Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ (стр. 4 из 11)

V^в_{изб(2кп)}= 9,7(1,2 –1)=1,94

- водяной экономайзер

V^в_изб(вэ)= 9,7(1,3 –1)=2,91

2.27 Определяем действительный объём водяных паров V_H₂_O, м³/м³, для газа

V_H₂_O=V⁰_H₂_O + 0,0161 (a_ср–1) V⁰

- топка V^Т_H₂_O=2,195 + 0,0161 (1,075–1) 9,7=2,207

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^1кп_H₂_O=2,195 + 0,0161 (1,125–1) 9,7=2,215

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^2кп_H₂_O=2,195 + 0,0161 (1,2–1) 9,7=2,226

- водяной экономайзер

V^вэ_H₂_O=2,195 + 0,0161 (1,3–1) 9,7=2,24

2.2.8 Определяем действительный суммарный объём продуктов сгорания V_г, м³/м³, для газа:

V_г= V_RO₂+ V⁰_N₂+(α_ср-1)V⁰ + V_H₂_O+ 0,0161 (a_ср–1) V⁰

- топка V^т_г= 1,035+ 7,7+(1,075-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,075–1) 9,7=11,67

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

V^1кп_г= 1,035+ 7,7+(1,125-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,125–1) 9,7=12,155

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрев

V^2кп_г= 1,035+ 7,7+(1,2-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,2–1) 9,7=12,885

- водяной экономайзер

V^вэ_г= 1,035+ 7,7+(1,3-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,3–1) 9,7=13,89

2.2.9 Определяем объемные доли трехатомных газов r_RO2 и водяных паров r_H2O, а также суммарную объемную долю r_п

r_RO2= V_RO2/ V_г ; r_H2O= V_H2O / V_г ; r_п = r_RO2+ r_H2O

- топка

r^т_RO₂= 1,035/ 11,67= 0,089; r_H₂_O= 2,195 / 11,67=0,188; r_п = 0,089+ 0,188=0,277

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

r^1кп_RO₂= 1,035/ 12,155=0,085; r_H₂_O= 2,195 / 12,155=0,181; r_п = 0,085+ 0,181=0,266

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

r^2кп_RO₂= 1,035/ 12,885=0,080; r_H₂_O= 2,195 / 12,885=0,17; r_п = 0,080+ 0,170=0,25

- водяной экономайзер

r^вэ_RO₂= 1,035/ 13,89=0,075; r_H₂_O= 2,195 / 13,89=0,16; r_п = 0,075+ 0,16=0,235

2.2.10 Теоретический объем продуктов сгорания V⁰_г (м³/м³):

V° _г= V° _RO2+ V⁰_N2 + V° _H2O

V° _г= 1,035+ 7,7 + 2,195 =10,93

Все расчетные данные заносятся в таблицу 1.

Таблица 1. Объемов продуктов сгорания.

Наименование величины и расчетная формула	Размерность	V⁰=9,7 м³/м³; V⁰_N2=7, 7м³/м³; V_RO2=1,035 м³/м³; V⁰_H2O=2,195 м³/м³; V°_г=10,93 м³/м³;
		Топка	Конвективныепучки		ВодянойЭкономайзер
		Топка	1	2	ВодянойЭкономайзер
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, a^”	1,1	1,15	1,25	1,35
Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева, a_ср	1,075	1,125	1,2	1,3
Объем водяных паров V_H2O=V⁰_H2O+0,0161 (a_ср–1) V⁰	м³/м³	2,207	2,215	2,226	2,24

Объем дымовых газов V_г= V_RO2+ V⁰_N2+(α_ср-1)V⁰ + V_H2O+ +0,0161 (a_ср–1) V⁰	м³/м³	11,67	12,155	12,885	13,89
Объемные доли трехатомных газов r_RO2= V_RO2/ V_г	0,089	0,085	0,08	0,075
Объемные доли водяных паров r_H2O= V_H2O / V_г	0,188	0,181	0,17	0,16
Суммарная объемная доля r_п = r_RO2+ r_H2O	0,277	0,266	0,25	0,235

3.Построение Н-Т диаграммы

Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания производим при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчёт производим для всего возможного диапазона температур после поверхностей нагрева от 100 до 2100⁰C. Энтальпии на 1 м³ воздуха, трехатомных газов, азота, водяных паров (кДж/м³, принимаются из таблицы 3,4, источник 1.

3.1 Определяем энтальпию теоретического объема воздуха Н⁰_в (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

Н⁰_в=V⁰*(Ct) возд.

Для 100°С Н⁰_в=9,7*133=1290,1

Для 200°С Н⁰_в=9,7*267=2589,9

Для 300°С Н⁰_в=9,7*404=3918,8

Для 400°С Н⁰_в=9,7*543=5267,1

Для 500°С Н⁰_в=9,7*686=6654,2

Для 600°С Н⁰_в=9,7*832=8070,4

Для 700°С Н⁰_в=9,7*982=9525,4

Для 800°С Н⁰_в=9,7*1134=10999,8

Для 900°С Н⁰_в=9,7*1285=12464,5

Для 1000°С Н⁰_в=9,7*1440=13968

Для 1100°С Н⁰_в=9,7*1600=15520

Для 1200°С Н⁰_в=9,7*1760=17072

Для 1300°С Н⁰_в=9,7*1919=18614,3

Для 1400°С Н⁰_в=9,7*2083=20205,1

Для 1500°С Н⁰_в=9,7*2247=21795,9

Для 1600°С Н⁰_в=9,7*2411=23386,7

Для 1700°С Н⁰_в=9,7*2574=24967,8

Для 1800°С Н⁰_в=9,7*2738=26558,6

Для 1900°С Н⁰_в=9,7*2906=28188,2

Для 2000°С Н⁰_в=9,7*3074=29817,8

Для 2100°С Н⁰_в=9,7*3242=31447,4

3.2 Определяем энтальпию теоретического объема продуктов сгорания Н⁰_г (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

Н⁰_г =V_RO₂*(Ct) RO₂ +V⁰_N₂*(Ct) N₂+V⁰_H₂_O*(Ct) H₂O

Для 100°С Н⁰_г =1,035*170+7,7*130+2,195*151=1508,15

Для 200°С Н⁰_г =1,035*359+7,7*261+2,195*305=3050,775

Для 300°С Н⁰_г =1,035*561 +7,7*393+2,195*464=4625,18

Для 400°С Н⁰_г =1,035*774+7,7*528+2,195*628=6245,15

Для 500°С Н⁰_г =1,035*999+7,7*666+2,195*797=7911,585

Для 600°С Н⁰_г =1,035*1226+7,7*806+2,195*970=9604,25

Для 700°С Н⁰_г =1,035*146+7,7*949+2,195*1151=11351,055

Для 800°С Н⁰_г =1,035*1709+7,7*1096+2,195*1340=13370,4

Для 900°С Н⁰_г =1,035*1957+7,7*1247+2,195*1529=15029,095

Для 1000°С Н⁰_г =1,035*2209+7,7*1398+2,195*1730=16848,25

Для 1100°С Н⁰_г =1,035*2465 +7,7*1550+2,195*1932=18727,04

Для 1200°С Н⁰_г =1,035*2726+7,7*1701+2,195*2138=20612,02

Для 1300°С Н⁰_г =1,035*2986+7,7*1856+2,195*2352=22544,4

Для 1400°С Н⁰_г =1,035*3251+7,7*2016+2,195*2566=24781,28

Для 1500°С Н⁰_г =1,035*3515+7,7*2171+2,195*2789=26476,6

Для 1600°С Н⁰_г =1,035*3780+7,7*2331 +2,195*3010=28467,95

Для 1700°С Н⁰_г =1,035*4049+7,7*2490+2,195*3238=30471,11

Для 1800°С Н⁰_г =1,035*4317+7,7*2650+2,195*3469=33750,23

Для 1800°С Н⁰_г =1,035*4586+7,7*2814+2,195*3700=34535,8

Для 2000°С Н⁰_г =1,035*4859+7,7*2973+2,195*3939=36567,175

Для 2100°С Н⁰_г =1,035*5132+7,7*3137+2,195*4175=38630,645

3.3 Определяем энтальпию избыточного количества воздуха Н^в_изб (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

Н^в_изб = (α -1) Н⁰_в

Где: α- коэффициент избытка воздуха после газохода

Верх топочной камеры

Для 800°С Н^в_изб = (1,1-1) 10999,8=1099,98

Для 900°С Н^в_изб = (1,1-1) 12464,5=1246,45

Для 1000°С Н^в_изб = (1,1-1) 13968=1396,8

Для 1100°С Н^в_изб = (1,1-1) 15520=1552

Для 1200°С Н^в_изб = (1,1-1) 17072=1707,2

Для 1300°С Н^в_изб = (1,1-1) 18614,3=1861,43

Для 1400°С Н^в_изб = (1,1-1) 20205,1=2020,51

Для 1500°С Н^в_изб= (1,1-1) 21795,9=2179,59

Для 1600°С Н^в_изб = (1,1-1) 23386,7=2338,67

Для 1700°С Н^в_изб = (1,1-1) 24967,8=2496,78

Для 1800°С Н^в_изб.= (1,1-1) 26558,6=2655,86

Для 1900°С Н^в_изб = (1,1-1) 28188,2=2818,82

Для 2000°С Н^в_изб = (1,1-1) 29817,8=2981,78

Для 2100°С Н^в_изб = (1,1-1) 31447,4=3144,74

1-й конвективный пучок

Для 300°С Н^в_изб = (1,15-1) 3918,8=587,82

Для 400°С Н^в_изб = (1,15-1) 5267,1=790,065

Для 500°С Н^в_изб = (1,15-1) 6654,2=998,13

Для 600°С Н^в_изб = (1,15-1) 8070,4=1210,56

Для 700°С Н^в_изб = (1,15-1) 9525,4=1428,81

Для 800°С Н^в_изб = (1,15-1) 10999,8=1649,97

Для 900°С Н^в_изб = (1,15-1) 12464,5=1869,68

Для 1000°С Н^в_изб = (1,15-1) 13968=2095,2

2-й конвективныйпучок

Для 200°С Н^в_изб = (1,25-1) 2589,9=647,5

Для 300°С Н^в_изб = (1,25-1) 3918,8=979,7

Для 400°С Н^в_изб = (1,25-1) 5267,1=1316,8

Для 500°С Н^в_изб = (1,25-1) 6654,2=1663,6

Для 600°С Н^в_изб = (1,25-1) 8070,4=2017,6

Для 700°С Н^в_изб = (1,25-1) 9525,4=2381,35

Водяной экономайзер

Для 100°С Н^в_изб = (1,35-1) 1290,1=451,535

Для 200°С Н^в_изб = (1,35-1) 2589,9=906,465

Для 300°С Н^в_изб = (1,35-1) 3918,8=1371,58

Для 400°С Н^в_изб = (1,35-1) 5267,1=1843,485

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

Н = Н⁰_г+ Н^в_изб+ Н_зл

где: Н_зл – энтальпия золы и определяется по формуле;

Н_зл=(Ct) золы (А^р/100)α_ун

где: А^р- минеральные примеси, при газе А^р=0

Н_зл=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.

Поверхность нагрева	t °C	I⁰_вкДж/м³	I⁰_гкДж/м³	I^в_избкДж/м³	IкДж/м³
Верх топочной камеры, фестон,α_т=1,1	210020001900180017001600150014001300120011001000900800	31447,429817,828188,226558,624967,823386,721795,920205,118614,317072155201396812464,510999,8	34351,2732529,730743,330194,527152,1625382,723617,8322151,1320133,618420,5716746,741507513416,311996,9	3144,7429817,82818,822655,862496,782338,672179,592020,511861,431707,215521396,81246,451099,98	37496,0135511,4833562,1232850,3629648,9427721,3725797,4224171,6421995,0320127,7718298,7416471,814662,7513096,88
1–йконвективный пучок,a_кп1=1,15	1000900800700600500400300	1396812464,510999,89525,48070,46654,25267,13918,8	1507513416,311996,910171,2886107094,665601,454149,58	2095,251869,681649,971428,811210,56998,13790,065587,82	17170,215285,9813646,8711600,099820,568092,796391,524737,4
2–йконвективный пучок,aкп2=1,25	700600500400300200	9525,48070,46654,25267,13918,82589,9	10171,2886107094,665601,454149,582738,15	2381,352017,61663,61316,8979,7647,5	12552,3510627,68758,266918,255129,283385,65
Водяной экономайзер,αэк=1,35	400300200100	5267,13918,82589,91290,1	5601,454149,582738,151353,62	1843,4851371,58906,465451,535	7444,9355521,163644,6151805,155

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