- •Введение
- •1 . Задание
- •2. Теоретическая часть
- •2.1. Устройство и работа теплогенератора де-10-14
- •2.2. Основные контуры естественной циркуляции
- •2.3. Горелочные устройства.
- •3. Расчетная часть
- •3.1. Состав топлива, конструктивные характеристики теплогенератора и параметры теплоносителя.
- •Конструктивные характеристики котла де–10–14
- •3.2. Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания воздуха.
- •Продолжение таблицы 3
- •3.3 Тепловой баланс и расход топлива
- •3.4. Расчет топочных камер
- •3.5. Расчет конвективных поверхностей нагрева
- •3.6. Расчет водяных экономайзеров
- •3.7. Расчет невязки теплового баланса
- •4. Схема обвязки чугунного экономайзера
- •5. Литература
Продолжение таблицы 3
5.Действительный суммарный объем продуктов сгорания, м3/кг; м3/м3 |
VГ=VRO2+ +V0N+VH2O+ +(αср-1)V0 |
1,02+7,54+ 2,1377+(1,05-1)×9,51= 11,1732 |
1,02+7,54+2,1453+(1,1- 1)9,51= 11,6563 |
1,02+7,54+2,1645+(1,225- -1)9,51= 12,8643 |
6. Объемная доля трехатомных газов |
rRO2=VRO2/VГ |
1,02/11,173 = 0,09123 |
1,02/11,6563 = 0,08751 |
1,02/12,8643 = 0,07929 |
7. Объемная доля водяных паров |
rH2O=VH2O/VГ |
2,1377/11,1732= 0,19132 |
2,1453/11,6563= 0,1840 |
2,1645/12,8643= 0,1683 |
8. Суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров |
rn=rRO2+rH2O |
0,09123+0,19132 = 0,28255 |
0,08751+0,1840 = 0,27151 |
0,07929+0,1683=0,24759 |
Энтальпия продуктов сгорания I=f(ζ), кДж/м3 или кДж/кг.
Таблица 4.
Поверхность нагрева |
Температура газов, оС |
Энтальпия газов | ||||
IRO2 |
I0N2 |
I0H2O |
ΔIв |
IГ | ||
Топка, αT=1,05 |
2000 |
1,02∙4859= =4956,18 |
7,54∙2973= =22416,42 |
2,13∙3939= =8390,07 |
(1,05-1)× ×9,51∙3074= =1461,687 |
37224,357
|
1500 |
1,02∙3515= =3585,3 |
7,54∙2171= =16369,34 |
2,13∙2789= =5940,57 |
(1,05-1) ×9,51∙2247= =1068,4485 |
26963,6585
| |
1000 |
1,02∙2209= =2253,18 |
7,54∙1398= =10540,92 |
2,13∙1729= =3682,77 |
(1,05-1)× ×9,51∙1440= =684,72 |
17161,59 | |
800 |
1,02∙1709= =1743,18 |
7,54∙1096= =8263,84 |
2,13∙1340= =2854,2 |
(1,05-1)× ×9,91∙1134= =539,217 |
13400,437 | |
Конвективные пучки, газоходы, αГ=1,15 |
900 |
1,02∙1957= =1996,14 |
7,54∙1247= =9402,38 |
2,13∙1529= =3256,77 |
(1,15-1)× ×9,51∙1285= =1833,0525 |
16488,3425
|
800 |
1,02∙1709= =1743,18 |
7,54∙1096= =8263,84 |
2,13∙1340= =2854,2 |
(1,15-1)× ×9,51∙1134= =1617,651 |
14478,871 | |
500 |
1,02∙999= =1018,98 |
7,54∙665= =5014,1 |
2,13∙797= =1697,61 |
(1,15-1)× ×9,51∙686= =978,579 |
8709,269
| |
200 |
1,02∙359= =366,18 |
7,54∙261= =1967,94 |
2,13∙305= =649,65 |
(1,15-1)× ×9,51∙267= =380,8755 |
3364,6455 | |
Водяной экономайзер, αэк=1,3 |
300 |
1,02∙561= =572,22 |
7,54∙393= =2963,22 |
2,13∙464= =988,32 |
(1,3-1)× ×9,91∙404= =1152,612 |
5676,372
|
200 |
1,02∙359= =366,18 |
7,54∙261= =1967,94 |
2,13∙305= =649,65 |
(1,3-1)× ×9,51∙267= =761,751 |
3745,521 | |
100 |
1,02∙170= =173,4 |
7,54∙130= =980,2 |
2,13∙151= =321,63 |
(1,3-1)× ×9,51∙133= =379,449 |
1854,679 |
3.3 Тепловой баланс и расход топлива
Расход сжигаемого топлива должен обеспечивать получение необходимого количества полезной теплоты, а также восполнение тепловых потерь, сопровождающих работу котельной установки. Полезно используемая теплота в котельной установке Q1 идет на подогрев воды. Соотношение, связывающее приход и расход теплоты в котле, носит название теплового баланса.
Тепловой баланс составляется на 1кг твердого или жидкого топлива либо на 1 м3 газообразного топлива, или в % от введенной теплоты. В паровом теплогенераторе общее количество введенной в топку теплоты называется располагаемой теплотой – .
Тепловой баланс сводится в таблицу 5. В исходных данных и расчетах теплового баланса необходимо учитывать вид топлива, тип теплогенератора, параметры пара и т.д.
Тепловой баланс теплогенератора.
Таблица 5.
№ п/п |
Наименование параметра и размерность |
Обозначение |
Расчетная формула, способ определения |
Расчет | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
Исходные данные для парового котла | |||||
1 |
Паропроизводительность номинальная, кг/с |
Dном |
Табл.П1 |
2,78 | |
2 |
Давление пара номинальное, МПа |
Рном |
То же |
1,4 | |
3 |
Паропроизводительность расчетная (для сухого насыщенного пара), кг/с |
Dн.п |
Из расчета тепловой схемы котельной; при отсутствии данных Dн.п=Dном |
2,78 | |
4 |
Рабочее давление пара, МПа |
р |
То же, или Р=Рном |
1,4 | |
5 |
Процент продувки котла, % |
Пр |
Из расчета тепловой схемы или Пр=2…10 |
5 | |
6 |
Температура, оС:
котловой, продувочной воды
|
tн tк.в tпр tп.в |
tн=tк.в=tпр, [12, табл. 3.1] при давлении Р
tп.в≈90…104 оС |
tн=tк.в=tпр =194,1
tп.в =100 | |
7 |
Энтальпия, кДж/кг:
|
iпр iп.в
iн.п |
tпр∙4,19 tп.в∙4,19
при давлении Р [12, табл. 3.1] |
iпр=194,1∙4,19= =813,279 iп.в=100∙4,19=419
iн.п=2789 | |
Продолжение таблицы 5. | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
6 | |
Расчет теплового баланса | |||||
8 |
Низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг, кДж/м3 |
Qсн |
для газа |
35840 | |
9 |
Располагаемая теплота, кДж/кг, кДж/м3 |
Qрр |
Qрр=Qсн для газа |
35840 | |
10 |
Температура уходящих топочных газов, оС |
|
140…180 оС |
146 | |
11 |
Энтальпия уходящих топоч-ных газов, кДж/кг, кДж/м3 |
Iух |
Из диаграммы I- |
3000 | |
12 |
Температура холодного воз-духа, поступающего в топку, оС |
tх.в |
20…30 оС |
25 | |
13 |
Коэффициент избытка возду-ха уходящих топочных газов |
αух |
Для парового котла αух=αэк, |
1,3 | |
14 |
Энтальпия воздуха, кДж/кг, кДж/м3 |
I0в |
39,8∙V0 |
39,8∙9,51=378,498 | |
15 |
Потеря теплоты с уходящими топочными газами, % |
q2 | |||
16 |
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания, % |
q3 |
Для газа q3=0,5 или по характеристике топки |
0,5 | |
17 |
Потеря теплоты от наружного охлаждения при номинальной мощности котла, % |
q5 ном |
Табл.П5 |
1,7 | |
18 |
Потеря теплоты от наружных охлаждения ограждающих конструкций, % |
q5 |
Для парового котла q5 ном× ×(Dном/ Dн.п) | ||
19 |
Суммарные потери теплоты, % |
Σq |
q2+ q3+ q5 | ||
20 |
Коэффициент полезного действия (КПД), брутто, % |
ηбр |
100- Σq | ||
21 |
Полезная мощность парогенератора |
Qпг |
Dн.п[(iн.п-iп.в) +0,01× ×Пр(iпр-iп.в)] |
2,778[(2789-419)+ +0,01∙5(813,279- -419)]=6643,4048 | |
22 |
Натуральный расход топлива, кг/с, м3/с: для парового котла; |
Вн | |||
23 |
Расчетный расход топлива, кг/с, м3/с |
Вр |
При сжигании газа Вр=Вн |
0,2041 | |
24 |
Условный расход топлива, кг/с |
Ву |
ВнQсн/29308 для газа | ||
25 |
Коэффициент сохранения теплоты |
φ |
1-0,01q5 |