Тепловой баланс парового котла.

РАЗДЕЛ 1.

 

КОМПОНОВКА И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА

 

Расчетно-технологическая схема парового котла.

Исходные данные

Исходные данные

См исходные данные табл задания

Выбор коэффициентов избытка воздуха.

 

Величина среднего коэффициента избытка воздуха в топке котла при использовании жидких и газообразных топлив равна =1,1.

 

Таблица 2 - Присосы воздуха в газоходы при номинальной нагрузке

Элементы котла

Присос

Топочная камера

0,05

Котельные пучки фестон 0

Пароперегреватель

I ступень 0,02
II ступень 0,03
Экономайзер

0,06

Воздухоподогреватель

0,06

 

Таблица 3 – Коэффициенты избытка воздуха по газоходам

См табл 3


Топливо и продукты его сгорания.

 

2.1 Основным топливом является мазут со следующими характеристиками: элементарный состав рабочей массы: WP=3,0%, AP=0,05%, SPK+OP=0,3%, CP=84,65%, HP=11,7%, NP=0,3%, OP=0,3%; низшая расчетная теплота сгорания QpH=40,31 МДж/кг; выход летучих VГ=0,0%.

Предполагаемое к использованию (резервное) топливо – газ, Саратов - Москва. Характеристики топлива: элементарный состав рабочей массы:

84,5 3,8 1,9 0,9 0,3 7,8 0,8

низшая расчетная теплота сгорания QpH=35,80МДж/кг;

Рассчитываем приведенные влажность  и зольность  по формулам

а) основное топливо: , % кг/МДж,                       (1)

 

,% кг/МДж                             (2)

 

Проверяем баланс элементарного состава на рабочую массу для жидких и газообразных топлив:

 

%;                   (3)

 

а) 3,0+0,05+0,3+84,65+11,7+0,3+0,3=100%

б) 84,5+3,8+1,9+0,9+0,3+7,8+0,8=100%

 

2.2 Теоретические объемы расхода воздуха  и продуктов горения трехатомных газов , азота , водяных паров  жидких и газообразных топлив при  рассчитывают по формулам (м3/кг):

 

,                             (4)

 

а) ,                     (5)    

 

,                                         (6)

 

(7)

 

б)

 

2.3 При  объемы продуктов горения , объемные доли трехатомных газов  и водяных паров , безразмерную концентрацию золы , массу газов , их плотности  рассчитываем по всем газоходам для средних и конечных значений  в соответствии с табл. 3.

 


 

Табл.4.Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов,

водяных паров, концентрация воды(основное топливо)

см табл 4


 Табл.5.Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов,

водяных паров, концентрация воды(резервное топливо)

см табл 5

2.4 Энтальпию воздуха и продуктов горения ,  при  и энтальпии золы  (ее учитывают, когда приведенная зольность унесенной из топки золы - % кг/МДж) рассчитывают по формулам (кДж/кг)

,                                                                                                                                                (8)

;                                      (9)

 

,                                                                                                    (10)      

где удельные энтальпии , , , ,  определяют по табл. 3 приложения.

 

2.5 Энтальпии продуктов горения при  рассчитывают по формуле (кДж/кг, кДж/м3)

,                                                                                                     (11)      

где - коэффициент избытка воздуха за газоходом.

 

2.6. Результаты расчетов энтальпий сводим в табл. 5. По данным таблицы на миллиметровой бумаге строим диаграмму  (кДж/кг) -  (оС) (для всех газоходов).

Табл.6.Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам котла(основное топливо),(кДж/кг; кДж/м3)

См табл 6

Табл.7.Энтальпии воздуха и продуктов горения по газоходам котла(резервное топливо),(кДж/кг; кДж/м3)

См табл 7

Тепловой баланс парового котла.

Определение расчетного расхода топлива.

 

3.1. Тепловой баланс составляем для установившегося режима работы парового котла на 1 кг твердого топлива в виде (кДж/кг, кДж/м3):

 

                                 (12)

или в виде (%) .                                   (13)

 

3.2. Располагаемое тепло топлива  определяют по формулам для углей и жидких топлив с использованием механических форсунок (кДж/кг):

,                                            (14)

 

Количество тепла, вносимого воздухом, подогретым вне котла  учитывается только для высокосернистых мазутов, бурых углей Б-2 и Б-3, торфа и рассчитывается по формуле (кДж/кг):

                                                                    (15)

Значение  и  берут из табл. 2. Величину энтальпии  определяют по табл. 3 приложения, при температуре воздуха на входе в воздухоподогреватель оС (путем линейной интерполяции). Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха  (при оС) находится по формуле

 

.    

Величину физического тепла топлива , учитывают только для жидких топлив, определяют по формуле (кДж/кг)

 

,                                               (16)

 

где оС, а теплоемкость  определяют по формуле (кДж/кг и К)

 

.

 

 

Тогда располагаемое тепло:

а) основного топлива

б) резервного топлива:

 

3.3. Потери тепла с химическим  и механическим  недожогом определяем по табл. 8.

Топливо

Допуст. тепловое напряжение топки

, кВт/м3

Потери от недожога, %

Механич-го

Химического

Паропроизводительность, кг/с

21 и менее 21 и менее
Каменные угли  % 180-140 5-2 0
Каменные угли, торф  % 260-180 4-2 0,5
Бурые угли 280-190 3-1 0,5
Мазут 290 0 0,5
Природный газ 350-460 0 0,5
Каменные и бурые угли (слоевые топки) 300-450 6-3 1

 

а) для основного топлива, Vг=0 %,потери тепла с химическим недожогом составят q3=0,5%, потери тепли с механическим недожогом - q4=0%.

 

б) для резервного топлива, Vг=0% : q3 = 0,5%, q4 = 0%

 

3.4. Потерю тепла с уходящими газами находят по формуле (%)

 

,                                                                                         (17)

 

где  (кДж/кг) определяют линейной интерполяцией по табл. 5 и табл.6 для заданной температуры уходящих газов  при ;

.                                       (18)

Полученное значение  должно находиться в пределах 4,5-11 %.

 

а) α” = 1,32 ,

 

 

 

б) α” = 1,32 ,

 

 

 

3.5. Потерю тепла от наружного охлаждение котла  находят по рис. 1.

 

Рисунок 1 - График для определения потери теплоты

от наружного охлаждения парогенератора без хвостовых поверхностей (1)

и с хвостовыми поверхностями (2)

а) для основного топлива q5= 1%,

б) для резервного топлива q5= 1%.

 

  3.6. Потери с физическим теплом шлака  (твердое шлакоудаление) учитывают лишь при сжигании твердых топлив при  % кг/МДж (%):

В данном случае для основного и резервного топлив An<2,5%, таким образом q6=0.

 

3.7. КПД брутто котла находим по методу обратного баланса (%):

 

.                           (19)

 

а)

б)

 

3.8. Расход топлива, подаваемого в топку, рассчитывают по формуле (кг/с)

 

,                                               (20)

 

где количество теплоты, полезно отданное в паровом котле (продувка 2 %) (кДж/с):

,                                  (21)

где Dка= 36 т/ч =10 кг/с;

iпе= 3259,8 кДж/кг при Рпеабс=4,1 МПа и tпе=420ºC;

iпв= 621,9 кДж/кг при Рпвабс=1,08·Рб+0,1=1,08·4,1+0,1=4,528 МПа и tпе=147ºC;

 

а)для основного топлива:

а)для резервного топлива:

 

3.9. Для теплового расчета котла определяем расход фактически сгоревшего топлива (кг/с):

 

                                     (22)

а) основного топлива:

б) резервного топлива:

 

и коэффициент сохранения тепла

,                                           (23)

где - КПД «брутто» парового котла.

а)основного топлива:

б) резервного топлива:

 

3.10. Для сравнения экономичности работы котла на различных видах топлив их потребление пересчитывается в условное топливо при предварительной оценке величины теплового эквивалента Э=  (кг/с)

 

,                                           (24)

 

где - теплота сгорания условного топлива, равная 29,33 МДж/кг.

а) для основного топлива: Э=

 

б) для резервного топлива: Э=


Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 202; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:




Мы поможем в написании ваших работ!