В условиях курсового проектирования расчеты производятся с помощью формул и номограмм.

2.4.2 Полезное тепловыделение в топке
Полезное тепловыделение в топке Q_m зависит от располагаемого тепла топлива Q_p потерь тепла q₃ и тепла вносимого в топку с воздухом Q_в.

Проектируемые котлы не имеют воздухоподогревателя, поэтому в топку вносится тепло с холодным воздухом:

Q_в= α_т H_о.х.в, кДж/м³ (2.4.1)

Q_в=1.05 374.916=393.662

где α_т-коэффициент избытка воздуха в топке (таблица 2.2, строка 1);

H_о.х.в- энтальпия холодного воздуха, кДж/м³.
Полезное тепловыделение в топке:

Q_m= Q_p + Q_в , (2.4.2)




Q_m=H_a,
Q_m=35500 + 393.662=35716.162

где Q_p=Q^d_i- низшая теплота сгорания топлива, кДж/м³, формула (2.2.1);

- потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива,%, формула (3.4) ;

Q_в- тепло, вносимое в топку воздухом, кДж/м³, формула (2.4.1).

2.4.3 Расчет температуры газов на выходе из топки

Температура газов на выходе из топки θ"_m.з., зависит от адиабатической температуры горения топлива θ_а=θ'_m, критерия Бугера Bu, теплового напряжения стен топочной камеры q_cт, коэффициента тепловой эффективности экранов ψ, уровня расположения горелок x_T и других величин.

Адиабатическая температура горения топлива θ_а находится по таблице 3.7 по полезному тепловыделению в топке, приравнённому к энтальпии продуктов сгорания (газов) в начале топки, Q_T=H_a, кДж/м³ (Q_T- формула (4.9)).

θ_а= (H_a-H_min)+

---

_min, (2.4.3)


θ_а= (35716,162-23634.25)+1800=1951,014

t_a= θ_а+273 ,K

t_a=1951,014+273=2224.014

Коэффициент сохранения тепла (точность расчета- не менее трех знаков после запятой):

φ=1- , (2.4.4)

φ=1- =0.974

где - потери тепла от наружнего охлаждения. % (таблица 3.1);

- КПД котла, % формула (2.2.5).

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1м³ топлива:

(V_c)_ср= , кДж/(м³ K) (2.4.5)

V_c)_ср= =35.496

где - энтальпия продуктов сгорания в начале топки, кДж/м³, формула (2.4.2);

-энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки , кДж/м³ формула (2.3.1);

- адиабатическая температура горения ˚С, формула (2.4.3);

= 1100 ˚С- температура продуктов сгорания на выходе из топочной камеры, принимается в п.2.3.2.
Таблица 4.1- Коэффициент тепловой эффективности экранов

Наименование элемента котла	x	ξ	ψ	Fпл	ψiFп.л.i
1	2	3	4	5	6
1.Фронтовой экран топки	1	0.65	0.65	21.81	14.177
2. Итого ∑ψiFп.л.i	-	-	-	-	14.177

---

Пояснения к таблице 4.1

x- угловой коэффициент экранов;

ξ-коэффициент, учитывающий тепловое сопротивление загрязнения или закрытия изоляцией. Для настенных гладкотрубных и мембранных цельносварных (газоплотных) экранов при сжигании газообразного топлива ξ=0.65;

ψ=x ξ –коэффициент тепловой эффективности экранов.

Для неэкранированных участков топочных стен ψ=0;

F_пл- площадь стены, занятой экраном, м².
ψ_ср= , (2.4.6)

ψ_ср= =0.596
где ψ_iF_п.л.i, м² – таблица 4.1, строка 2. графа 6;

- площадь стен топочной камеры =23.8 м²

Параметр забалластированности топочных газов:

r_v= , (2.4.7)

r_v= = 1.309,

где - по таблице 2.5 (строка 3);

–по таблице 2.4 (строка 3);

V_O^H _RO2- по таблице 2.4 (строка 2).
Параметр М, учитывающий влияние на интенсивность теплообмена в камерных топках относительно уровня расположения горелок, степени забалластированности топочных газов и других факторов:


М=М₀ (1-0.4 Х_г) , (2.4.8)

М=0.4 (1-0.4 0.75) =0.306

где М₀ – коэффициент для газомазутных топок при настенном расположении горелок, М₀=0.4;

Х_г- относительная высота расположения горелок, Х_г=0.75;

r_v -параметр забалластированности топочных газов, формула (2.4.7).

Расчетная температура газов на выходе из топочной камеры:

---

= -273, (2.4.9)

= -273=1158.154
где Т_a=θ_a +273$

M- по формуле (2.4.8);

-по формуле (2.3.6);

ψ_ср.- по формуле (2.4.6)

F_cт.- согласно задания =23.8;

φ- по формуле (2.2.8);

B, м³/с - по формуле (3.14)

(V_c)_ср, кДж/(м³ К)по формуле (2.2.9).

2.4.4 Проверка точности расчета температуры продуктов сгорания на выходе из топки и расчет во втором приближении

Разница между температурой ,полученной расчетом по формуле (2.4.9), и температурой θ"_т.з. , которой задавались в начале расчета в п. 4.3.2, не должна быть больше ±100˚С:

Δθ"_т.= θ"_т - θ"_т.з. ≤ ±100˚С (2.4.10)

Δθ"_т.=1158.154 -1100=58.154<100 ˚С

Разница Δθ"_т меньше ±100˚С, поэтому температура θ"_т. принимается за окончательную температуру газов на выходе из топочной камеры и по ней находится энтальпия по таблице 3.7;

H"= (θ_ух.- θ_min)+H_min ,кДж/м³ (2.4.11)

H_т"= (1158.154_.- 1100)+ =19179.558, кДж/м³

2.4.5 Тепловосприятие топки

Количество тепла, воспринятого в топке излучением на 1м³ газообразного топлива:

Q_л=φ (Q_т.- H_т"), кДж/м³ (2.4.12)

Q_л=0.974 (35716.162- 19179.558)=16106.652 , кДж/м³

---

где φ – коэффициент сохранения тепла по формуле (2.4.9);

Q_т- полезное тепловыведение в топке по формуле (2.4.7);

H_т"-по формуле (2.4.11).

Удельное тепловое напряжение объема топочной камеры:

q_v= , кВт/м³ (2.4.13)

q_v= =394.444, кВт/м³
где B, м³/с – расход топлива, подаваемого в топку котла, формула (2.2.8);

, кВт/м³ – низшая теплота сгорания топлива, таблица 1.1;

, м³- объем топочной камеры =8.01,

q_v должно быть меньше допустимого теплового напряжения объема топочной камеры :

q_v< =400 650 кВт/м³ , (2.4.14)
394.444< =400 650 кВт/м³.

Удельное напряжение стен топочной камеры:
q_v= , кВт/м² (2.4.15)

q_v= =130.088, кВт/м²
где φ коэффициент сохранения тепла по формулу (2.4.4);

В,м³/с – расход топлива, подаваемого в топку котла, формула (2.2.8);

Q_т- полезное тепловыделение в топке по формуле (2.4.2);

F_ст-площадь площадь стен топки= 23.8, м²


2.5 Заключение

В курсовом проекте был выполнен тепловой расчет парового котла серии

ДЕ 4-14 указанные основные преимущества котла, устройство, принцип действия и эксплуатационные параметры рабочего котла.

Тепловой расчет производили по методике, разработанной теплотехническими институтами. Она называется «Нормативный метод». Мы расчитывали элементы котельного агрегата последовательно, начиная с топки с переходом к конвективным поверхностям нагрева.

Расчет был выполнен по определению количества воздуха необходимого для горения; количество дымовых газов по газаходам котельного агрегата и их энтальпии.

Мы задавались в первом приближении температурой продуктов сгорания на выходе из топки при сжигании природного газа,

---

Смотрите также файлы

• 1. Особенности подбора геологотехнических мероприятий при заводнении.docx

• Один дома. Рождественский урок.docx

• 20 25 воды 75 80 сухого остатка 30 %.pptx

• Лабораторная работа 4 магматические горные породы.pdf

• Самостоятельная работа к практическому занятию по теме Компетентностная модель выпускника в рамках проекта Профессионалитет.docx