2.2. Сводка конструктивных характеристик котельного агрегата

При поверочном расчете, пользуясь чертежами котельного агрегата, составляют сводку конструктивных характеристик топки, конвективных поверхностей нагрева, пароперегревателя, водяного экономайзера и воздухоподогревателя. Для облегчения составления сводки конструктивных характеристик следует пользоваться эскизами элементов котельного агрегата.

Характеристика котла де - 6,5 - 14гм

Паропроизводительность, т/ч 6,5 Давление пара на выходе из котла, МПа 1,4

Температура, ⁰С

насыщенного пара 194

питательной воды 100

Объем топочной камеры, м³11,21

Площадь поверхностей нагрева, м²

радиационная 27,97

конвективная 63,3

пароперегревателя -

водяного экономайзера 141,6

Температура газов, ⁰С

на выходе из топки 1079

за перегревателем -

Температура уходящих газов, ⁰С 162

Расчетный КПД брутто, % 91,15

Газовое сопротивление котла, кПа 1,10

Диаметр и толщина стенки труб, мм

экрана 512,5

Масса котлоагрегата, т 9,545

Площадь живого сечения для прохода

продуктов сгорания, м²0,348

2.3. Определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов и их энтальпии

Определить количество воздуха, необходимого для горения и количество дымовых газов по газоходам котла требуется для подсчета скорости газов и воздуха в рассчитанных поверхностях нагрева с целью определения величины коэффициента теплопередачи в них. Определение энтальпии дымовых газов необходимо для составления уравнения теплового баланса рассчитываемых элементов котельного агрегата:

а) определяют теоретическое количество воздуха, необходимое для горения, и теоретическое количество продуктов сгорания топлива по формулам таблицы 2;

б) выбирают значение коэффициента избытка воздуха в конце топки по данным таблицы 1 приложения 1, а затем, определив по данным таблицы 3 присос воздуха в элементах котельного агрегата, подсчитывают среднее значение коэффициента избытка воздуха по газоходам котла;

в) подсчитывают действительное количество воздуха, необходимое на горение, а также среднее действительное количество продуктов сгорания и парциальное давление трехатомных газов в газоходах котла по формулам 3;

г) подсчитывают энтальпию теоретического количества воздуха, необходимого для горения при различных температурах и коэффициенте избытка воздуха по формуле таблицы 4 с последующим составлением h-tтаблицы.

Характеристики топлива: газБрянск - Москва [1],cтр.35

СН₄ = 92,8 % С₂ Н₆ = 3,9 % С₃Н₈= 1,1 %

С₄Н₁₀ = 0,4 % С₅Н₁₂ = 0,1 %N₂ = 1,6 %Теплота сгорания топлива: Q^С_н = 37310 кДж/кг СО₂ = 0,1 %

Проверка:

СН₄+ С₂ Н₆+ С₃Н₈+ С₄Н₁₀+ С₅Н₁₂+N₂ + СО₂ = 100 %

92,8 + 3,9 +1,1 + 0,4 + 0,1 + 1,6 + 0,1=100 %

Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения. Теоретический состав дымовых газов

№ пп	Наименование величины	Обозна- чение	Ед. Изм	Расчетная формула или источник определения	Расчет	Результаты расчета
						Проме-жуточ-ные	Оконча-тель- ные
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения	V0B	м3 м3	[6], таблица 2,9			9,91
2	Теоретический объем азота в дымовых газах	V0N2	м3 м3	[6], таблица 2,9			7,84
3	Объем сухих трехатомных газов	V0RO2	м3 м3	[6], таблица 2,9			1,06
4	Теоретический объем водяных паров в дымовых газах	V0H2O	м3 м3	[6], таблица 2,9			2,20
5	Полный объем теоретического количества дымовых газов	V0Г	м3 м3	[6], таблица 2,9			11,11

Таблица 3

Состав продуктов сгорания и объемная доля углекислоты и водяных паров по газоходам котельного агрегата

Наименование рассчитываемой величины				Обозна-чение	Ед. Изм	Наименование элементов газового тракта
						Топка	Конвек-тивный пучок 1		Конвек-тивный пучок 2		Экономай-зер
1				2	3	4	5		6		8
1. Коэффициент избытка воздуха в конце топки					-	1,1	-		-
2. Присос по элементам тракта					-	-	0,05		0,05		0,05
3. Коэффициент избытка воздуха за элементом тракта					-	1,1	1,15		1,2		1,25
4. Коэффициент избытка воздуха, средний					-	1,175
5. Избыточный объем воздуха				V0изб	м3 м3	V0B∙ (αСР-1)				1,734
6. Избыточный объем водяных паров					м3 м3	V0H2O + 0,0161∙ V0изб				2,23
7. Действительный объем продуктов сгорания					м3 м3	V0RO2+ V0N2+ V0H2O+2,23+1,734				15,062
8. Объемная доля сухих трехатомных газов в продуктах сгорания					-	VO RO2 /VГ				0,070
9. Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания				rH2O	-	V0H2O/VГ				0,146
10. Объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания					-	rRO2 + rH20				0,216

Наименование рассчитываемой величины	Формула		Температура продуктов сгорания, 0С
			100	300	500	800	900	1000	1100	1200	1800
1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11
Энтальпия теоретического количества воздуха необхо-димого для горения	H0В=V0В ∙ (Ct)В кДж Кг		1318,03	4003,6	6798,26	11237,9	12734,4	14270,4	15856	17441,6	27133,6
Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания	H0г=H0RO2 +H0N2+H0H2O кДж кг		1531,6	4696,6	8033,78	13352,2	15214,7	17107,9	19015,3	20929	32983,8
Энтальпия избыточного количества воздуха	HВизб= (-1)∙H0В кДж кг	1,1	131,803	400,36	679,82	1123,79	1273,44	1424,04	1585,6	1744,16	2713,36
		1,15	197,705	600,54	1019,73	1685,69	1910,16	2140,56	2378,4	2616,24	4070,04
		1,2	263,606	800,72	1359,64	2247,58	2546,88	2854,08	3171,2	3488,32	5426,72
		1,25	329,508	1000,9	1699,55	2809,48	3183,6	3567,6	3964	4360,4	6783,4
Энтальпия действительного количества продуктов сгорания	Hг=H0г +HВизб кДж кг	1,1	1663,40	5097,0	8713,6	14476,0	16488,1	18534,9	20600,9	22673,2	35697,2
		1,15	1729,30	5297,1	9053,51	15037,9	17124,9	19248,5	21393,7	23545,2	37053,8
		1,2	1795,21	5497,3	9393,42	15599,8	17761,6	19962,0	22186,5	24417,3	38410,5
		1,25	1861,11	5697,5	9733,33	16161,7	18398,3	20675,5	22979,3	25289,4	39767,2

Энтальпия продуктов сгорания для различных значений температуры и коэффициента избытка воздуха

Построение H – t диаграммы:

Диаграмма H – tимеет важнейшее значение для теплового расчета котла. Поэтому к расчету и построению ее нужно отнестись более тщательно. Масштаб диаграммы должен быть таким, чтобы отсчет температуры можно было производить с точностью до 5⁰С, а энтальпия – 50 кДж/кг. При использовании для этой цели миллиметровой бумаги масштаб принимаем следующий: по оси температур 1 мм – 5⁰; по оси энтальпий 1 мм – 50 кДж/кг.