2.4. Тепловой баланс котельного агрегата, расход топлива.

Составление теплового баланса состоит в установлении равенства между располагаемым теплом , поступившим в агрегат, и суммой полезно использованного тепла и потерь.

1. Располагаемое тепло топлива (в нашем случае):

=4730*4,19=19819 кДж/кг (м³)

2. Температура уходящих газов (из задания при ):

= 205 ⁰С

3. Энтальпия уходящих газов (из уходящих газов):

= 2094,085 кДж/кг (м³)

4. Энтальпия холодного воздуха при ( =18 ⁰С):

= 125,95 кДж/кг (м³)

5. Потери тепла от механического недожога:

= 3 %

6. Потери тепла с уходящими газами:

= = 9,55 %

7.Потери тепла от химического недожога:

= 3 %

8. Потери тепла в окружающую среду для теплогенератора с хвостовой поверхностью нагрева заданной паропроизводительности:

= 0,5 %

8. Потери с физическим теплом шлаков при температуре 600⁰С :

= = 0,237 %

8. Сумма тепловых потерь:

= 9,55+3+3+0,5+0,237=16,3%

8. КПД теплогенератора:

= 100-16,3 = 83,7 %

12. Энтальпия насыщенного пара при заданном давлении:

=2789,7 кДж/кг

13. Температура питательной воды (из задания):

=100 ⁰С

Тепловой расчёт котла

13. Энтальпия питательной воды:

=419 кДж/кг

13. Полезно использованное тепло (Д, кг/с, паропроизводительность теплогенератора – из задания):

= 2,7*(2789,7-419) = 6585,3 кВт

13. Полный расход топлива:

= = 0,397 кг/с (м³/с)

13. Расчетный расход топлива:

= = 0,385 кг/с (м³/с)

13. Коэффициент сохранения тепла:

=1- =0,994

2.5. Расчёт топки.

В топке происходит передача тепла от продуктов сгорания, в основном излучением, к экранам и лучевоспринимающим поверхностям первого газохода. Целью поверочного расчета является определение теплового напряжения топки и температуры газов на выходе, которые должны лежать в рекомендуемых пределах. При значительном отклонении этих величин от допустимых значений может потребоваться переконструирование топки.

7. Объем топочной камеры (по приложению 1):

=20,4 м³

8. Полная лучевоспринимающая поверхность нагрева (по приложению 1):

=30,3 м²

9. Поверхность стен (по приложению 1):

=58 м²

10. Площадь зеркала горения (по приложению 1):

=6,4 м²

11. Коэффициент загрязнения экранов:

=0,55

12. Коэффициент тепловой эффективности экранов:

Для слоевых топок:

=30,3*0,55/(58-6,4)=0,323

Тепловой расчёт котла

13. Эффективная толщина излучающего слоя:

=3,6*20,4/58=1,27 м

14. Абсолютное давление газов в топке (принимается):

МПа

15. Температура газов на выходе из топки (принимается предварительно 950-1000⁰С):

=950⁰С

16. Объемная доля водяных паров для (табл.1):

=0,1039

17. Объемная доля трехатомных газов (табл.1):

=0,3054

18. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов и паров:

=0,3054*0,1*1,27=0,0388 (1/(м ^. МПа))

Сжигание твердого топлива

19. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

=

= = 8,247 (1/(м ^. МПа))

20. Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы:

= 0,085 (1/(м ^. МПа))

Где - безразмерная концентрация золы в дымовых газах при нормальных условиях в топке (табл.1)

21. Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами:

=10*0,5*0,03= 0,15 (1/(м ^. МПа))

Где _кокс=10 1/(мМПа) - коэффициент ослабления.

Высокореакционные топлива

Слоевые топки

16.Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, золовыми и коксовыми частицами:

= 8,247 + 0,085 + 0,15 = 8,48 1/(м ^. МПа)

17. Степень черноты факела в топке:

=0,658

Тепловой расчёт котла

17. Степень черноты топки для слоевых топок:

= = 0,876

17. Тепло, вносимое холодным воздухом в топку:

= 1,05*125,9 = 132,3 кДж/кг

17. Тепловыделение в топке:

=

= 19819*(100 – 3 – 3 – 0,237)/(100-3) + 132,3 = 19289,94 кДж/кг

17. Теоретическая (адиабатическая) температура горения (по диаграмме энтальпия-температура для , табл.2):

=1833 ⁰C

17. Средняя теплоемкость продуктов сгорания:

= = 10,26 кДж/(кг ⁰C)

Где , кДж/кг - энтальпия газов на выходе из топки (по диаграмме энтальпия-температура для ).

17. Относительное положение максимума температур (приложение 1):

=0

17. Параметр, учитывающий характер распределения максимальных температур пламени по высоте топки:

при слоевом сжигании твердых топлив:

=0,59

17. Температура газов на выходе из топки:

=

= = 806,77 ⁰С

Если расположение рассчитанной и предварительно заданной температуры газов на выходе из топки превосходит 10⁰С, то расчет следует повторить – метод последовательных приближений, приняв в качестве нового предварительного значения температуры полученное в расчете.

Тепловой расчёт котла

17. Энтальпия газов на выходе из топки (по диаграмме энтальпия-температура для , табл. 2):

= 8272,95 кДж/кг

17. Тепло, переданное излучением в топке:

= 0,994*(19289,94-8272,95) = 10951,58 кДж/кг

17. Уточнить теплонапряженности и сравнить с рекомендуемыми значениями:

Теплонапряжение топочного объема:

= 0,385*19289,94/20,4 = 364,1 кВт/м³

Теплонапряжение зеркала горения:

= 0,385*19289,94/6,4 = 2996,16 кВт/м³