Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсовая по теплотехнике.doc
Скачиваний:
44
Добавлен:
15.11.2019
Размер:
1.15 Mб
Скачать

3.1 Расчет процесса горения топлива в топке котла

3.1.1 Коэффициент избытка воздуха за установкой:

,

.

3.1.2 Теоретическое количество воздуха, необходимого для полного сгорания газообразного топлива, м33:

,

м33

3.1.3 Объем трехатомных газов, м33:

,

м33

3.1.4 Теоретический объем азота, м33:

,

м33

3.1.5 Объем избытка воздуха в топочном пространстве, м33:

,

м33

3.1.6 Объем водяных паров, м33:

,

м33

3.1.7 Объемное количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании топлива, м33:

,

м33

      1. Плотность топливного газа при нормальных условиях, кг/м3:

,

кг/м3

3.1.9 Массовое количество дымовых газов, образующихся при сжигании газообразного топлива, кг/м3:

,

кг/м3

3.1.10 Определяем калориметрическую температуру горения, для чего вычислим энтальпию продуктов сгорания при температурах , кДж/м3:

,

где , , , - средние объемные изобарные теплоемкости углекислого газа, азота, водяных паров и воздуха соответственно, [7, прилож.1]:

кДж/м3

кДж/м3

Энтальпию продуктов сгорания (кДж/м3) при калориметрической температуре определяем из уравнения теплового баланса топки для двух случаев:

а) с воздухоподогревателем

,

где - физическое тепло топлива, ввиду его малости можно принять

;

- физическое тепло воздуха;

,

где - температура воздуха;

- средняя изобарная объемная теплоемкость воздуха при ;.

,

кДж/м3

кДж/м3

б) без воздухоподогревателя

,

Т.к. =0 при =

кДж/м3.

По значениям и построим в масштабе ht- диаграмму продуктов сгорания (зависимость =f(t) ):

Рис.2. Диаграмма ht-продуктов сгорания топлива

Зная и по ht – диаграмме определяем калориметрические температуры горения: и .

3.1.11 Определяем энтальпию уходящих газов, кДж/кг:

а) с воздухоподогревателем

,

кДж/кг

б) без воздухоподогревателя

,

.

Для этого случая определяем приближенное значение температуры уходящих газов без воздухоподогревателя из уравнения теплового баланса последнего:

,

где 1,295 и 1,293 – плотности дымовых газов и воздуха при нормальных условиях;

- средняя изобарная массовая теплоемкость газов,

принимаем кДж/(кг·оС);

- средняя изобарная массовая теплоемкость воздуха,

принимаем кДж/(кг·оС);

отсюда

,

оС

кДж/кг

3.2 Расчет процесса горения и ht-диаграмма продуктов сгорания топлива

Исходные данные

Содержание компонентов смеси

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

91,400

4,100

1,900

0.600

C5H12

H2S

H2

H2O

0.000

0.000

0.100

0.000

O2

CO

CO2

N2

0.000

0.700

0.000

0,200


Q –низшая теплотворная способность, кДж/м3 Q = 37900.000

Определяем энтальпии продуктов сгорания

 

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

3

0

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

100

1552,24

1818,86

2085,48

2352,10

2618,72

2885,33

4218,43

200

3125,50

3661,54

4197,59

4733,63

5269,68

5805,72

8485,94

300

4759,33

5569,69

6380,06

7190,42

8000,78

8811,14

12862,94

400

6425,77

7515,96

8606,16

9696,36

10786,56

11876,76

17327,74

500

8137,65

9514,68

10891,71

12268,73

13645,76

15022,79

21907,93

600

9894,68

11564,27

13233,86

14903,44

16573,03

18242,62

26590,55

700

11695,26

13663,86

15632,45

17601,05

19569,64

21538,24

31381,22

1400

25226,21

29402,92

33579,63

37756,33

41933,04

46109,75

66993,29

1500

27255,42

31759,44

36263,46

40767,47

45271,49

49775,51

72295,59

1600

29302,30

34136,13

38969,97

43803,80

48637,63

53471,47

77640,63

1700

31370,48

36535,09

41699,70

46864,31

52028,93

57193,54

83016,59

1800

33443,33

38941,62

44439,92

49938,21

55436,51

60934,80

88426,28

1900

35535,83

41330,16

47124,49

52918,82

58713,16

64507,49

93479,15

2000

37635,48

43804,94

49974,40

56143,86

62313,32

68482,78

99330,09

2100

39751,82

46257,29

52762,76

59268,23

65773,70

72279,17

104806,51

2200

41875,03

48719,50

55563,96

62408,43

69252,89

76097,36

110319,69

2300

43998,43

51182,65

58366,88

65551,11

72735,34

79919,56

115840,70

2400

46138,13

53664,58

61191,03

68717,48

76243,93

83770,37

121402,62

2500

48277,68

56144,21

64010,73

71877,26

79743,78

87610,31

126942,94

0

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

100

4884,97

5551,52

6218,07

6884,61

7551,16

8217,70

8884,25

9550,80

200

9826,05

11166,16

12506,28

13846,39

15186,50

16526,61

17866,72

19206,83

300

14888,84

16914,74

18940,64

20966,54

22992,44

25018,34

27044,24

29070,15

400

20053,24

22778,73

25504,23

28229,72

30955,21

33680,71

36406,20

39131,70

500

25350,50

28793,07

32235,64

35678,21

39120,78

42563,35

46005,92

49448,49

600

30764,51

34938,48

39112,45

43286,41

47460,38

51634,34

55808,31

59982,27

700

36302,71

41224,20

46145,69

51067,18

55988,67

60910,16

65831,65

70753,14

1400

77435,06

87876,83

98318,60

108760,37

119202,13

129643,90

140085,67

150527,44

1500

83555,63

94815,67

106075,72

117335,76

128595,80

139855,84

151115,88

162375,92

1600

89725,22

101809,80

113894,38

125978,97

138063,55

150148,13

162232,72

174317,30

1700

95928,12

108839,65

121751,18

134662,71

147574,24

160485,77

173397,29

186308,82

1800

102172,01

115917,75

129663,49

143409,23

157154,96

170900,70

184646,44

198392,18

1900

107964,98

122450,81

136936,63

151422,46

165908,29

180394,12

194879,95

209365,78

2000

114753,75

130177,40

145601,06

161024,71

176448,36

191872,02

207295,67

222719,33

2100

121070,19

137333,86

153597,54

169861,21

186124,89

202388,56

218652,24

234915,91

2200

127430,85

144542,01

161653,17

178764,34

195875,50

212986,66

230097,82

247208,99

2300

133801,26

151761,83

169722,40

187682,97

205643,53

223604,10

241564,67

259525,24

2400

140218,74

159034,87

177850,99

196667,11

215483,24

234299,36

253115,48

271931,60

2500

146609,26

166275,57

185941,89

205608,20

225274,52

244940,84

264607,15

284273,47

Сумма теплоты сгорания топлива

и физической теплоты подогретого воздуха

t\α

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

3

0

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

100

40458,74

40926,66

41394,58

41862,50

42330,42

42798,33

45137,93

200

43038,50

43977,14

44915,79

45854,43

46793,08

47731,72

52424,94

300

45678,83

47093,09

48507,36

49921,62

51335,88

52750,14

59821,44

400

48351,77

50247,16

52142,56

54037,96

55933,36

57828,76

67305,74

500

51070,15

53453,68

55837,21

58220,73

60604,26

62987,79

74905,43

600

53833,68

56711,07

59588,46

62465,84

65343,23

68220,62

82607,55

700

56640,76

60018,46

63396,15

66773,85

70151,54

73529,24

90417,72



t\α

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

0

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

37900,00

100

46307,72

47477,52

48647,32

49817,11

50986,91

52156,70

53326,50

54496,30

200

54771,55

57118,16

59464,78

61811,39

64158,00

66504,61

68851,22

71197,83

300

63357,09

66892,74

70428,39

73964,04

77499,69

81035,34

84570,99

88106,65

400

72044,24

76782,73

81521,23

86259,72

90998,21

95736,71

100475,20

105213,70

500

80864,25

86823,07

92781,89

98740,71

104699,53

110658,35

116617,17

122575,99

600

89801,01

96994,48

104187,95

111381,41

118574,88

125768,34

132961,81

140155,27

700

98861,96

107306,20

115750,44

124194,68

132638,92

141083,16

149527,40

157971,64

700

600

500

400

300

200

100

Рис.3. ht-диаграмма для Оренбургского газа