Энтальпия воздуха и продуктов горения
Nbsp; Введение Расчетно-графическая работа «Расчет продуктов горения и теплового баланса котла» рекомендуется студентам специальности 1704 ММД (машины и оборудование лесного комплекса), изучающим дисциплину «Теплотехника». В процессе выполнения работы студенты повторяют и закрепляют теоретический материал по разделу «Получение тепловой энергии. Энергосбережение». Целью РГР является ознакомление студентов с компоновкой и конструктивными особенностями стандартных паровых котлов и приобретение навыков в оценке эффективности перевода работы котла (без изменения конструкции) с используемого энергетического топлива на альтернативное топливо - отходы деревообработки. Для расчетов рекомендован паровой котел КЕ-10-23, схема которого приведена в приложении к методическим указаниям (рис. П.1). Котел оборудован пароперегревателем, экономайзером, воздухоподогревателем и предназначен для работы на твердом топливе. Краткое содержание задания к РГР. Оформление отчета Из таблиц П.1, П.З, П.З в приложении каждый студент согласно варианту выписывает следующие данные для расчета: 1. Паропроизводительность котла Dпк, кг/с; 2.Давление перегретого пара Pпе, МПа; 3.Температуру перегретого пара tпе, °С; 4.Температуру питательной воды до экономайзера tпв °С; 5.Температуру холодного воздуха tхв, °С; 6.Температуру воздуха после воздухоподогревателя tпв , °С; 7.Температуру уходящих газов υух, °С; 8.Потери с непрерывной продувкой р , %; 9.Характеристики используемых топлив и предлагаемых к использованию древесных отходов (таблица П.2 и П.З). Затем проводятся расчеты в порядке предлагаемом методическими указаниями. Отчет по РГР должен включать: 1.Самостоятельно составленную спецификацию основных элементов компоновки расчетной схемы котла, приведенной в приложении на рисунке П.1. 2.Результаты расчетов для обоих топлив в виде таблиц или расчетных формул. Выводы по РГР. 3.Графические зависимости 1г, кДж/кг -υг, °С для каждого из топлив на миллиметровой бумаге с указанием количества тепла, передаваемого поверхности нагрева каждого газохода Qi. Графики строятся по данным таблицы 2.2. Пример выполнения графической зависимости показан на рисунке П.2 в приложении. Компоновка и тепловой баланс парового котла 1. Расчетная схема парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. 1.1.Схема газовых трактов парового котла с отражением компоновки поверхностей нагрева приведена в приложении на рисунке П.1. Студенты должны составить и привести в записке спецификацию элементов компоновки котла. 1.2.Объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива при условии безостановочного использования кислорода, называют теоретически необходимым объемом воздуха . В реальных условиях для полноты сгорания 1 кг топлива действительный объем воздуха подаваемый в топку, всегда больше теоретического . Отношение этих объемов называют коэффициентом избытка воздуха . Величину среднего коэффициента избытка воздуха в топке котла при использовании твердых топлив принимают равной 1,35. Пользуясь данными таблицы 1.1, вычисляют величины коэффициентов избытка воздуха за каждым газоходом и заполняют таблицу 1.2. Таблица 1.1 Присосы воздуха и газоходы паровых котлов при номинальной нагрузке (на основе обобщенных данных эксплуатации) Элементы котла Газоходы Присос Да Топка и камера дожигания топки котлов для твердого топлива 0,1 Пароперегреватель первичный пароперегреватель 0,05 Экономайзеры котлов с Д > 14 кг/с котлов с Д 14 кг/с 0,02 0,08 Воздухоподогреватели котлов с Д > 14 кг/с котлов с Д ≤ 14 кг/с 0,03 0,06 Таблица 1.2 Избытки воздуха и присосы по газоходам для обоих топлив Газоходы Коэффициент избытка воздуха за газоходом а" Величина присоса Da Топка и камера дожигания Dam Пароперегреватель Dane Экономайзер Daэк Воздухоподогреватель Daвп (В таблицу 1.2 и в дальнейшем во всех расчетных таблицах записываются расчетные формулы и их численное выражение с учетом размерности и порядка). 2. Топливо и продукты горения 2.1. Для заданных индивидуально каждому студенту топлив (используемого и древесных отходов) из таблицы П.З в приложении выписывают элементарный состав рабочей массы, величину теплоты сгорания , выход летучих V2. Дальнейшие вычисления проводят последовательно для каждого из заданных топлив. 2.2. Рассчитывают приведенные влажность Wn и зольность Ап по формулам: ,(%·кг)/МДж, (2.1) ,(%·кг)/МДж, (2.3) Для контроля проверяют баланс элементарного состава топлива: %, (2.3) 2.3. Теоретические объемы воздуха и продуктов горения трехатомных газов , азота , водяных паров при рассчитывают по формулам: , м3/кг, (2.4) , м3/кг, (2.5) , м3/кг, (2.6) , м3/кг. (2.7) 2.4. При а > 1 объемы продуктов горения и водяного пара рассчитывают по всем газоходам в соответствии с таблицей 2.1 для обоих заданных топлив. В формуле 1 (таблица 2.1) учитывается объем водяного пара, вносимый избыточным воздухом, а в формуле 2 объем не участвующего в процессе горения воздуха. Таблица 2.1 Объемы продуктов горения и водяного пара по газоходам N п/п Искомый объем, м3/кг Но- мера топ- лив из задания Топ- ка и каме- ра дожи- гания Па- ро- пе- рег- ре- ва-тель Эко- но- май- зер Воз- ду- хо- по- дог- рева- тель 1 2 Примечания к таблице 2.1: 1. В формулах 1 и 2 µ" коэффициент избытка воздуха за газоходом из таблицы 1.2; 2.С ростом a значения и должны увеличиваться. Энтальпию воздуха и продуктов горения при a=1 и золы (ee учитывают, когда приведенная зольность унесенной из топки золы (%×кг/МДж) рассчитывают по формулам: ,кДж/кг, (2.8) ,кДж/кг (2.9) ,кДж/кг, (2.10) где удельные энтальпии определяют по таблице П.4 в приложении, а величина для слоевых топок равна 0,15. 2.6. Энтальпию продуктов горения при а>1 рассчитывают по формуле: , кДж/кг, (2.11) здесь а"- коэффициент избытка воздуха за газоходом. 2.7. Результаты расчетов энтальпий сводят в таблицу 2.2. По данным из таблицы на миллиметровой бумаге строят диаграммы , кДж/кг - uг, °С для всех газоходов и для каждого из топлив. Пример выполнения графической зависимости показан на рисунке П.2 в приложении.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.2
Энтальпия воздуха и продуктов горения
по газоходам котла, кДж/кг,uг
(для обоих видов топлив при каждой температуре uг)
| Газоход | Темпе-ратура газов, u, °С | Номора топлив | 
| 
| 
| 
| 
| Количество тепла, передаваемого в газоходе,
|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Топка с камерой дожигания
| 2200 | |||||||
 
| ||||||||
| …
| ||||||||
| 800 | ||||||||
| Пароперег-реватель
| 800 | |||||||
| ||||||||
| …
| 
| |||||||
| 400 | ||||||||
| Экономайзер
| 500 | , | ||||||
| ||||||||
| 400 | 
| |||||||
| 300 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Воздухопо-догреватель
| 300 | |||||||
| ||||||||
| 200 | 
| |||||||
| 100 | ||||||||
Примечания к таблице 2.2.
1)При постоянном значении aизменение энтальпии продуктов горения 1г должно плавно снижаться с уменьшением температуры Jг, в противном случае нужно искать ошибку (см. формулу 2.11).
2)Численные значения 1г при увеличении а и одинаковой величине Jг возрастают незначительно (см. формулу 2.11).
3)В столбике 9 DIгi газохода рассчитывается как разность энтальпий 1г в начале и конце газохода. Перечеркнутые графы не заполняются.
4)Расчет энтальпий проводится при изменении температуры продуктов горения uг через 100 °С. Максимальная температура газов uг в топке: для торфа и древесных отходов 1700 °С, для каменного и бурого угля 2000 °С, для антрацита и полуантрацита 2200 °С.
3. Тепловой баланс парового котла.
Определение расчетного расхода и теплового эквивалента топлив (используемого и отходов деревообработки).
3.1. Тепловой баланс составляют для установившегося теплового состояния парового котла на 1 кг топлива. Общее уравнение баланса имеет вид:
,кДж/кг (3.1)
здесь
- располагаемое тепло рабочей массы топлива;
- количество теплоты полезно отданное в котле;
- 
- потери тепла в паровом котле.
Если статьи теплового баланса выразить в относительных величинах (процентах от располагаемой теплоты )то уравнение баланса примет вид:
,% (3.2)
3.2. Располагаемое тепло топлива твердых топлив по формуле:
,кДж, (3.3)
здесь 
-низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;
- тепло, вносимое воздухом подогретым вне котла.
3.3. Количество тепла 
учитывается только при подогреве воздуха вне котла паровыми калориферами, когда Wn>1,5(%×кг)/МДж. Теплота, вносимая воздухом рассчитывается по формуле:
,кДж/кг. (3.4)
Значение Dam и Daвп берут из таблицы 1.1 Величину энтальпии 
определяют по таблице 2.2 при температуре воздуха на входе в воздухоподогреватель tвп = 100 °С путем линейной интерполяции. Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха (при t = 30 °С) находится по формуле:
,кДж/кг (3.5)
3.4. Потери тепла с химическим q3 и механическим q4 недожогом определяют из таблицы 3.1
Таблица 3.1
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 257; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!