1 Исходные данные для расчета

Часовой расход дымовых газов перед котлом V_о = 150000м³/ч

Температура дымовых газов на входе в котел t^н_д = 850^оС

Состав дымовых газов: СО₂ = 11,8% ; Н₂О = 11,2% ; О₂ = 4,9% ; N₂ = 72,1%

Давление пара в барабане котла Р = 4,5МПа

Доля подсасываемого воздуха от количества дымовых газов, поступающих в котел α = 0,05

Для упрощения расчета допускаем, что среднее количество дымовых газов, проходящих через секции котла, одинаково и с учетом присосов атмосферного воздуха равно [1; 7]:

V_од = (V_о + V_о^/) /2, (1)

где V_о^/ - количество дымовых газов на выходе из котла-утилизатора, V_о^/ = V_о +α· V_о, м³/ч;

α – доля подсасываемого воздуха от количества дымовых газов, поступающих в котел.

V_од = V_о·(1+ α /2)

V_од = 15000·(1 + 0,05/2) = 153750 м³/ч = 42,71 м³/с

Согласно [1; Приложение Г] выбираем для установки за печью котел-утилизатор типа КУ-150. Основные конструктивные параметры котла.

Поверхность нагрева:

первого испарительного пакета – 133м²;

пароперегревателя - 166м²;

второго испарительного пакета - 415м²;

третьего испарительного пакета - 475м²;

четвертого испарительного пакета - 436м²;

водяного экономайзера – 725м²;

Поверхность нагрева всего котла - 2350м².

Живое сечение для прохода дымовых газов:

первого испарительного пакета – 13,2м²;

пароперегревателя – 10,3м²;

второго испарительного пакета – 10,3м²;

третьего испарительного пакета – 10,3м²;

четвертого испарительного пакета – 10,3м²;

водяного экономайзера – 9,4м².

Живое сечение для прохода пара – 0,0276м².

Число рядов труб в пакете по ходу дымовых газов:

первого испарительного пакета – 12;

пароперегревателя – 8;

второго испарительного пакета – 22;

третьего испарительного пакета – 22;

четвертого испарительного пакета – 22;

водяного экономайзера – 2 х 20.

Шаг труб по ширине пучка испарительных пакетов – 172мм.

Шаг труб по ширине пучка остальных пакетов – 86мм.

Шаг труб по глубине пучка – 70мм.

По заданному составу дымовых газов рассчитываем и строим it-диаграмму. Расчет производим по формуле [1;8]:

i =(R_CO2·i_CO2 + R_H2O·i_H2O + R_O2·i_O2 + R_N2·i_N2)/100, (2)

где i – энтальпия дымовых газов при заданной температуре, кДж/м³;

i_CO2, i_H2O, i_O2, i_N2 - энтальпии СО2, Н₂О, О₂, N₂ при заданной температуре дымовых газов кДж/м³;

R_CO2, R_H2O, R_O2, R_N2 – содержание СО₂, Н₂О, О₂, N₂ в дымовых газах, %.

Значение энтальпии дымовых газов при различных температурах берем из [1; Приложение Д].

Таблица 1 – Энтальпия газов при различных температурах

t,oC	Энтальпии					i, кДж/м3
	СО2	Н2О	О2	N2
100	172,00	150,18	131,93	130,13		137
200	361,67	303,47	267,38	260,60		278
300	564,24	461,36	407,48	392,41		421
400	777,44	623,69	551,85	526,89		569
500	1001,78	791,55	700,17	664,58		720
600	1236,76	964,68	851,64	805,06		876
700	1475,41	1143,64	1005,24	940,36		1029
800	1718,95	1328,11	1162,32	1094,65		1198
900	1972,43	1517,87	1319,67	1243,55	1364

Рисунок 2 – Энтальпия дымовых газов