Ход работы
1. Изучить методику выполнения расчета теплового, эксергетического баланса теплогенератора
2. Рассчитать тепловой, эксергетический баланс теплогенератора (см. приложение 1).
Методика расчета.
Пример.
Составить тепловой баланс котельного агрегата, найти кпд (брутто) котельного агрегата, если известен состав твердого топлива, паропроизводительность D, температура топлив на входе в топку tт, натуральный расход топлива В, давление перегретого пара рп.п., температура перегретого пара tп.п., температура питательной воды tп.в., величина непрерывной продувки Р, теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива Vo, объем уходящих газов Vух на выходе из последнего газохода, температура уходящих газов υ ух на выходе из последнего газохода, средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении с`р ух = 1,415 кДж/( м3 К), с`рв = 1,297 кДж/( м3 К), коэффициент избытка воздуха за последним газоходом α ух, температура воздуха в котельной tв, содержании в уходящих газах оксида углерода СО, трехатомных газов RО2, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4. Потерями с физической теплотой шлаков можно пренебречь.
Решение.
Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле Qнр = 338Ср + 1025 Нр _ 108,5 (Ор - Sлр ) - 25Wр, (7).
Теплоемкость рабочей массы топлива находим по формуле стр = стс (100 - Wр)/100 + сн2о Wр/100, (32) .
Физическую теплоту топлива определяем по формуле Qтл = стр tт, (31) .
Располагаемую теплоту определяем по формуле Qрр= Qнр + Qтл (30) .
Теплоту, полезно использованную в котлоагрегате, определяем по формуле Q1= (Dпе/В) [(iп.п – iп.в) + (Р/100)( iк.в – iп.в) ], (34) . Dпе = D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.
Энтальпию пара iп.п , питательной воды iп.в и котловой воды iк.в определяем по справочным данным.
Потери теплоты с уходящими газами находим по формуле Q2= (Vух с`р ух υ ух - α ух Vo с`рв tв) (100 - q4)/100 = (I ух - α ух I охв) (100 - q4)/100, (35) .
Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива находим по формуле Q3 = 273 (Ср + 0,375 Sлр)СО/ (RО2 + СО), (37).
Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива находим по формуле Q4= q4Qрр/100 (40).
Потери теплоты в окружающую среду определяем по формуле Q5= Qрр – (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q6 ), (41).
Составляющие теплового баланса:
q1 = (Q1/ Qрр)100
q2 = (Q2/ Qрр)100
q3 = (Q3/ Qрр)100
q5 = (Q5/ Qрр)100
Тепловой баланс согласно уравнению (28):
Qрр= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5,
или в процентах в процентах от располагаемой теплоты согласно уравнению (29):
q1+ q2+ q3+ q4+ q5=100
Приложение 1
Составить тепловой баланс котельного агрегата, найти кпд (брутто) котельного агрегата, если известен состав твердого топлива, паропроизводительность D, температура топлив на входе в топку tт, натуральный расход топлива В, давление перегретого пара рп.п., температура перегретого пара tп.п., температура питательной воды tп.в., величина непрерывной продувки Р, теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива Vo, объем уходящих газов Vух на выходе из последнего газохода, температура уходящих газов υ ух на выходе из последнего газохода, средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении с`р ух, с`рв, коэффициент избытка воздуха за последним газоходом α ух, температура воздуха в котельной tв, содержании в уходящих газах оксида углерода СО, трехатомных газов RО2, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4. Потерями с физической теплотой шлаков можно пренебречь. |
||||||
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Ср, % |
28,7 |
41,5 |
54,7 |
37,3 |
58,7 |
68,3 |
Нр, % |
2,2 |
2,9 |
3,3 |
2,8 |
4,2 |
1,2 |
Sлр, % |
2,7 |
0,4 |
0,8 |
1,0 |
0,3 |
1,7 |
Nр, % |
0,6 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
1,9 |
0,6 |
Ор, % |
8,6 |
13,1 |
4,8 |
10,5 |
9,7 |
1,3 |
Ар, % |
25,2 |
8,0 |
27,6 |
29,5 |
13,2 |
22,9 |
Wр, % |
32,0 |
33,5 |
8,0 |
18,0 |
12,0 |
8,5 |
D, кг/с |
13,4 |
13,8 |
12,5 |
12,7 |
13,1 |
13,0 |
tт, ° С |
20 |
25 |
30 |
20 |
25 |
30 |
В, кг/с |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
рп.п, МПа |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
tп.п., ° С |
450 |
450 |
450 |
450 |
450 |
450 |
tп.в.,° С |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
Р, % |
4 |
3 |
4 |
3 |
4 |
3 |
Vo, м3/кг |
2,94 |
2,94 |
2,94 |
2,94 |
2,94 |
2,94 |
Vух, м3/кг |
4,86 |
4,86 |
4,86 |
4,86 |
4,86 |
4,86 |
υ ух,° С |
160 |
160 |
160 |
160 |
160 |
160 |
с`р ух, кДж/( м3 К) |
1,415 |
1,415 |
1,415 |
1,415 |
1,415 |
1,415 |
с`рв, кДж/( м3 К) |
1,297 |
1,297 |
1,297 |
1,297 |
1,297 |
1,297 |
αух |
1,48 |
1,46 |
1,43 |
1,45 |
1,42 |
1,47 |
СО, % |
0,2 |
0,25 |
0,28 |
0,2 |
0,25 |
0,28 |
RО2, % |
16,6 |
17,5 |
19 |
16,6 |
17,5 |
19 |
q4, % |
4 |
3 |
5 |
4 |
3 |
5 |