1.3 Тепловой расчёт котлоагрегата.

Выбор исходных данных.

1. Расчётные характеристики топлива выбираем из таблицы 2.2.[1]. Состав топлива по объему: Газопровод Шебелинка-Днепропетровск.

CH₄ = 92,8%

C₂H₆ = 3,9%

С₃Н₈ =1,0 %

N₂ = 1,5%

СO₂ = 0,1%

Q = 37,3 мДж/м³

C₄H₁₀=0,4%

C₅H₁₂=0,3%

2. Коэффициент избытка воздуха α_т принимаем в зависимости от вида топлива и способа его сжигания по таблице 3.2 [1].

α_т = 1,1

3. Используя схему котла, выписываем необходимые поверхности нагрева,

именуемые в дальнейшем газохода, и по каждому из них определяем долю присосов воздуха ∆α_т, ∆α определяется по таблице 3.1 [1]

№1– топка, α_т = 0,1

№2– конвективный пучок α_кп1= 0,05

№3–конвективный пучок α_кп2= 0,01

4. Средний коэффициент избытка воздуха α^″_т, определяется по формуле

α_т^"= α_т^' + ∆α_т, (1.1)

где т – топка и т.д. по ходу движения дымовых газов.

α^′_т – избыток воздуха перед газоходом.

Δα_т – доля присоса воздуха.

α_т^"=1,1 + 0,1 = 1,2

α_кп1^"= 1,2 + 0,05 = 1,25 = α_кп2^'

α_кп2^"= 1,25 + 0,1 = 1,35 = α_ух

4. Средний коэффициент избытка воздуха α_т^ср определяется по формуле

α_т^ср = , (1.2)

где α_т^' – избыток воздуха перед газоходом, равный избытку воздуха за предыдущим газоходом.

1. Топка α_т^ср =

2.Конвективный пучок 1 α_кп1^ср = 3. Конвективный пучок 2 α_кп2^ср =

1. Расчёт объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива.

1. Теоретический объём воздуха, необходимого для полного сгорания одного м³ топлива определяется по формуле

м³/м³ (1.3)

2. Теоретический объём сухих трёхатомных газов в продуктах сгорания топлива

м³/м³ (1.4)

м³/м³

3. Теоретический объём азота определяется по формуле

м³/м³ (1.5)

м ³/м³

4. Теоретический объём водяных паров определяется по формуле

м³/м³ (1.6)

5. Действительный объём водяных паров:

V_H2O = V^o_H2O+0,0161 (α_ср-1) V^o_в м³/м³ (1.7)

V^т_H2O = 2,36+0,0161 (1,15-1) 10= 2,270 м³/м³

V^кп1_H2O = 2,36+0,0161 (1,23-1) 10 = 2,284 м³/м³

V^кп2_H2O = 2,36+0,0161 (1,3-1) 10 = 2,302 м³/м³

6. Определяем суммарный объём продуктов сгорания

V_д.г = V_RO2+V^o_N2+V_H2O+(α^ср-1) V^o_в м³/м³ (1.8)

V^т_д.г = 1,12+8,05+2,270+(1,15-1) 10 = 12,985 м³/м³

V^кп1_д.г = 1,12+8,05+2,284+(1,23-1) 10 = 13,834 м³/м³

V^кп2_д.г = 1,12+8,05+2,302+(1,3-1) 10 = 14,870 м³/м³

7. Парциальное давление трёхатомных газов и водяных паров определяется по формуле

P_RO2 = p ; P_RO2 = p ;

т.к практически P = 1 атм., то парциальное давление численно равно их объёмным долям.

P_RO2 = r_RO2 ; P_H2O = r_H2O ;

P^т_RO2 = ; P^т_H2O = ;

P^кп1_RO2 = ; P^кп1_H2O = ;

P^кп2_RO2 = ; P^кп2_H2O = ;

8. Общая объёмная доля трёхатомных газов и водяных паров r_n определяется по

формуле

r_n = r_RO2 + r_H2O (1.9)

r^т_n = 0,093 + 0, 189 = 0,282

r^кп1_n = 0,082 + 0,174 = 0,256

r^кп2_n = 0,079 + 0,168 = 0,247

Результаты расчёта объёмов продуктов сгорания и парциальных давлений сводятся в таблицу 1.

Таблица 1.

Объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов, концентрация золы.

Наименование величин и расчётная формула	Размер ность	=10,002 =1,12 =8,05 =2,36
		Поверхности нагрева
		Топка	Конвективный пучок 1	Конвективный пучок 2
Коэффициент избытка воз-ха за газоходом		1,2	1,25	1,35
Величина присосов		0,1	0,05	0,01
Средний коэффициент избытка воз-ха в газоходах		1,15	1,23	1,3
Действительный объём водяных паров VH2O = VoH2O+0,0161*(αср-1) Voв		2,270	2,284	2,302
Суммарный объём продуктов сгорания Vд.г = VRO2+VoN2+VH2O+(αср-1) Voв		12,985	13,834	14,870
Парциальное давление трёхатомных газов PRO2 = p		0,093	0,082	0,079
Парциальное давление водяных паров PRO2 = p		0,189	0,174	0,168
Общая объёмная доля водяных паров и трёхатомных газов rn = rRO2 + rH2O		0,282	0,256	0,247