2.3. Тепловой расчёт котельного агрегата е-50-1,4гм

2.3.1.. Определение коэффициента полезного действия и расхода топлива котлоагрегата

Тепловой баланс парогенератора характеризует равенство между приходом и расходом тепла. Тепловая эффективность котлоагрегата, совершенство его работы характеризуется коэффициентом полезного действия.

Приходная часть теплового баланса в большинстве случаев определяется по формуле:

, кДж/м³(ккал/м³) (2.3.1.1)

где Q_р^р– располагаемая теплота;

Q_н^р– низшая теплота сгорания топлива, для газа принимаем;

Q_н^с– низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м³; принимаем по исходным данным для газа Q_н^с = 33603,8 кДж/м³ (8020 ккал/м³);

Q_ф.т.– физическое тепло топлива: принимаем Q_ф.т.= 0, так как топливо-газ;

Q_т.в.– физическое тепло воздуха, подаваемого в топку котла при подогреве его вне котлоагрегата: принимаем Q_т.в.= 0, так как воздух перед подачей в котлоагрегат дополнительно не подогревается;

Q_пар.– теплота, вносимая в котлоагрегат при поровом распиливании жидкого топлива, кДж/кг: принимаем Q_пар.= 0, так как топливо газ.

Располагаемая теплота для котлоагрегата Е-50-1,4ГМ составляет:

Расходная часть теплового баланса котлоагрегата складывается и следующих составляющих:

(2.3.1.2)

Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:

(2.3.1.3)

Разделив уравнение (2.1.3.2) на Q_р^р получим его в следующем виде:

(2.3.1.4)

где q₁– полезно использованная в котлоагрегате теплота;

q₂– потеря теплоты с уходящими газами;

q₃– потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива;

q₄– потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива;

q₅– потеря теплоты от наружного охлаждения;

–потеря теплоты от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке и от потерь на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла;

q_6шл.= 0, так как топливо газ;

q_6охл= 0, так как охлаждение элементов котлоагрегата Е-50-1,4ГМ не предусматривается его конструкцией.

КПД брутто котельного агрегата определяется по уравнению обратного баланса:

, % (2.3.1.5)

Потеря теплоты с уходящими газами q₂ рассчитываем по формуле:

, % (2.3.1.6)

где Н_ух– энтальпия уходящих газов из котлоагрегата, определяется из таблицы 2.2.1 при соответствующих значениях и выбранной температуре уходящих газов, кДж/м³; принимаем предварительно температуру уходящих газов Т_ух= 150^оС, ;

Н_ух = 2624,5 кДж/м³;

Н_х.в.^о – энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре 30 ^оС, определяем по формуле:

, кДж/м³ (2.3.1.7)

кДж/м³

Потери теплоты от химического недожога q₃ для природного газа равны 0,5 % . [1]

Потери теплоты от механического недожога q₄ для природного газа принимаем q₄ = 0.

Определяем q₂:

.

Потери теплоты от наружного охлаждения q₅ определяем по формуле:

(2.3.1.8)

где q_5ном- потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке парового котла: для котла Е-50-1,4ГМ q_5ном=1,25% [1];

D_ном- номинальная нагрузка парового котла, т/ч;

D- расчётная нагрузка парового котла, т/ч

q₅ = 1,25 % .

Коэффициент полезного действия котлоагрегата:

Суммарную потерю тепла в котлоагрегате определяем по формуле:

, % (2.3.1.9)

Для последующих расчетов определяем коэффициент потери теплоты:

, (2.3.1.10)

.

Полное количество теплоты, полезно отданной в котельном агрегате определяем по формуле:

, кВт (2.3.1.11)

где D – паропроизводительность котлоагрегата;

h_п – энтальпия пара при Р = 1,4МПа;

h_п=2815 кДж/кг [2];

h_пв – энтальпия питательной воды при Р = 1,4МПа и t_пв = 104 ^оС;

h_пв = 437 кДж/кг [2];

h_кв – энтальпия котловой воды при Р = 1,4МПа и t_кв = 198,1 ^оС;

h_кв = 830 кДж/кг [2];

D_пр – количество продувочной воды, определяется по формуле:

, т/ч (2.3.1.12)

где Р_пр - величина процента непрерывной продувки: принимаем Р_пр=3%

т/ч

Расход топлива, подаваемого в топку котлоагрегата, определяем по формуле:

, м³/ч (м³/с) (2.3.1.13)

.