3. Журнал наблюдений

Состав продуктов сгорания, %					Рабочий расход газа, м3/ч	Темп-ра газа, ºС	Давление газа, бар	Темп-ра продуктов сгорания, tгаз, ºС	Темп-ра окружающей среды, tо, ºС	Габариты котла, длина/ диаметр, м
	О2	СО	NO	SO2
1	3,1	19	50	0	72	26,5	1,27	140	27	3,85/2,1
2	3,2	20	50	0	72	26,8	1,27	141	27	3,85/2,1
3	3,1	26	50	0	72	27	1,27	140	27	3,85/2,1
4	3,2	24	51	0	72	26,4	1,27	141	27	3,85/2,1
5	3,2	22	51	0	72	26,2	1,27	142	27	3,85/2,1
ср	3,1	22	50	0	72	26,5	1,27	141	27	3,85/2,1

4. Обработка экспериментальных данных

Рассмотрим эффективность сжигания топлива, записав тепловой баланс котельного агрегата, кВт:

Q_расп = Q₁+ Q₂ +Q₃ + Q₄ + Q₅ ,

где Q_расп – располагаемая теплота, т.е. теплота, вносимая в котел при сжигании топлива;

Q₁ – полезно используемая теплота в котле;

Q₂ – потери теплоты с уходящими продуктами сгорания;

Q₃ – потери теплоты от химической неполноты сгорания;

Q₄ – потери теплоты от механической неполноты сгорания;

Q₅ – потери теплоты в окружающую среду через ограждения котла (стены, под, свод и т.д.).

Располагаемая теплота:

Q_расп = Q^р_н· B_i+ Q_т.ф. + Q_в + Q_ф ,

где Q^р_н – низшая теплота сгорания топлива; кДж/кг; для природного газа Q^р_н=7880 ккал/м³=33020 кДж/м³;

Q_т.ф–физическая теплота используемого жидкого или твердого топлива (для газа Q_т.ф =0), кДж/м³;

Q_в–теплота воздуха, подаваемого в котел (для газа=0), кДж/м³;

Q_ф –теплота форсуночного пара, кДж/м³; если пар не используется для распыливания топлива Q_ф= 0.

Разделив уравнение теплового баланса котла на Q_расп , получим уравнение в безразмерном виде: 1=q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ ,

где слагаемые представляют собой величины, выраженные в долях от располагаемой теплоты:

q₁ – коэффициент полезного действия котла;

q₂ - удельные потери теплоты с уходящими дымовыми газами;

q₃ - удельные потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива; определяются по результатам газового анализа;

q₄ - удельные потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива; при сжигании жидких и газообразных топлив q_мех пренебрежимо малы q_мех= 0;

q₅ - удельные потери теплоты в окружающую среду с поверхности котла

Удельные потери теплоты с уходящими дымовыми газами q₂ приближенно определяются по формуле: q₂= ,

где t_ух – температура уходящих газов; ^оС;

t_в – температура воздуха, поступающего в котел, ^оС;

t_мах =2010 ^оС – максимальная температура горения;

С=0,8244 – поправочный коэффициент- отношение средневзвешенной теплоемкости неразбавленных воздухом газов в интервале температур 0-t к той же теплоемкости в интервале температур 0-t_max,

(h - 1) – содержание воздуха в 1 м³ влажных газов на 1 м³ сухих газов, получаемых в стехиометрических условиях

К=0,78 – поправочный коэффициент;

В=0,81 – поправочный коэффициент – соотношение объемов сухих и влажных газов при сжигании топлива в стехиометрическом объеме;

О тношение действительного объема сухих газов к их теоретическому объему h находится по формуле:

где (СО₂)_max – содержание СО₂ в сухих топочных газах при полном сгорании топлива в стехиометрическом объеме воздуха, % об.;

(СО₂)^’_ух – содержание СО₂ в дымовых газах по газовому анализу, % об.;

(СО)^’_ух – содержание СО в дымовых газах по газовому анализу, % об.;

(СН₄)^’_ух – содержание СН₄ в дымовых газах по газовому анализу, % об.

Значения (СО₂)_max при полном сгорании определяются по формуле:

(СО₂)_max = (СО₂)_ух 100 /(100-4,76(О₂)_ух),

,

.

Потери тепла из-за химического недожога (в %) определяются по формуле:

где P^’ – количество теплоты, выделяемое при полном сгорании рабочего топлива в теоретически необходимом для полного сгорания объеме воздуха, отнесенное к 1 м³ сухих продуктов сгорания, кДж/м³; для природного газа P^’= 4,19 МДж/м³.

(СО)'_ух =22, тогда q₃=(0,1265*(СО)'_ух*h*100)/P

q₃=0,0079%

Удельные потери теплоты в окружающую среду с поверхности котла определяются по формуле:

,

где q_oi^’ – средняя плотность теплового потока с i-той поверхности котла, Вт/м²;

F_i – площадь наружной i-той поверхности котла, м²;

Q_расп- располагаемая мощность котла определяется по формуле:

,

где Q_н^р – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

В – расход топливного газа, нм³/ч.

нм³/ч.

.

Получаем КПД котельного агрегата:

.