Расчет котлоагрегата ДКВР 10-23

Продолжение таблицы 2.2

 

Воздухоподогреватель aвп =1,46

200 100

1179.873 587.727

1463.095 664.825

542.741 270.354

2066.881 964.347

61,045 29,168

 

Расчет  энтальпий продуктов сгорания производится при действительных коэффициентах  избытка воздуха после каждой поверхности нагрева (значения коэффициента избытка воздуха после поверхности нагрева берутся из таблицы 2.1). Расчет следует производить для всего возможного диапазона температур после поверхностей нагрева, так как температуры эти неизвестны. В дальнейших расчетах при пользовании значениями энтальпии допускается линейная интерполяция в интервале температур 100 К. Поэтому при расчетах энтальпии интервал температур не должен быть более 100 К.

Чтобы определить энтальпии воздуха и продуктов  сгорания, необходимо:

1. Вычислить энтальпию теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур для жидкого топлива;
2. Определить энтальпию теоретического объема продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температур;
3. Определить энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур;
4. Определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха α > 1.

 

Таблица 2.3

Присосы воздуха в газоходах котлов при  номинальной нагрузке

 

Г  а  з  о  х  о  д  ы		Величина присоса
Топочные камеры газомазутных и пылеугольных котлов	Газомазутные и пылеугольные с  твёрдым шлакоудалением с металлической  обшивкой То же без металлической обшивки	0,05          0,08
Топочные камеры слоевых топок	Механические и полумеханические	0,1

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 2.3

 

Газоходы конвективных поверхностей нагрева

Первый котельный пучок  котлов паропроизводительностьюD< 50 т/ч Второй котельный пучок  котлов паропроизводительностьюD< 50 т/ч Первичный пароперегреватель Экономайзер чугунный с обшивкой котлов паропроизводительностьюD< 50 т/ч Экономайзер чугунный без обшивки  котлов паропроизводительностьюD< 50 т/ч Воздухоподогреватель трубчатый  котлов паропроизводительностьюD< 50 т/ч

0,05 0,1 0,03   0,1   0,2   0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет теплового баланса котла

 

         При работе парового или водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой и обозначают . Между теплотой, поступившей в котельный агрегат и покинувшей его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды.

 

,                                                 (3.1)

 

= 16760 кДж/кг.

Где низшая теплота сгорания рабочей массы жидкого топлива , кДж/кг.

Потеря тепла с уходящими газами , %, определяется по формуле:

 

,

                    (3.2)

.

 

 

Где энтальпия уходящих газов , определяется по таблице 2.2 при соответствующих значениях и выбранной температуре уходящих газов, кДж/кг или кДж/м³;

   Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха , определяется при tв= 30°С по формуле (3.6),кДж/кг  или  кДж/м³;

Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах , берется из таблицы 2.1 в сечении газохода после последней поверхности нагрева.

 

Энтальпия теоретически необходимого объема холодного  воздуха , при температуре 30°С; кДж/кг  или  кДж/м³, определяется по формуле:

 

,                                           (3.3)

 

кДж/кг.

 

Потеря  от механической неполноты сгорания _,%. При слоевом сжигании твердых топлив принимается по таблице 1.6

= 6 %.

Потеря тепла от химической неполноты сгорания , %. При слоевом и камерном сжигании твердых топлив определяется по таблице 1.6.

=1%.

 

Потеря тепла от наружного охлаждения ,%,определяется по формуле:

 

,                                                   (3.4)

 

= %.

 

Где потеря тепла от наружного охлаждения при номинальной нагрузке (рисунок 3.1 или по таблице 3.1);

Номинальная и фактическая нагрузка котла D_ном, D_ф, кг/с(т/ч).

 

Потери  с физическим теплом шлака  %, определяется по формуле:

 

                                  ,                                           (3.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Расчет КПД и расхода топлива

 

Коэффициентом полезного действия (КПД) парового или водогрейного котла  называют отношение полезной теплоты  к располагаемой теплоте. На собственные  нужды расходуется пар для  привода питательных насосов, на обдувку поверхностей нагрева и т. д., а электрическая энергия – для привода дымососа, вентилятора, питателей топлива, мельниц системы пылеприготовления и т. д. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Если КПД агрегата определяется по выработанной теплоте, то его называют брутто, а если по отпущенной теплоте – нетто.

Коэффициент полезного действия парового котла (брутто) определяется по уравнению обратного баланса, (%):

 

                         (3.6)

 

.

      Полезная мощность парового котла , кВт, определяется по формуле:

 

                      

= Dн.п  (iн.п - iп.в) + 0,01 p(iкип - iп.в),                      (3.7)

 

        = 2,7(2777,0-104,76)+0,01*2(762,6-104,76)= 7228,198 кВт.

 

Где расход выработанного насыщенного пара Dн.п , кг/с;

I п.в, Iн.п, Iкип - энтальпия перегретого пара, питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, насыщенного пара и кипящей воды в барабане котла, кДж/кг;

Непрерывная продувка парового котла P , %, учитывается только при

Р ≥ 2 %.

 

Расход  топлива , подаваемого в топку, кг/с, определяется по формуле:

 

                                              (3.8)

 

 

кг/с.

Расчетный расход топлива вносится во все последующие  формулы, по которым подсчитывается суммарный объем продуктов сгорания и количество теплоты.

Коэффициент сохранения тепла , для последующих расчетов, определяется  по формуле:

 

,                                        (3.9)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет топочной камеры

 

Температура газов на выходе из топки, ,⁰С, определяется по формуле:

 

,                         (4.1)

 

 

Полезное тепловыделение в топке для котлов низкого давления , кДж/кг, определяется по формуле:

 

,                     (4.2)

 

Где теплота , вносимая  в топку  воздухом, кДж/кг рассчитывается по формуле:

                                           

,                                 (4.3)

 

, кДж/кг.

 

 

кДж/кг.

 

 

Адиабатическая температура горения , К, определяется по формуле:

 

,  (4.4)

 

К.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива ,кДж/кг×К, производится по формуле:

 

,                                              (4.5)

 

Где теоритическая (адиабатная) температура горения ,К, определяемая по таблице 2.2 по значению , равному энтальпии продуктов сгорания I_a;

Температура газов на выходе  из топки , ^оС, принятая по предварительной оценке;

Энтальпия продуктов сгорания , определяемая по таблице 2.2 при принятой на выходе из топки температуре;

- полезное тепловыделение в  топке.

 

кДж/кг×К.

 

Определение параметра М. 

 

Параметр М  определяется в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки.

При слоевом сжигании всех видов  топлив:

 

М = 0,59 – 0,2 ,    (4.6)

 

М = 0,59 – 0,5·0,14=0,49.

 

Где отношение высоты расположения осей горелок , для камерных топок принимается не более 0,5 .

 

 

Определение среднего коэффициента тепловой эффективности  экранов  .  Расчет ведут по формуле:

    (4.8)

.

где , в котором   угловой коэффициент, определяемый по рисунку 4.2[5].

 

.

 

= 778⁰С.

 

 

1 – с учетом  излучения обмуровки при е≥1,4d;

2 – то же при е=0,8d;

3 – то же при е=0,5d;

4 – то же при е=0;

5 – без учета излучения обмуровки  при е≥0,5d.

 

Рисунок 4.2 Угловые коэффициенты однорядного гладкотрубного экрана

Коэффициент , учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения или закрытия изоляцией поверхности, принимается по таблице 4.1.

 

Таблица 4.1

Значения  коэффициента

 

Тип экрана	Топливо
Открытые гладкотрубные настенные  экраны	Газообразное топливо	0,65
Открытые гладкотрубные настенные  экраны	Мазут	0,55
Открытые гладкотрубные настенные  экраны	Все топлива при слоевом сжигании	0,60
Ошипованные экраны, покрытые угнеупорной  массой	Все топлива	0,20
Экраны, закрытые шамотным кирпичом	Все топлива	0,10

 

Степень черноты  для камерных топок  , при сжигании жидкого топлива и газа определяется по формуле:

 

,      (4.9)

 

.

 

 

Входящая  в формулу (4.9) эффективная степень  черноты факела а_ф определяется по формуле (4.10) . Для жидкого и газообразного топлива, определяется по формуле:

 

,    (4.10)

 

.

 

 

 

Эффективная толщина излучающего слоя S, (м), рассчитывают по формуле:

 

S=3,6 ,                                        (4.11)

 

Где объем топочной камеры , м³;

Поверхность стен топочной камеры , м²

 

S=3,6*

м.

 

 

При сжигании твердого топлива ослабления лучей трехатомными газами ( ), и сажистыми частицами ( ).

Коэффициент ослабления лучей ,м×МПа . Определяется по формуле:

 

++,                                        (4.12)

 

Где суммарная объемная доля трехатомных газов , берется из таблицы 2.1;

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами , м·МПа ;