2. Тепловой расчет котельных агрегатов

2.1. Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания

В качестве основного вида топлива принято по заданию природный газ.

Характеристику природного газа, поступающего в г. Гомель принимаем по данным объединения «Белтрансгаз».

Состав природного газа в % по объему, приводим в таблице 2.1.1.

Таблица 2.1.1

Метан СН4	Этан С2Н6	Пропан С3Н8	Бутан С4Н10	Пентан С5Н12	Азот N2	Диоксид углерода СО2	Кислород О2
97,785	0,979	0,278	0,091	0,011	0,81	0,037	0,009

Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива Q_н^р = 33603,8 кДж/м³ (8020 ккал/м³); плотность при нормальных условиях

При тепловом расчете парового котла определяем теоретические и действительные объемы воздуха и продуктов сгорания.

Теоретический объем воздуха, необходимого для сгорания топлива при сжигании газа при определяем по формуле:

, м³/м³ (2.1.1)

где m – число атомов углерода;

n – число атомов водорода

Теоретический объем продуктов сгорания:

• теоретический объем водяных паров:

,м³/м³ (2.1.2)

где d_г.тл. – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1м³ сухого газа, г/м³; принимаем d_г.тл. = 10 г/м³

м³/м³

• теоретический объем азота:

, м³/м³ (2.1.3)

м³/м³

- теоретический объем трехатомных газов:

, м³/м³ (2.1.4)

м³/м³

• теоретический объем продуктов сгорания:

м³/м³ (2.1.5)

м³/м³

Действительные объемы продуктов сгорания рассчитываются с учетом коэффициента избытка воздуха в топке и объемов присосов воздуха по газоходам котельного агрегата. Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки котла принимаем для камерной топки при сжигании газа равным 1,05 [1], величину присосов воздухав газоходах котлоагрегата при номинальной нагрузке принимаем равным [1]:

• конвективный пучок котла

• экономайзер чугунный с обшивкой

• стальной газоход (на каждые 10м длины) .

Действительный суммарный объем продуктов сгорания природного газа определяем (при среднем коэффициенте избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева) по формуле:

, м³/м³ (2.1.6)

Расчет действительных объемов продуктов сгорания и их составов по газоходам приводим на примере топки, результаты сводим в таблицу 2.1.2

Таблица 2.1.2

Величина	Расчетная формула	Теоретические объемы
		Газоход
		топка	Конвективный пучок	экономайзер
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева		1,05	1,1	1,2
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе		1,05	1,075	1,15
Избыточное количество воздуха, м3/м3		0,479	0,718	1,436
Объем водяных паров, м3/м3		2,176	2,18	2,191
Полный объем продуктов сгорания, м3/м3		11,234	11,477	12,206

Продолжение таблицы 2.1.2

Величина	Расчетная формула	Теоретические объемы
		Газоход
		топка	Конвективный пучок	экономайзер
Объемная доля трехатомных газов		0,09	0,088	0,083
Объемная доля водяных паров		0,193	0,189	0,178
Суммарная объемная доля		0,283	0,277	0,261