- •Содержание
- •1. Состав топлива и конструктивные характеристики котлоагрегата
- •1.1 Определение состава и теплоты сгорания топлива
- •1.2 Конструктивные характеристики котлоагрегата
- •7, 8 И 9 – нижний, промежуточный и верхний коллекторы переднего экрана;
- •2. Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания
- •2.1 Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам
- •2.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
- •2.3 Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
- •3. Тепловой баланс и расход топлива
- •4. Расчёт топочной камеры
- •4.1 Определение геометрических характеристик топки
- •4.2 Расчет теплообмена в топке.
- •5. Расчет конвективной поверхности нагрева котла
- •Список литературы:
3. Тепловой баланс и расход топлива
При работе водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки горячей воды.
Тепловой баланс котла для 1м3 газа при нормальных условиях имеет вид:
,
где располагаемая теплота, кДж/м3;
Q1 полезная теплота, содержащаяся в горячей воде, кДж/м3;
Q2 – потери теплоты с уходящими газами, кДж/м3;
Q3 – потери теплоты химической неполноты сгорания, кДж/м3;
Q4 – потери теплоты механической неполноты сгорания, кДж/м3;
Q5 – потери теплоты от наружного охлаждения, кДж/м3;
Q6 – потери теплоты от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке и от охлаждения панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, кДж/м3;
Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:
;
Если тепловой баланс выразить в процентах от располагаемой теплоты (Qрр=100%), то уравнение теплового баланса имеет вид:
100 % = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6;
1. Располагаемая теплота для природного газа:
где: − низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м3;
− теплота, внесённая в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата теплоносителем в калорифере, устанавливаемом перед воздухоподогревателем, кДж/м3.( кДж/м3, т. к.предварительный подогрев воздуха в калорифере отсутствует).
кДж/м3
2. Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле:
,
где: Iух − энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 4 при соответ-ствующих значениях ух и выбранной температуре уходящих газов (для природного газа не менее 1300С), кДж/м3; (tух = 1400С, интерполируя, получаем Iух=2711,78 кДж/м3),
− энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при tв=200С, кДж/м3;
ух ‑ коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из табл. 3 в сечении газохода после последней поверхности нагрева (ух=1,35);
q4 − потеря теплоты от механической неполноты горения (для природного газа q4 = 0), %
Энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре 20 оС (кДж/м3):
кДж/м3;
3. Потеря теплоты от химической неполноты сгорания (q3) обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н2, СН4. Потеря теплоты от химической неполноты горения зависит от вида топлива и содержания в нем летучих в-в, способа сжигания топлива и конструкции топки, коэффициента избытка воздуха в топке.
- для природного газа ;
4. Потеря теплоты от наружного охлаждения (в %) для водогрейного котла определяется по рис.8.1 лит.[10],:
,
5. Определяем КПД брутто для водогрейного котла по обратному балансу:
;
6. Полезная мощность водогрейного котла, (кВт):
,
где: Gв − расход воды через водогрейный котел, (Gв = 171,67 кг/с);
iх.в, iг.в − энтальпия холодной и горячей воды (на входе и выходе водогрейного котла), кДж/кг.
кВт
7. Расход топлива (м3/с), подаваемого в топку водогрейного котла, из уравнения прямого теплового баланса:
;
м3/с
8. Расчетный расход топлива (м3/с):
- для природного газа =1,74 м3/с
Расчетный расход топлива вносится во все последующие формулы, по которым подсчитывается суммарный объем продуктов сгорания и количество теплоты.
9. Определяем для последующих расчетов коэффициент сохранения теплоты:
=