- •1. Принципиальное устройство котла
- •2 Расчёт процесса горения
- •3 Построение h-t диаграммы
- •4 Тепловой баланс котла
- •5 Расчет топочной камеры
- •6 Расчет конвективных пучков
- •6.1 Расчет первого конвективного пучка
- •6.2 Расчет второго конвективного пучка
- •7 Расчет экономайзера
- •8 Аэродинамический расчет котла
- •9 Расчет и выбор тягодутьевых устройств
- •9.1 Расчет и выбор дымососа
- •9.2 Расчет и выбор вентилятора
- •10 Расчет и выбор дымовой трубы
- •12 Энергосберегающие мероприятия
- •11 Охрана окружающей среды
3 Построение h-t диаграммы
Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания производим при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчёт производим для всего возможного диапазона температур от 100 до 2000 ℃.
Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания производим в последовательности, изложенной в источнике [1].
Определяем энтальпию теоретического объёма воздуха H0в, кДж/м3, для всего выбранного диапазона температур
H0в= V0 · (с)в, (14)
где (с)в – энтальпия 1м3 воздуха, кДж/м3; [1, табл. 3.4].
V0 – теоретический объём воздуха, необходимый для горения, м3/м3.
Определяем энтальпию теоретического объёма продуктов сгорания H0г, кДж/м3, для всего выбранного диапазона температур
H0г = VRO2·(с)RO2 + V0N2 ·(с)N2+ V0H2O·(с)H2O, (15)
где (с)RO2, (с)N2, (с)H2O – энтальпии 1м3 трёхатомных газов, теоретического объёма азота, теоретического объёма водяных паров, кДж/м3; [1, табл. 3.4].
VRO2, V0N2, V0H2O – объёмы трёхатомных газов, теоретические объёмы азота и водяного пара, м3/м3.
Определяем энтальпию избыточного количества воздуха Hвизб, кДж/м3 для всего выбранного диапазона температур
Hвизб=(α–1)·H0в, (16)
где α – коэффициент избытка воздуха после каждой поверхности нагрева.
Определяем энтальпию продуктов сгорания H, кДж/м3, при коэффициенте избытка воздуха α >1
Hд. г.= H0г+ Hвизб. (17)
Результаты расчёта энтальпий продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицы 2 и 3.
Таблица 2 – Энтальпии воздуха, продуктов сгорания, кДж/м3
t, ℃ |
(cϑ)RO2 |
VRO2 |
HRO20 |
(cϑ)H2O |
V0H2O |
HH2O |
(cϑ)N2 |
VN20 |
HN20 |
Hдг0 |
100 |
170,5 |
1,31 |
223,4 |
151,2 |
2,25 |
340,2 |
130,2 |
9,05 |
1178,3 |
1741,9 |
200 |
358,7 |
1,31 |
469,9 |
305,3 |
2,25 |
686,9 |
260,8 |
9,05 |
2360,2 |
3517,1 |
300 |
560,7 |
1,31 |
734,5 |
464,1 |
2,25 |
1044,2 |
393,1 |
9,05 |
3557,6 |
5336,3 |
400 |
774,5 |
1,31 |
1014,6 |
628,3 |
2,25 |
1413,7 |
528,4 |
9,05 |
4782,0 |
7210,3 |
500 |
999,6 |
1,31 |
1309,5 |
797,2 |
2,25 |
1793,7 |
666,1 |
9,05 |
6028,2 |
9131,4 |
600 |
1226,4 |
1,31 |
1606,6 |
970,2 |
2,25 |
2183,0 |
806,4 |
9,05 |
7297,9 |
11087,5 |
700 |
1465,8 |
1,31 |
1920,2 |
1150,8 |
2,25 |
2589,3 |
949,2 |
9,05 |
8590,3 |
13099,8 |
800 |
1709,4 |
1,31 |
2239,3 |
1339,8 |
2,25 |
3014,6 |
1096,2 |
9,05 |
9920,6 |
15174,5 |
900 |
1957,2 |
1,31 |
2563,9 |
1528,8 |
2,25 |
3439,8 |
1247,4 |
9,05 |
11289,0 |
17292,7 |
1000 |
2209,2 |
1,31 |
2894,1 |
1730,4 |
2,25 |
3893,4 |
1398,6 |
9,05 |
12657,3 |
19444,8 |
1100 |
2465,4 |
1,31 |
3229,7 |
1932,0 |
2,25 |
4347,0 |
1549,8 |
9,05 |
14025,7 |
21602,4 |
1200 |
2725,8 |
1,31 |
3570,8 |
2137,8 |
2,25 |
4810,1 |
1701,0 |
9,05 |
15394,1 |
23774,9 |
1300 |
2986,2 |
1,31 |
3911,9 |
2352,0 |
2,25 |
5292,0 |
1856,4 |
9,05 |
16800,4 |
26004,3 |
1400 |
3250,8 |
1,31 |
4258,5 |
2566,2 |
2,25 |
5774,0 |
2016,0 |
9,05 |
18244,8 |
28277,3 |
1500 |
3515,4 |
1,31 |
4605,2 |
2788,8 |
2,25 |
6274,8 |
2171,4 |
9,05 |
19651,2 |
30531,1 |
1600 |
3780,0 |
1,31 |
4951,8 |
3011,4 |
2,25 |
6775,7 |
2331,0 |
9,05 |
21095,6 |
32823,0 |
1700 |
4048,8 |
1,31 |
5303,9 |
3238,2 |
2,25 |
7286,0 |
2490,6 |
9,05 |
22539,9 |
35129,8 |
1800 |
4317,6 |
1,31 |
5656,1 |
3469,2 |
2,25 |
7805,7 |
2650,2 |
9,05 |
23984,3 |
37446,1 |
1900 |
4586,4 |
1,31 |
6008,2 |
3700,2 |
2,25 |
8325,5 |
2814,0 |
9,05 |
25466,7 |
39800,3 |
2000 |
4859,4 |
1,31 |
6365,8 |
3939,6 |
2,25 |
8864,1 |
2973,6 |
9,05 |
26911,1 |
42141,0 |
2100 |
5132,4 |
1,31 |
6723,4 |
4174,8 |
2,25 |
9393,3 |
3137,4 |
9,05 |
28393,5 |
44510,2 |
2200 |
5405,4 |
1,31 |
7081,1 |
7774,4 |
2,25 |
9932,4 |
3301,2 |
9,05 |
29875,9 |
46889,3 |
Продолжение таблицы 2.
-
t, ℃
(cϑ)В
Vв0 , м3/м3
Hв0, кДж/м3
100
132,7
11,16
1480,9
200
267,1
11,16
2980,8
300
404,0
11,16
4508,6
400
543,5
11,16
6065,5
500
686,3
11,16
7659,1
600
832,4
11,16
9289,6
700
982,8
11,16
10968,0
800
1134,0
11,16
12655,4
900
1285,2
11,16
14342,8
1000
1440,6
11,16
16077,1
1100
1600,2
11,16
17858,2
1200
1759,8
11,16
19639,4
1300
1919,4
11,16
21420,5
1400
2083,2
11,16
23248,5
1500
2247,0
11,16
25076,5
1600
2410,8
11,16
26904,5
1700
2574,6
11,16
28732,5
1800
2738,4
11,16
30560,5
1900
2906,4
11,16
32435,4
2000
3074,4
11,16
34310,3
2100
3242,4
11,16
36185,2
2200
3410,4
11,16
38060,1
Таблица 3 – Энтальпии продуктов сгорания Н = ƒ ().
ϑ, ℃ |
Hов кДж/м3 |
Hог кДж/м3 |
α'т |
αсрт |
α"т |
αсркп1 |
α"кп1 |
αсркп2 |
α"кп2 |
αсрэк |
αух |
||||||
Hд.г= Hдг0 + (α − 1)·Нв0, кДж/м3 |
|||||||||||||||||
100 |
1480,9 |
1741,9 |
1815,9 |
1852,9 |
1890,0 |
1927,0 |
1964,0 |
2038,1 |
2112,1 |
2186,1 |
2260,2 |
||||||
200 |
2980,8 |
3517,1 |
3666,1 |
3740,6 |
3815,1 |
3889,7 |
3964,2 |
4113,2 |
4262,3 |
4411,3 |
4560,4 |
||||||
300 |
4508,6 |
5336,3 |
5561,7 |
5674,4 |
5787,2 |
5899,9 |
6012,6 |
6238,0 |
6463,5 |
6688,9 |
6914,3 |
||||||
400 |
6065,5 |
7210,3 |
7513,6 |
7665,2 |
7816,8 |
7968,5 |
8120,1 |
8423,4 |
8726,7 |
9029,9 |
9333,2 |
||||||
500 |
7659,1 |
9131,4 |
9514,3 |
9705,8 |
9897,3 |
10088,8 |
10280,2 |
10663,2 |
11046,2 |
11429,1 |
11812,1 |
||||||
600 |
9289,6 |
11087,5 |
11551,9 |
11784,2 |
12016,4 |
12248,7 |
12480,9 |
12945,4 |
13409,9 |
13874,3 |
14338,8 |
||||||
700 |
10968,0 |
13099,8 |
13648,2 |
13922,4 |
14196,6 |
14470,8 |
14745,0 |
15293,4 |
15841,8 |
16390,2 |
16938,6 |
||||||
800 |
12655,4 |
15174,5 |
15807,2 |
16123,6 |
16440,0 |
16756,4 |
17072,8 |
17705,6 |
18338,3 |
18971,1 |
19603,9 |
||||||
900 |
14342,8 |
17292,7 |
18009,8 |
18368,4 |
18727,0 |
19085,6 |
19444,1 |
20161,3 |
20878,4 |
21595,6 |
22312,7 |
||||||
1000 |
16077,1 |
19444,8 |
20248,6 |
20650,6 |
21052,5 |
21454,4 |
21856,3 |
22660,2 |
23464,1 |
24267,9 |
25071,8 |
||||||
1100 |
17858,2 |
21602,4 |
22495,3 |
22941,7 |
23388,2 |
23834,6 |
24281,1 |
25174,0 |
26066,9 |
26959,8 |
27852,7 |
||||||
1200 |
19639,4 |
23774,9 |
24756,9 |
25247,9 |
25738,8 |
26229,8 |
26720,8 |
27702,8 |
28684,7 |
29666,7 |
30648,7 |
||||||
1300 |
21420,5 |
26004,3 |
27075,4 |
27610,9 |
28146,4 |
28681,9 |
29217,4 |
30288,4 |
31359,5 |
32430,5 |
33501,5 |
||||||
1400 |
23248,5 |
28277,3 |
29439,7 |
30020,9 |
30602,1 |
31183,4 |
31764,6 |
32927,0 |
34089,4 |
35251,9 |
36414,3 |
||||||
1500 |
25076,5 |
30531,1 |
31785,0 |
32411,9 |
33038,8 |
33665,7 |
34292,6 |
35546,4 |
36800,3 |
38054,1 |
39307,9 |
||||||
1600 |
26904,5 |
32823,0 |
34168,2 |
34840,8 |
35513,5 |
36186,1 |
36858,7 |
38203,9 |
39549,1 |
40894,4 |
42239,6 |
||||||
1700 |
28732,5 |
35129,8 |
36566,4 |
37284,7 |
38003,1 |
38721,4 |
39439,7 |
40876,3 |
42312,9 |
43749,6 |
45186,2 |
||||||
1800 |
30560,5 |
37446,1 |
38974,1 |
39738,1 |
40502,1 |
41266,1 |
42030,1 |
43558,2 |
45086,2 |
46614,2 |
48142,3 |
||||||
1900 |
32435,4 |
39800,3 |
41422,1 |
42233,0 |
43043,9 |
43854,8 |
44665,6 |
46287,4 |
47909,2 |
49531,0 |
51152,7 |
||||||
2000 |
34310,3 |
42141,0 |
43856,5 |
44714,3 |
45572,0 |
46429,8 |
47287,5 |
49003,1 |
50718,6 |
52434,1 |
54149,6 |
||||||
2100 |
36185,2 |
44510,2 |
46319,5 |
47224,1 |
48128,7 |
49033,4 |
49938,0 |
51747,3 |
53556,5 |
55365,8 |
57175,0 |
||||||
2200 |
38060,1 |
46889,3 |
48792,3 |
49743,8 |
50695,3 |
51646,8 |
52598,3 |
54501,3 |
56404,4 |
58307,4 |
60210,4 |
||||||
По результатам расчетов выполняем построение графика зависимости энтальпий продуктов сгорания Н, кДж/м3 от температуры , ℃