3 Тепловий баланс парогенератора
3.1 Розрахунок об’ємів повітря та продуктів згорання палива
Теплота згорання нижча газу:
Теоретично
необхідна кількість повітря для повного
згорання палива,
:
;
(3.1)
де m – число атомів вуглецю;
n – число атомів водороду.
Теоретично необхідний об’єм азоту в продуктах згорання палива, :
;
(3.2)
Об’єм трьохатомних газів:
;
(3.3)
Теоретичний об’єм водяних парів:
=
0,01
; (3.4)
=
0,01
Сумарний об’єм димових газів:
(3.5)
0,4
=1,63
Дійсна кількість продуктів згоряння в газоходах котла при коефіцієнті надлишку повітря α > 1 відрізняється від теоретичних об’ємів на величину об’ємів повітря та водяного пару, що надходять у парогенератор з надлишком повітря.
При надлишку повітря розрахунок ведеться за наступними формулами.
Дійсний об’єм водяних парів:
;
(3.6)
Дійсний об’єм азоту в продуктах згорання:
;
(3.7)
Сумарний об’єм димових газів:
; (3.8)
Об’ємні долі трьохатомних газів, водяних парів та азоту:
(3.9)
(3.10)
(3.11)
Результати розрахунків продуктів згорання, об’ємних долей трьохатомних газів та інші характеристики для топки, пароперегрівача, котлового пучка, повітропідігрівника та водяного економайзера зводимо в таблицю 3.1
Таблиця 3.1 – Характеристика продуктів згорання у поверхнях нагріву
парогенератора.
Величина |
Топка |
Ділянки конвективних поверхонь нагріву |
|
||||
Коефіцієнт
надлишку повітря в газоході,
|
=1,1 |
=1,15 |
=1,2 |
=1,26 |
=1,36 |
||
|
0,4 |
0, 4 |
0, 4 |
0, 4 |
0, 4 |
|
|
|
1,24 |
1,28 |
1,32 |
1,36 |
1,44 |
|
|
, |
0,07 |
0,07 |
0,071 |
0,072 |
0,073 |
|
|
, |
1,7 |
1,74 |
1,79 |
1,83 |
1,91 |
|
|
|
0,23 |
0,228 |
0,223 |
0,218 |
0,21 |
|
|
|
0,041 |
0,04 |
0,04 |
0,039 |
0,038 |
|
|
|
0,27 |
0,269 |
0,26 |
0,25 |
0,24 |
|
|
,
,
3.2 Ентальпія теоретичного об’єму повітря та продуктів згорання
Ентальпія теоретичного об’єму повітря:
;
(3.12)
Продукти згорання розраховуються за наступними формулами:
для трьохатомних газів, кДж/м3:
;
(3.13)
для азоту, кДж/м3:
; (3.14)
для водяної пари, кДж/м3:
;
(3.15)
для продуктів згорання, кДж/м3:
; (3.16)
де
,
,
,
– питома теплоємність продуктів
згорання, що визначаються в залежності
від температури.
Визначення
ентальпії продуктів згорання ,
:
;
(3.17)
Результати розрахунку ентальпій продуктів згорання для різних ділянок газоходу парогенератора в залежності від температури та коефіцієнту надлишку повітря зводимо до таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 – Значення ентальпій продуктів згоряння в газоходах
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура |
|
|
αт=1,1 |
αпп=1,15 |
αкп=1,2 |
αвп=1,26 |
αве=1,36 |
t, °С |
|
Іт |
Іпп |
Ікп |
Івп |
Іве |
|
100 |
102,96 |
228,819 |
239,115 |
244,263 |
249,411 |
255,5886 |
265,8846 |
200 |
207,48 |
465,376 |
486,124 |
496,498 |
506,872 |
519,3208 |
540,0688 |
300 |
314,34 |
710,267 |
741,701 |
757,418 |
773,135 |
791,9954 |
823,4294 |
400 |
422,76 |
963,314 |
1005,59 |
1026,728 |
1047,866 |
1073,2316 |
1115,5076 |
500 |
533,52 |
1223,426 |
1276,778 |
1303,454 |
1330,13 |
1362,1412 |
1415,4932 |
600 |
647,4 |
1488,163 |
1552,903 |
1585,273 |
1617,643 |
1656,487 |
1721,227 |
700 |
762,84 |
1760,903 |
1837,187 |
1875,329 |
1913,471 |
1959,2414 |
2035,5254 |
800 |
881,4 |
2041,595 |
2129,735 |
2173,805 |
2217,875 |
2270,759 |
2358,899 |
900 |
999,18 |
2327,436 |
2427,354 |
2477,313 |
2527,272 |
2587,2228 |
2687,1408 |
1000 |
1120,08 |
2616,865 |
2728,873 |
2784,877 |
2840,881 |
2908,0858 |
3020,0938 |
1100 |
1244,1 |
2907,894 |
3032,304 |
3094,509 |
3156,714 |
3231,36 |
3355,77 |
1200 |
1368,12 |
3200,039 |
3336,851 |
3405,257 |
3473,663 |
3555,7502 |
3692,5622 |
1300 |
1506,18 |
3498,136 |
3648,754 |
3724,063 |
3799,372 |
3889,7428 |
4040,3608 |
1400 |
1619,28 |
3802,942 |
3964,87 |
4045,834 |
4126,798 |
4223,9548 |
4385,8828 |
1500 |
1746,42 |
4208,791 |
4383,433 |
4470,754 |
4558,075 |
4662,8602 |
4837,5022 |
1600 |
1874,34 |
4408,549 |
4595,983 |
4689,7 |
4783,417 |
4895,8774 |
5083,3114 |
1700 |
2001,48 |
4715,783 |
4915,931 |
5016,005 |
5116,079 |
5236,1678 |
5436,3158 |
1800 |
2128,62 |
5024,522 |
5237,384 |
5343,815 |
5450,246 |
5577,9632 |
5790,8252 |
1900 |
2259,66 |
5336,672 |
5562,638 |
5675,621 |
5788,604 |
5924,1836 |
6150,1496 |
2000 |
2389,92 |
5646,334 |
5885,326 |
6004,822 |
6124,318 |
6267,7132 |
6506,7052 |
2100 |
2526,42 |
5959,394 |
6212,036 |
6338,357 |
6464,678 |
6616,2632 |
6868,9052 |
2200 |
2651,22 |
6274,731 |
6539,853 |
6672,414 |
6804,975 |
6964,0482 |
7229,1702 |
