Раздел 1. Определение коэффициента полезного действия паровых котлов
Составление расчетно-технологической схемы трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха
Расчетно-технологическую схему трактов парового котла с отражением компоновки поверхностей нагрева составляем на основе чертежей парового котла и задания на проектирование (рис. 1.1).
збыток воздуха в топке поддерживают, исходя из условий экономичного сжигания топлива. Так как в топку, кроме организованно поступающего из воздухоподогревателя горячего воздуха, проникает атмосферный холодный воздух из-за присоса в системе пылеприготовления и в топке, количество горячего воздуха уменьшают с учетом этого присоса до определенной величины.
Величину коэффициента
избытка воздуха на выходе из топки
равной 1,2. По таблице 1.1 [1, стр. 5] для
заданного парового котла находим
значения присосов воздуха в газоходы.
Табл. 1.1 Присосы воздуха в газоходы паровых котлов при номинальной нагрузке
Элементы парового котла |
Величина присосов
|
Топочная камера |
0,100 |
Котельные пучки |
0,000 |
Пароперегреватели |
0,030 |
Экономайзеры |
0,020 |
Воздухоподогреватели (трубчатые) |
0,030 |
Вычисляем коэффициенты избытка воздуха за каждым газоходом, а также их средние значения. Результаты заносим в таблицу 1.2.
Табл 1.2. Избытки воздуха и присосы по газоходам
Газоходы |
Коэф.
избытка воздуха за газоходом, |
Величина
присоса, |
Средний
коэф. избытка воздуха в газоходе, |
Топка и фестон |
|
|
|
Пароперегреватель |
|
|
|
Экономайзер |
|
|
|
Воздухоподогреватель |
|
|
|
,230
Топливо и продукты горения
Для заданного вида и марки топлива из таблицы П.1 [1, стр.104] выписываем элементный состав рабочей массы, величину теплоты сгорания
,
температурную характеристику золы
,
выход летучих
,
записываем номер строки топлива и
сводим все данные в таблицу 1.3.
Табл 1.3. Расчетная характеристика топлива
№ п/п |
Бассейн, месторождение |
Марка |
Рабочая масса топлива, состав, % |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
31 |
Кузнецкий |
Д |
11,5 |
15,9 |
0,4 |
56,4 |
4,0 |
1,9 |
9,9 |
21,9 |
40,5 |
1000 |
|
,
,
%
,
Рассчитываем приведенные влажность и зольность по формулам:
Проверим баланс элементного топлива:
(1.3)
Теоретические объемы воздуха
и продуктов горения
при
,
,
P=101,3
кПа выписываем из табл. П.1 [1, стр.104]:
При
объемы продуктов горения
,
объемные доли трехатомных газов и
водяных паров
,
безразмерную концентрацию золы
,
массу газов
,
их плотность
рассчитывают по всем газоходам для
средних и конечных значений
.
Результаты вычислений сводим в таблицу
1.4. Для золы, уносимой газами,
.
Табл 1.4. Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы.
№ п/п |
Величина |
Единицы |
|
||||
Газоходы |
|||||||
Топка и фестон |
Пароперегреватель |
Экономайзер |
Воздухоподогреватель |
||||
1 |
Коэффициент
избытка воздуха за газоходом |
– |
1,200 |
1,230 |
1,250 |
1,280 |
|
2 |
Коэффициент избытка воздуха средний в газоходе |
– |
1,200 |
1,215 |
1,240 |
1,265 |
|
3 |
|
За |
м3/кг (м3/ м3) |
0,6985 |
– |
– |
0,7059 |
Ср |
– |
0,6999 |
0,7022 |
0,7046 |
|||
4 |
|
За |
м3/кг (м3/ м3) |
7,4705 |
– |
– |
7,9383 |
Ср |
– |
7,5583 |
7,7046 |
7,8510 |
|||
5 |
|
За |
– |
0,1419 |
– |
– |
0,13352 |
Ср |
– |
0,1402 |
0,1376 |
0,1335 |
|||
6 |
|
За |
– |
0,0935 |
– |
– |
0,0889 |
Ср |
– |
0,0926 |
0,0911 |
0,0897 |
|||
7 |
|
За |
– |
0,2354 |
– |
– |
0,2224 |
Ср |
- |
0,2328 |
0,2287 |
0,2247 |
|||
8 |
|
За |
кг/кг (кг/м3) |
9,8681 |
– |
– |
10,4710 |
Ср |
– |
9,9809 |
10,1690 |
10,3570 |
|||
9 |
|
За |
кг/кг |
0,0153 |
– |
– |
0,0144 |
Ср |
– |
0,0151 |
0,0148 |
0,0146 |
|||
10 |
|
За |
кг/м3 |
1,3209 |
– |
– |
1,3188 |
Ср |
– |
1,3205 |
1,3198 |
1,3192 |
|||
=
Энтальпия воздуха и продуктов горения
,
при
для табличных значений рабочей массы
твердого топлива берем из таблицы П.3
[1, стр.23-24] во всем диапазоне температур
газов (
).Энтальпии продуктов горения при рассчитываем по формуле:
.
(1.4)
(1.5)
Результаты расчетов энтальпии сводим в табл. 1.5
Табл. 1.5. Энтальпия воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла (ккал/кг или ккал/м3).
Газоход |
Температура
газов
|
, |
, |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Топка и фестон (при
|
2200 |
23694 |
19574 |
3914,8 |
417,2001 |
28026,0001 |
- |
2100 |
22500,5 |
18610 |
3722 |
398,3189 |
26620,8188 |
1405,181 |
|
2000 |
21307 |
17646 |
3529,2 |
379,4376 |
25215,6376 |
1405,181 |
|
1900 |
20127,5 |
16681,5 |
3336,3 |
360,5564 |
23824,3563 |
1391,281 |
|
1800 |
18948 |
15717 |
3143,4 |
330,1953 |
22421,5953 |
1402,761 |
|
1700 |
17784 |
14777 |
2955,4 |
311,7672 |
21051,1672 |
1370,428 |
|
1600 |
16620 |
13837 |
2767,4 |
283,3698 |
19670,7698 |
1380,397 |
|
1500 |
15474,5 |
12897 |
2579,4 |
265,697 |
18319,5969 |
1351,173 |
|
1400 |
14329 |
11957 |
2391,4 |
239,1122 |
16959,5121 |
1360,085 |
|
1300 |
13210 |
11028,5 |
2205,7 |
205,5791 |
15621,7790 |
1337,733 |
|
1200 |
12092 |
10100 |
2020 |
182,1663 |
14294,1663 |
1327,613 |
|
1100 |
10989 |
9196 |
1839,2 |
165,7019 |
12993,9018 |
1300,264 |
|
1000 |
9886 |
8292 |
1658,4 |
148,6332 |
11693,0332 |
1300,869 |
|
900 |
8803 |
7400,5 |
1480,1 |
132,1688 |
10415,2688 |
1277,764 |
|
800 |
7720 |
6509 |
1301,8 |
115,8553 |
9137,6553 |
1277,613 |
|
Пароперегреватель
|
700 |
6681 |
5644,5 |
1298,235 |
99,9951 |
8079,2301 |
- |
600 |
5642 |
4780 |
1099,4 |
84,588 |
6825,988 |
1253,242 |
|
500 |
4650 |
3951 |
908,73 |
69,1809 |
5627,9109 |
1198,077 |
|
400 |
3658 |
3122 |
718,06 |
54,378 |
4430,438 |
1197,473 |
|
Экономайзер
|
500 |
4650 |
3951 |
987,75 |
69,1809 |
5706,9309 |
- |
400 |
3658 |
3122 |
780,5 |
54,378 |
4492,878 |
1214,053 |
|
300 |
2718,5 |
2329 |
582,25 |
39,8772 |
3340,6272 |
1152,251 |
|
Воздухоподогреватель
|
300 |
2718,5 |
2329 |
652,12 |
39,8772 |
3410,4972 |
- |
200 |
1779 |
1536 |
430,08 |
25,54256 |
2234,62255 |
1175,875 |
|
100 |
877 |
764 |
213,92 |
12,20484 |
1103,12484 |
1131,498 |
,
0С
)
