Зависимость энтальпии дымовых газов от температуры по газоходам

	, кДж/кг (м3)	, кДж/кг (м3)	, кДж/кг	+
****				. . . . . . .	. . . . . . . .	. . . .

3. Величины энтальпий из таблицы используется для построения - диаграммы которая удобна для последующих расчетов. Диаграмма включает три кривых для температур, характерных для каждого газохода, отмеченных точками в таблице. Впрочем, значения энтальпий для промежуточных температур можно найти с помощью линейной интерполяции величин таблицы 2.

Тепловой баланс котельного агрегата, расход топлива

Составление теплового баланса состоит в установлении равенства между располагаемым теплом , поступившим в агрегат, и суммой полезно использованного тепла и потерь.

1. Располагаемое тепло топлива (в нашем случае)

, кДж/кг (м³)

2. Температура уходящих газов (из задания при )

, ⁰С

3. Энтальпия уходящих газов (из уходящих газов)

, кДж/кг (м³)

4. Энтальпия холодного воздуха при (по заданной из - таблицы 2-2)

, кДж/кг (м³)

5. Потери тепла от механического недожога ([2], c.200-203, табл. XVII, XX, XXI)

, %

6. Потери тепла с уходящими газами

, %

7. Потери тепла от химического недожога ([2], c.200-203, табл. XVII, XX, XXI)

, %

8. Потери тепла в окружающую среду для теплогенератора с хвостовой поверхностью нагрева заданной паропроизводительности ([2], c.21, рис. 6-1)

, %

9. Потери с физическим теплом шлаков при температуре 600⁰С ([2], c.200-203, табл. XXI,с. 179, табл. XIII)

, %

10. Сумма тепловых потерь

, %

При сжигании газа и мазута величины и равны нулю.

11. КПД теплогенератора

, %

12. Энтальпия насыщенного пара при заданном давлении ([2], с. 204, табл XXIII)

, кДж/кг

13. Температура питательной воды (из задания)

, ⁰С

14. Энтальпия питательной воды ([2], с. 204, табл XXIII)

, кДж/кг

15. Полезно использованное тепло (Д, кг/с, поропроизводительность теплогенератора – из задания)

, кВт

16. Полный расход топлива

, кг/с (м³/с)

17. Расчетный расход топлива

, кг/с (м³/с)

18. Коэффициент сохранения тепла

Расчет топки

В топке происходит передача тепла от продуктов сгорания, в основном излучением, к экранам и лучевоспринимающим поверхностям первого газохода. Целью поверочного расчета является определение теплового напряжения топки и температуры газов на выходе, которые должны лежать в рекомендуемых пределах. При значительном отклонении этих величин от допустимых значений может потребоваться переконструирование топки.

1. Объем топочной камеры (по приложению 1)

, м³

2. Полная лучевоспринимающая поверхность нагрева (по приложению 1)

, м²

3. Поверхность стен (по приложению 1)

, м²

4. Площадь зеркала горения (по приложению 1)

, м²

5. Коэффициент загрязнения экранов ([2], с.29, табл.6-2)

6. Коэффициент тепловой эффективности экранов:

Для камерных топок

Для слоевых топок

7. Эффективная толщина излучающего слоя

, м

8. Абсолютное давление газов в топке (принимается)

МПа

9. Температура газов на выходе из топки (принимается предварительно 950-1000⁰С)

, ⁰С

10. Объемная доля водяных паров для (табл.1)

11. Объемная доля трехатомных газов (табл.1)

12. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов и паров

, 1/(м ^. МПа)

Сжигание твердого топлива

13. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

, 1/(м ^. МПа)

14. Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы

, 1/(м ^. МПа)

Где - безразмерная концентрация золы в дымовых газах при нормальных условиях в топке (табл.1)

15. Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами

, 1/(м ^. МПа)

Где k_кокс=10,1/(мМПа) - коэффициент ослабления.

Для

Низкореакционных топлив

Высокореакционных топлив

Слоевых топок

Камерных топок

16. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, золовыми и коксовыми частицами

, 1/(м ^. МПа)

17. Степень черноты факела в топке

18. Степень черноты топки для слоевых топок

Сжигание жидкого и газообразного топлива

19. Коэффициент ослабления сажистыми частицами

, 1/(м ^. МПа)

При сжигании газообразного топлива

20. Степень черноты светящегося пламени

Где - по пункту 13

21. Степень черноты несветящегося факела

22. Степень черноты факела при сжигании жидкого и газообразного топлив

Где - коэффициент усреднения, зависящий от напряжения топочного объема ([2], с.25, пункт 6-07)

23. Степень черноты топки при сжигании жидкого и газообразного топлив

24. Тепло, вносимое холодным воздухом в топку

, кДж/кг

25. Тепловыделение в топке

, кДж/кг

26. Теоретическая (адиабатическая) температура горения (по диаграмме энтальпия-температура для , табл.2)

, ⁰C

27. Средняя теплоемкость продуктов сгорания

, кДж/(кг ⁰C)

Где , кДж/кг - энтальпия газов на выходе из топки (по диаграмме энтальпия-температура для )

28. Относительное положение максимума температур (приложение 1)

29. Параметр, учитывающий характер распределения максимальных температур пламени по высоте топки

при сжигании газа и мазута

при слоевом сжигании твердых топлив

30. Температура газов на выходе из топки

, ⁰С

Если расположение рассчитанной и предварительно заданной температуры газов на выходе из топки превосходит 10⁰С, то расчет следует повторить – метод последовательных приближений, приняв в качестве нового предварительного значения температуры полученное в расчете.

31. Энтальпия газов на выходе из топки (по диаграмме энтальпия-температура для , табл. 2)

, кДж/кг

32. Тепло, переданное излучением в топке

, кДж/кг

33. Уточнить теплонапряженности и сравнить с рекомендуемыми значениями:

Теплонапряжение топочного объема , кВт/м³

Теплонапряжение зеркала горения , кВт/м³

Расчет котельного пучка

Вместе с экранами топки котельный пучок является парообразующей (испарительной) поверхностью парогенератора. Цель расчета – найти температуру продуктов сгорания на выходе из котельного пучка и связанные с ней величины. Расчет ведут методом последовательных приближений, задаваясь температурой на выходе и добиваясь равенства теплот по уравнениям баланса и теплообмена.

На рис.1 показан упрощенный расчетно-графический способ нахождения температуры газов на выходе из котельного пучка. Задаются первой температурой на выходе (например, 200⁰С) и определяют теплоту по уравнению баланса и теплоту по уравнению теплообмена . Затем задаются второй температурой газов на выходе из пучка (например, 300⁰С) и определяют теплоты и по соответствующим уравнениям. Если пренебречь изменением физических параметров газов в диапазоне 200-300⁰С, то необходимые нам температуру газов на выходе из котельного пучка и количество усвоенного в пучке тепла найдем на пересечении показанных на рис.1 прямых.

Рис.1 Нахождение величин на выходе из котельного пучка

1. Температура газов на входе в пучок (из расчета топки)

, ⁰С

2. Энтальпия газов перед пучком (из расчета топки)

, кДж/кг(м³)

3. Конвективная поверхность нагрева (из приложения 1)

, м²

4. Диаметр труб (из приложения 1)

, мм

5. Шаг труб поперек потолка газов (из приложения 1 с учетом направления потока газов)

, мм

6. Шаг труб вдоль потолка газов (из приложения 1 с учетом направления потока газов)

, мм

7. Живое сечение пучка для прохода газов (из приложения 1)

, м²

8. Температура газов за пучком (принимается с последующим уточнением). Смотри выше расчетно-графический способ нахождения этой температуры

, ⁰С

9. Энтальпия газов за пучком (по - диаграммы при )

, кДж/кг(м³)

10. Тепло, отданное газами по уравнению баланса

, кДж/кг(м³)

11. Температура насыщения воды, кипящей в трубах пучка, при давлении 1,4 Мпа (таблицы воды и пара; [2] с.204, табл. XXI)

, ⁰С

12. Большая разность температур

, ⁰С

13. Меньшая разность температур

, ⁰С

14. Средний температурный напор

, ⁰С

15. Средняя температура газов

, ⁰С

16. Средняя скорость газов

, м/с

17. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке

, Вт/(м^{2 0}С)

где - коэффициент учитывающий число рядов труб z по ходу газов; при z>3, =1;

- коэффициент учитывающий геометрическую компоновку пучка труб (если расчет дает отрицательное значение то принять =1)

, Вт/(м*К), - коэффициент теплопроводности газов при средней температуре потока;

, м²/с, - коэффициент кинематической вязкости газа при средней температуре потока;

- число Прандтля при средней температуре потока газа.

17 . Коэффициент теплоотдачи излучением

, Вт/(м² К),

где - степень черноты загрязненной лучевоспринимающей поверхности;

- степень черноты потока газов при средней температуре газов в котельном пучке , ⁰С

коэффициент ослабления излучения при средней температуре потока (формулы смотри в разделе расчета топки)

, (м Мпа)^-1,

давление в потоке газов Мпа,

оптическая толщина слоя газа

, м

температура загрязненной стенки (при сжигании газа , при сжигании мазута и твердого топлива )

п – показатель степени; для запыленного потока (мазут, твердое топливо) п=4, для не запыленного (газ) – п=3,6.

18. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

, Вт/(м² К)

где коэффициент омывания, зависящий от угла между направлением потока газов и осью труб; при угле 90 ^о .

19. Коэффициент тепловой эффективности поверхности нагрева (смотри [2]: с.47, табл.7-1; с.48, табл.7-3; с.48, пункт 7-55)

20. Коэффициент теплопередачи.

, Вт/(м^{2 .} К)

21. Тепло, воспринятое поверхностью нагрева по уравнению теплопередачи

, кДж/кг(м³)

Если при расчете методом последовательных приближений в первом приближении расхождение между и превосходит 2%, то следует сделать следующее приближение. Если имеются результаты расчета теплот в двух приближениях, можно прибегнуть к расчетно-графическому методу определения параметров на выходе из пучка.