Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 149
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2.2 Расчет обьема воздуха и продуктов сгорания«Расчет расхода воздуха и выхода продуктов сгорания при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива»Теоретический объем воздуха (V0, м3/кг), необходимый для полного сгорания 1 кг твердого или жидкого топлива заданного состава определяется по уравнению:для сжигания 1 м3 газообразного топлива ( м3/м3) – по формуле:где т и п – числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав газобразного топлива.Теоретические объемы продуктов сгорания (при ) при сжигании твердых или жидких топлив ( , м3/кг) рассчитываются по соотношениям:а) объем азотаб) объем трехатомных газовв) объем водяных паровТеоретические объемы продуктов сгорания (при a = 1 ) при сжигании сухих газообразных топлив ( V .м3/м3) вычисляются по формулам:а) объем азотаб) объем трехатомных газовв) объем водяных паровОбъемы продуктов твердых, жидких и газообразных топлив, полученные при избытке воздуха , отличаются от теоретических на величину объемов избыточного воздуха [ V = (a-1)V] и водяных паров, содержащихся в избыточном воздухе { Vh2o=0.0161(a-1)V2 . С учетом этого действительный объем водяных паров определяется по уравнению:а действительный объем дымовых газов по формуле:
Объемные доли трехатомных газов и водяных паров, равные их парциальным давлениям при общем давлении 0,1 МПа, вычисляются по соотношениям:Средняя плотность продуктов сгорания (pr , кг/м3) определяется как:где масса газов (GГ, кг/кг или кг/м3) при сжигании твердых и жидких топлив находится из выражения:а при сжигании сухих газообразных топлив – из выражении:p- где плотность сухого газа при нормальных условиях, определяемая по табл. 4.2 или по формуле:Для удобства использования результаты расчета объемов газообразных продуктов сгорания рекомендуется помещать в таблицу (см.примеры расчетов).Коэффициенты избытка воздуха в газовом тракте установкиПрисосы воздуха в отдельных элементах котельной установки согласно табл. 5.4.:В конвективном пучке – Δαкп =0,1В чугунном водяном экономайзере – Δαэ =0,1В золоуловителе – Δαзу =0,05В стальных газопроводах длиной L≈10м – Δαг =0,01Коэффициенты избытка воздуха:За котлом (перед экономайзером) – αк = α'э = αт + Δαкп За экономайзером – α"э = α'э + Δαэ Перед дымососом – αg = α"э + Δαзу + ΔαгТаблица 1 - Объем воздуха и продуктов сгорания
2.3 Расчет энтальпия дымовых газов.Энтальпия действительного количества продуктов сгорания (Jг; кДж/кг или кДж/м3) определяется зависимостью:Где Jr- энтальпия теоретического объема дымовых газов, кДж/кг или кДж/м3; энтальпия теоретического объема воздуха, кДж/кг или кДж/м3.Энтальпия теоретического объема дымовых газов рассчитывается по формуле:где - . . энтальпия І м3 трехатомных газов (может приниматься как , азота и водяных паров (кДж/кг или кДж/м3), определяемые в зависимости от температуры по табл. 7.1Энтальпия теоретического объема воздуха вычисляется по уравнению:Где - энтальпия І м3 воздуха (кДж/кг или кДж/м3), определяемая в зависимости от температуры по табл. 7.1При сжигании твердых топлив и при значительном выносе золы из топочной камеры (если кг/МДж) к энтальпии дымовых газов следует прибавить энтальпию золы (кДж/кг), определяемая в зависимости от температуры по табл. 7.1Результаты расчета энтальпий следует представлять в форме таблицы (см. примеры расчета)
2.4 Тепловой баланс котлоагрегата Тепловой баланс представляет собой равенство теплоты. Тепловой баланс составляется для установившегося теплового режима работы котлоагрегата на 1кг твердого топлива. Тепловой баланс дает представление о характере распределения теплоты вносимой в котлоагрегат (располагаемой теплоты – Qрр, кДж/кг) на полезное использование теплоты (Q1, кДж/кг) и тепловые потери
где Q2 – потеря теплоты уходящими газами;Q3– потеря теплоты от химической неполноты сгорания;Q4 – потеря теплоты от механической неполноты сгорания;Q5– потеря теплоты в окружающую среду;Q6– потеря с физической неполнотой шлака; Теплота вносимая в котлоагрегат (располагаемая теплота), в общем случае определяется как: где Qн – низшая теплота сгорания (для твердого топлива Расчет теплового баланса ведется в табличной форме по таблице 2.
Объемные доли трехатомных газов и водяных паров, равные их парциальным давлениям при общем давлении 0,1 МПа, вычисляются по соотношениям:Средняя плотность продуктов сгорания (pr , кг/м3) определяется как:где масса газов (GГ, кг/кг или кг/м3) при сжигании твердых и жидких топлив находится из выражения:а при сжигании сухих газообразных топлив – из выражении:p- где плотность сухого газа при нормальных условиях, определяемая по табл. 4.2 или по формуле:Для удобства использования результаты расчета объемов газообразных продуктов сгорания рекомендуется помещать в таблицу (см.примеры расчетов).Коэффициенты избытка воздуха в газовом тракте установкиПрисосы воздуха в отдельных элементах котельной установки согласно табл. 5.4.:В конвективном пучке – Δαкп =0,1В чугунном водяном экономайзере – Δαэ =0,1В золоуловителе – Δαзу =0,05В стальных газопроводах длиной L≈10м – Δαг =0,01Коэффициенты избытка воздуха:За котлом (перед экономайзером) – αк = α'э = αт + Δαкп За экономайзером – α"э = α'э + Δαэ Перед дымососом – αg = α"э + Δαзу + ΔαгТаблица 1 - Объем воздуха и продуктов сгорания
| Высчитываемая велечина | Размерность | Коэффициент αт=1,2 | Избытка αк=α'э=1,3 | Воздуха α"э=1,4 | αg=1,46 |
| Vн2о=V0н2о+0,0161(α-1)· V0 | м3/кг | 0,44 | 0,45 | 0,45 | 0,46 |
| Vr=VRO2+V0N2+V0H2O+1,0161·(α-)V0 | | 5,60 | 6,05 | 6,49 | 6,76 |
 | | 0,14 | 0,13 | 0,12 | 0,11 |
 | | 0,07 | 0,07 | 0,06 | 0,06 |
 | | 0,21 | 0,2 | 0,18 | 0,17 |
| Gг =1-0,01·Ар+1,306·α·V0 | кг/кг | 7,46 | 8,72 | 9,00 | 9,34 |
| ρг = Gг / Vг | | 1,33 | 1,39 | 1,38 | 1,38 |
2.3 Расчет энтальпия дымовых газов.Энтальпия действительного количества продуктов сгорания (Jг; кДж/кг или кДж/м3) определяется зависимостью:Где Jr- энтальпия теоретического объема дымовых газов, кДж/кг или кДж/м3; энтальпия теоретического объема воздуха, кДж/кг или кДж/м3.Энтальпия теоретического объема дымовых газов рассчитывается по формуле:где - . . энтальпия І м3 трехатомных газов (может приниматься как , азота и водяных паров (кДж/кг или кДж/м3), определяемые в зависимости от температуры по табл. 7.1Энтальпия теоретического объема воздуха вычисляется по уравнению:Где - энтальпия І м3 воздуха (кДж/кг или кДж/м3), определяемая в зависимости от температуры по табл. 7.1При сжигании твердых топлив и при значительном выносе золы из топочной камеры (если кг/МДж) к энтальпии дымовых газов следует прибавить энтальпию золы (кДж/кг), определяемая в зависимости от температуры по табл. 7.1Результаты расчета энтальпий следует представлять в форме таблицы (см. примеры расчета)
| V.oC | A)Vro2 | =0.80м3 | | J. кДж \м3 | Д)Vo= 4.40 | JoB. кДж\ | Jr=Jor | +(a-!) | JoB | кДж\м3 |
| | В)Vn2 | =3.48м3 | | | М3\м3 | М3 | ат=1.2 | ак=aэ=1,3 | аэ=1.4 | аg=1,46 |
| | C)Vh2o | =0.43м3 | | | | | | | | |
| | (CV)RO2 | (CV)N2 | (CV)H2O | | (CV)B | | | | | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 100 | 169 | 130 | 151 | 652,63 | 132 | 580,8 | 768,59 | 825,27 | 881,85 | 919,69 |
| 200 | 357 | 260 | 304 | 1321,21 | 266 | 1170,4 | 1554,29 | 1672,33 | 1789,5 | 1859,55 |
| 300 | 559 | 392 | 463 | 2010,45 | 403 | 1773,2 | 2355,09 | 2575,4 | 2719,33 | 28266,12 |
| 400 | 772 | 527 | 626 | 2720,74 | 542 | 2384,8 | 3197,7 | 3680,05 | | |
| 500 | 996 | 664 | 794 | 3448,94 | 684 | 3009,6 | 4050,86 | | | |
| 600 | 1222 | 804 | 967 | 4191,33 | 530 | 3652 | 4921,73 | | | |
| 700 | 1461 | 946 | 1147 | 4954,09 | 979 | 4707,6 | 5795,61 | | | |
| 800 | 1704 | 1093 | 1335 | 5740,89 | 1130 | 4972 | 6734,4 | | | |
| 900 | 1951 | 1243 | 1524 | 6541,75 | 1281 | 5636,4 | 7668,21 | | | |
| 1000 | 2202 | 1394 | 1725 | 7354,47 | 1436 | 6318,4 | 8618,15 | | | |
| 1100 | 2457 | 1545 | 1926 | 8170,38 | 1595 | 7018 | 9579,98 | | | |
| 1200 | 2717 | 1695 | 2131 | 8938,53 | 1754 | 7717,6 | 10530,05 | | | |
| 1300 | 2976 | 1850 | 2344 | 9826,72 | 1931 | 8496,4 | 11520 | | | |
| 1400 | 3240 | 2009 | 2558 | 10196,16 | 2076 | 9134,4 | 12535,04 | | | |
| 1500 | 3504 | 2164 | 2779 | 11928,89 | 2239 | 9851,6 | 13499,21 | | | |
| 1600 | 3767 | 2323 | 3001 | 12388,07 | 2403 | 10573,2 | 14502,71 | | | |
| 1700 | 4035 | 2482 | 3227 | 13252,97 | 2566 | 11290,4 | 15111,05 | | | |
| 1800 | 4303 | 2642 | 3458 | 14123,5 | 2729 | 12007,6 | 16537,62 | | | |
| 1900 | 4571 | 2805 | 3688 | 15004,64 | 2897 | 12746,8 | 17614 | | | |
| 2000 | 4843 | 2964 | 3926 | 15878,3 | 3064 | 13481,6 | 1873,62 | | | |
2.4 Тепловой баланс котлоагрегата Тепловой баланс представляет собой равенство теплоты. Тепловой баланс составляется для установившегося теплового режима работы котлоагрегата на 1кг твердого топлива. Тепловой баланс дает представление о характере распределения теплоты вносимой в котлоагрегат (располагаемой теплоты – Qрр, кДж/кг) на полезное использование теплоты (Q1, кДж/кг) и тепловые потери
где Q2 – потеря теплоты уходящими газами;Q3– потеря теплоты от химической неполноты сгорания;Q4 – потеря теплоты от механической неполноты сгорания;Q5– потеря теплоты в окружающую среду;Q6– потеря с физической неполнотой шлака; Теплота вносимая в котлоагрегат (располагаемая теплота), в общем случае определяется как: где Qн – низшая теплота сгорания (для твердого топлива Расчет теплового баланса ведется в табличной форме по таблице 2.
| | Рассчитываемая велечина | Обозначение | Размерность | Формула или обоснование | Расчет | Результат |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | Располагаемая теплота | Qpp | кДж\кг | Qpp=Qph | | 3648000 |
| 2 | Температура Уходящих газов | Vyx | oC | По заданию | | 170 |
| 3 | Энтальпия уходящих газов | Jyx | кДж\кг | По табл1.2 | При U Yx….oC и аух=аэ= | 1327 |
| 4 | Температура Холодного воздуха | tB | oC | По параграфе 8 | | 30 |
| 5 | Энтальпия теоре-тически необходимо количество воздуха | Jхв | кДж\кг | Vo*Cв*tв | | 171.6 |
| | Потери теплоты Ф А) от химического недожога | q 3 | % | Из расчетных характеристик топки | | 0.5% |