2.3 Попередній тепловий баланс допоміжного котла

1.Відповідно до прийнятого варіанту і типу котла складаємо теплову схему котла вказівкою напрямів руху, параметрів і витрат робочих середовищ (повітря,води, палива, газів).

2. Знаходимо витрату палива і температуру газів, що йдуть з котла.

3. Будуемо в масштабі кругову або стрічкову діаграму розподілу

складових теплового балансу .

4. Знаходимо, на скільки зміниться добова витрата палива при збільшені ККД котла на 1 % в порівнянні із заданим. Визначити економічний ефект,вважаючи вартість 1 т палива рівною 220 – 250 у.о.

Розрахунок

1. Втрата тепла в навколишнє середовище :

;

.

де – паропродуктивність котла, кг/с.

1. Втрата тепла від неповноти згорання :

2. ККД котла ηк:

3. Втрата тепла з вихідними газами :

4. Тепло, внесене в топку з повітрям Qв, кДж/кг:

Qв= ;

кДж/кг.

5. Фізичне тепло пали ва Qт, кДж/кг:

(1,738+0,00251*100)*100=198,9.

де – температура підігрівання палива, 60 – 120 °С;

– теплоємність палива. кДж/(кг °С).

6. Тепло розпиленої пари, що подається у форсунку Qп, кДж/кг:

;

де – ентальпія розпиленої пари, кДж/кг, визначається по таблицям води та

водяної пари. Тиск розпиленої пapи Рр при цьому приймається рівним 0,15 –

0,3 МПа, температура пари tр ≈ ts +(15 ÷ 40)°С.

7. Загальне тепло Qр, кДж/кг:

;

кДж/кг.

де – нижча теплота згорання, кДж/кг;

– тепло, внесене з підігрітим паливом, кДж/кг;

– тепло, що розпилюється парою, кДж/кг.

8. Корисне тепловиділення в топціQвт, кДж/кг:

кДж/кг.

9. Ентальпія вихідних газів Iух кДж/кг :

Iух= + ;

Iух=(5,1*44749,87)/100+3143=5425,2 кДж/кг.

10. Температура вихідних із котла газів tух °C Діаграма I – t :

T=350 .

11. Коефіцієнт збереження тепла φ :

ηк);

12. Кількість продуваємої із котла води Dпр кг/с :

;

кг/с.

13. Ентальпія вологої насиченої пари кДж/кг :

;

кДж/кг.

14. Корисна теплова потужніс ть Q1 кВт :

15. Витрата палива В кг/с :

B=100* ηк*

B=0,22 кг/с.

16. Випарна здатність палива u кг/кг :

U= ;

U=3,8/0,22=17,27 кг/кг.

17. Температура точки роси вихідних газів tр°C :

;

.

18. Мінімально допустима температура вихідних газів tmin °C:

19. Мінімальна ентальпія вихідних газів Іmin кДж/кг Діаграма I – t :

Іmin=2734,05 кДж/кг.

20. Мінімальна втрата тепла з вихідними газами q2min % :

Іmin-

.

21. Максимально досяжний ККД котла ηкmax % :

ηкmax=100-( + ;

ηкmax=100-1,19-0,5-1,4=96,9%.

2.4 Розрахунок теплообмін у в топці

1. Визначаемо основні геометричні характеристику топки

суднового допоміжного котла.

2. Виконуемо розрахунок теплообміну , знаходимо теплову потужність топки і температуру відпрацьованих газів.

Розраунок

1 Об'єм топки ,

2 Довжина топки м, m.

;

3 Площа стін паливного фронту

4 Поверхня нагріву, що сприймає промені

5 Площа стін топки

6 Міра екранування ψ .

де – площа поверхні, що сприймає променевий нагрів, м2;

– повна площа стін, що обмежують топку, м2.

7 Ефективна товщина випромінюючого шару S, м.

S = 3,6

S=3,6*8,3/31,5=0,95 m.

8 Температура газу на виході з топки tзт' °C Приймається 1150 – 1300

T = 1200

9 Ентальпія газів на виході з топки кДж/кг Діаграма І-t по tзт'.

10 Коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами , 1/(МПа·м).

1/(МПа·м).

де – тиск у топці, МПа;

– температура газів на виході з топки, °С.

– сумарна об'ємна частка трьохатомних газів і водяної пари в продуктах згорання;

– об'ємна частка водяної пари в продуктах згоряння.

11 Коефіцієнт послаблення променів частками сажі , 1/(МПа·м) .

1/(МПа·м).

12 Міра чорноти полум’я, що світиться

;

13 Міра чорноти полум’я, що не світиться

= 0,19 .

де – коефіцієнт послаблення променів трьохатомними газами, 1/(МПа·м);

– коефіцієнт послаблення променів частками сажі 1/(МПа·м);

– тиск у топці, МПа;

S – ефективна товщина випромінюючого шару, м.

Коефіцієнт усереднювання м.

М = 1.

14 Міра чорноти факела

;

15 Міра чорноти топки

;

16 Теоретична температура горіння , °C Діаграма І-t по Qвт.

17 Абсолютна теоретична температура горіння Та К

18 Середня сумарна тепломісткість газів , кДж/(кг·°С).

кДж/(кг·°С).

де – температура газів на виході з топки, °С.

19 Критерій Больцмана

де – середня вагова теплоємність продуктів згорання 1 кг палива,

кДж/(кг°С);

– коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, рівний 5,67·10-11

Вт/(м2·К4);

– абсолютна адіабатна температура, = + 273, К.

20 Безрозмірна температура на виході з топки Θзт .

;

21 Розрахункова температура газу за топкою °C.

+273)-273;

=1330

22 Різниця Δ , °C.

130<50

23 Теплові потужності топки та ' кВт .

;

' =

' = 0,22*0,985*(47000 – 21762) = 5469,1 кВт.

24 Різниця Δ

Δ '-

Δ /4541 = 20,4

25 Кількість пари отриманої в екранах , кг/с .

де – ентальпія води на виході з економайзера, кДж/кг. За відсутності

економайзера іэв приймається рівною .

26 Питомий паровідбір d кг/( ·с).

кг/( ·с).

27 Коефіцієнт прямої віддачі χ .