3.3. Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Энтальпия – количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания (дымовых газах). В курсовой работе энтальпию относят к 1 кг сжигаемого твёрдого или жидкого топлива или к 1 м³ при сжигании газа (кДж/кг или кДж/м³).

Расчёт энтальпий дымовых газов производится при действительном коэффициенте избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. А значение коэффициента избытка следует принять по табл.3.3.

Определение энтальпий воздуха и газов проводится в такой последовательности:

1.Вычислить энтальпию теоретического объёма воздуха для всего возможного диапазона температур для твёрдого, жидкого и газообразного топлива, начиная от теоретической температуры горения до температуры уходящих газов (примерно от 2200 до 100°С), кДж/кг или кДж/м³:

= (cυ)_в, (3.19)

где (cυ)_в- энтальпия 1 м³ воздуха (табл.3.4).

2. Определить энтальпию теоретического объёма газов для всего выбранного интервала температур, кДж/кг или кДж/м³ :

= ·(cυ) + ·(cυ) + ·(cυ) , (3.20)

где (cυ) ,(cυ) ,(cυ) – энтальпия 1м³ трёхатомных газов, азота и водяных паров, принимается для каждой выбранной температуры (по табл. 3.4), кДж/м³; , , – объёмы трёхатомных газов, теоретического объёма азота и теоретического объёма водяных паров (табл.3.3), кДж/кг или кДж/м³.

3. Определить энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур, кДж/кг или кДж/м³:

=(α – 1) . (3.21)

4. Определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха α>1, кДж/кг или кДж/м³:

= + + , (3.22)

где I_зл - энтальпия золы в продуктах сгорания, кДж/кг;

I_зл = (сυ)_зл · А^р ·α_ун/100.

Результаты расчёта энтальпий продуктов сгорания по газоходам парогенератора сводятся в табл.3.5. Данные табл 3.5 позволяют в последующих расчётах температур дымовых газов определять их энтальпию или, наоборот, по энтальпии – их температуру. При этом допускается в диапазоне 100°С делать линейную интерполяцию.

При расчётах удобнее пользоваться графической интерполяцией, для чего необходимо построить графики I=f(υ) для каждого газохода. Из графиков можно легко определять по конкретным температурам соответствующие энтальпии и по энтальпиям – температуры.

4.Расчетный тепловой баланс, кпд и расход топлива

Тепловой баланс и КПД определяют для оценки экономичности работы агрегата, а именно для определения расхода топлива на выработку единицы теплоты.

При работе парогенератора вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты пара и на покрытие тепловых потерь.

Суммарное количество теплоты, поступившей в парогенератор, называют располагаемой теплотой и обозначают .

Тепловой баланс для 1 кг твёрдого и жидкого топлива или

1 м³ газа имеет вид

=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆ , (4.1)

где Q₁ – полезная теплота пара, кДж/кг или кДж/м³;

Q₂ – потеря теплоты с уходящими газами;

Q₃ – потеря теплоты от химической неполноты сгорания;

Q₄ – потеря теплоты от механической неполноты сгорания;

Q₅ – потеря теплоты в окружающую среду через наружные ограждения котельной установки;

Q₆ - потери теплоты с удаляемым шлаком.

Обычно тепловой баланс составляют применительно к установившемуся тепловому режиму, а статьи баланса выражают в процентах от располагаемой теплоты, % .

Если отнести все слагаемые баланса к располагаемой теплоте 1 кг или 1 м³ топлива и выразить их в процентах, уравнение (4.1) примет вид

q₁+q₂+q₃+q₄+q₅+q₆=100. (4.2)

Здесь q₁- КПД брутто по выработанной теплоте пара;

q₁= ·100 = η_бр.