1. Определение количества теплоты, которое может быть принято утилизационным котлом

При проектировании утилизационных систем необходимо учесть, что температура выпускных газов, проходящих через элементы СУТ, должна быть выше температуры точки росы. Во избежание низкотемпературной сернистой коррозии металла утилизационного котла необходимо, чтобы температура выпускных газов за ним была выше температуры точки росы значение которой зависит от парциального давления водяных паров в выпускных газах и от содержания серы в топли­ве. Температура точки росы рассчитывается по эмпирической формуле:

где – температура насыщения водяного пара, соответствующая его парциональному давлению в выпускных газах. При атмо­сферном давлении продуктов сгорания среднего состава парциальное дав­ление водяного пара р = 0,005 ÷ 0,015 МПа. Этим давлениям соответствует температура насыщения = 33 ÷ 56 С. Для дизельного топлива = 50 С⁰;

- приведенное содержание серы в топливе, %. Для дизельного топлива ;

Необходимо создать достаточный для эффективности теплообмена температурный напор между выпускными газами и поверхностью теплообмена, тогда:

- разность между температурами стенки и выпускных газов, обеспечивающая достаточное эффективный теплообмен, принимается равной не менее 25 . Принимаем

Температуру выпускных газов принимаем на 25 выше температуры насыщения вырабатываемого котлом пара, т.е.

,

где – температура насыщения водяного пара, .

;

Определим действительный максимальный коэффициент использования теплоты выпуск­ных газов, который при допущении, что теплоемкость выпускных газов на входе и выходе СУТ одинакова, равен:

Определяем расчётную температуру выпускных газов перед утилизационным котлом:

где – температура выпускных газов на долевых режимах нагрузки, – снижение температуры выпускных газов в газовом канале перед утилизационным котлом, принимаем

Действительный коэффициент использования теплоты выпускных газов равен:

Количество теплоты, которое может быть передано в СУТ, определяется по формуле:

Таблица 3

Расчет количества теплоты, уносимой выпускными газами, и количества теплоты, которое может быть принято утилизационным котлом

Определяемый параметр, размерность	Обозначение	Нагрузка в долях от номинальной
		0,25	0,5	0,75	1,0
Эффективная мощность двигателя, кВт		129	258	385	515
Удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт ∙ ч)		0,206	0,185	0,178	0,175
Часовой расход топлива, кг/ч		34,6	62,3	89,2	117,6
Температура выпускных газов,		239	311	373	430
Суммарный коэффициент избытка воздуха		3,9	2,9	2,3	2
Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, кг		14,5
Температура воздуха на входе в цилиндр,		50
Средняя удельная массовая изобарная теплоёмкость воздуха, кДж/(кг ∙ К)		1,02
Средняя удельная массовая изобарная теплоёмкость «чистых» продуктов сгорания, кДж/(кг ∙ К)		1,09	1,10	1,11	1,12

Продолжение табл. на стр. 17

Средняя удельная массовая изобарная теплоёмкость продуктов сгорания, кДж/(кг ∙ К)		1,04	1,05	1,06	1,07
Рабочая низшая теплота сгорания, кДж/кг		42700
Относительное количество теплоты выпускных газов, которое частично может быть испольовано в схеме утилизаци		0,28	0,29	0,30	0,31
Абсолютное количество теплоты выпускных газов на долевом режиме, кДж/ч (·103)		408	770	114	153
Температура точки росы,		116
Разность между температурами стенки и выпускных газов,		30
Температура выпускных газов за утилизационным котлом,		146
Расчетная температура выпускных газов за утилизационным котлом,		185
Снижение температуры выпускных газов в газовом канале перед утилизационным котлом, °С	Δtг	15
Расчётная температура выпускных газов перед утилизационным котлом,		224	296	358	415
Максимальный коэффициент использования теплоты выпускных газов		0,66
Действительный коэффициент теплоты выпускных газов		0,17	0,37	0,48	0,55
Количество теплоты, которое может быть принято утилизационным котлом, кДж/ч(·103)		70	289	548	847