4. Методика теплового расчета котла

4.1. Расчет энтальпий и объемов продуктов сгорания, кпд котла

Объемы продуктов сгорания и необходимого воздуха рассчитываются в кубических метрах при нормальных условиях ( 0 С и 760 мм ртутного столба) при сжигании 1 кг твердого топлива. Расчет теоретического объема воздуха и теоретического выхода продуктов сгорания ( при =1) проводят , исходя из состава рабочей массы.

теоретический объем воздуха:

V =0.0889*(C +0.375*S )+0.265*H -0.0333*O [м/кг];

теоретические объемы продуктов сгорания:

V = V + V + V [м/кг];

Действительные объемы продуктов при избытке воздуха в газоходах при >1

определяется следующим образом:

V = V +1.016(-1) V [м/кг]

Энтальпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, [Кдж/кг], при расчетной температуре определяют по формулам:

H = V *C *

H =(V *C +V *C +V *C ) *

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха >1

H = H + ( -1)* H +H ,

где C ,С ,С ,С - теплоемкости, соответственно воздуха, трехатомных газов, водяных паров и азота при постоянном давлении (табл.2.2 [1]), H - энтальпий золы: H =0.01а *А *С * , где С - теплоемкость золы (табл.2.2 [1]) [Кдж/кг], а - доля уноса золы из топки (табл.4.6 [1]) а =0.95; Н - энтальпий холодного воздуха при расчетной температуре t и =1

Н =С *t * V =1.32* t * V

б) Расчет экономичности работы котла и расхода топлива.

Коэффициент полезного действия проектируемого котла определяется из обратного баланса:

=100-(q +q +q +q + q ) ,

где q - потери тепла с уходящими газами; q - потери тепла от химического недожога; q - потери тепла от механического недожога; q - потери тепла от наружного охлаждения; q - потери тепла с физической теплотой шлака удаляемого из топки;

Следовательно, задача определения КПД сводится к определению тепловых потерь для применяемого типа парового котла и сжигаемого топлива. Рассмотрим расчет тепловых потерь:

q =[(H - *H )*(100-q )]/Q ,

где H - энтальпий уходящих газов [Кдж/кг], определяется по , при избытке воздуха в продуктах сгорания за воздухоподогревателем; Q - располагаемая теплота сжигаемого топлива

Q =Q *10 +Q +Q +Q +Q ;

Q =C *t ,

где

С =0.042*W *С *(1-0.01W ) ,

учитывая, что теплоемкость сухой массы топлива для каменного угля С =1.09; для твердых топлив в летний период времени принимают t =20 С, в зимний период t =0 С .

В случае предварительного подогрева воздуха в калориферах перед его поступлением в ВП котла теплоту подогрева Q включают в располагаемую теплоту топлива: Q =( + )*(H -H ), где - отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимому, определяется по формуле:

= -

H - энтальпий теоретического объема воздуха на входе в воздухоподогреватель, определяется по формуле

H =1.32*

Потери теплоты с химическим и механическим недожогом топлива зависят от вида топлива и способа его сжигания и принимаются на основании эксплуатации паровых котлов (табл. 4.6 [1]).

Для твердого топлива q =0, q =1.3. Потери теплоты от наружного охлаждения через внешние поверхности котла q , невелики и с ростом номинальной производительности котла D , кг/с, уменьшаются, что выражается следующей зависимостью

q =(60/D ) /lg. D .

Расчет потерь с физической теплотой шлаков определяется по формуле:

q = [a *(Ct) *A ]/Q ,

где a =1-a - доля шлакоулавливания в топочной камере; (Сt) - энтальпий шлака, при твердом шлакоудалении принимается t =600 C и (Сt) =560 Кдж/кг.

Расход топлива в подаваемого в топочную камеру парового котла, можно определить из баланса между полезным тепловыделением при горении и тепловосприятием рабочей среды в паровом котле:

B= ,

где D - расчетная паропроизводительность котла [кг/с];h ,h ,h - энтальпий перегретого пара, питательной воды и кипящей воды в барабане парового котла. Они определяются по соответствующим температурам пара и воды с учетом изменения давления в пароводяном тракте котла. D - расход продувочной воды из барабанного парового котла D =0.01p , где p - непрерывная продувка котла, p=1%.