |
| Температура воздуха в котельной |  | По выбору | °С | 30 |
| Энтальпия воздуха в котельной |  | По IJ–таблице | кДж/кг | 1139,58 |
| Потеря теплоты с уходящими газами |  |  | % |  |
| Потеря теплоты от наружного охлаждения |  | По рис. 3–1 | % | 0,9 |
| Сумма теплов.пот. |  |  | % |  |
| К.п.д. парогенератора |  |  | % |  |
| Коэффициент сохранения теплоты |  |  | — |  |
| Паропроизводительность агрегата | D | По заданию | кг/с | 49 |
| Давление пара в барабане |  | По заданию | МПа | 44,4 |
| Температура перегретого пара |  | По заданию | °С | 450 |
| Температура питательной воды |  | По заданию | °С | 145 |
| Удельная энтальпия перегретого пара |  | По табл. VI–8 | кДж/кг | 3342 |
| Удельная энтальпия питательной воды |  | По табл. VI–6 | кДж/кг | 611 |
| Значение продувки | p | По выбору | % | 70 |
| Полезно используемая теплота в агрегате |  |  | кВт |  |
| Полный расход топлива |  |  | кг/с |  |
| Расчётный расход топлива |  |  | кг/с |  |