2.Тепловий баланс парогенератора
2.1. Розрахунок об’ємів повітря та продуктів згорання палива
Паропродуктивність:
(т/год.)
тиск пари на виході з котла:
(МПа)
Температура перегрітої пари:
Температура живильної води:
Температура вирушаючих газів:
Склад коксового газу в процентах:
CH4 – 25,5%
CО – 6,5%
Н2 – 59,8%
О2 – 0,5%
N2 – 3,0%
СО2 – 2,4%
Непредільні вуглеці – 2,3%
Теплота згорання нижча газу:
Вологовміст коксового газу:
dг=25 (г/м3)
Теоретично
необхідна кількість повітря для повного
згорання палива,
:
;
(2.1)
де m – число атомів вуглецю;
n – число атомів водороду.
Теоретично необхідний об’єм азоту в продуктах згорання палива, :
;
(2.2)
Об’єм трьохатомних газів:
;
(2.3)
Теоретичний об’єм водяних парів:
=
0,01
; (2.4)
=
0,01
Надлишок повітря горіння:
;
(2.5)
де
– коефіцієнт надлишку повітря в топкі;
Дійсний об’єм водяних парів:
;
(2.6)
Дійсний об’єм азоту в продуктах згорання:
;
(2.7)
Сумарний об’єм димових газів:
;
(2.8)
Об’ємні долі трьохатомних газів, водяних парів та азоту:
(2.9)
(2.10)
(2.11)
Результати розрахунків продуктів згорання, об’ємних долей трьохатомних газів та інші характеристики зводимо в таблицю 2.1
Таблиця 2.1 – Характеристика продуктів згорання у поверхнях нагріву
парогенератора.
Величина |
Топка |
Ділянки конвективних поверхонь нагріву |
|
||||
Коефіцієнт надлишку повітря в газоході, |
=1,1 |
=1,15 |
=1,2 |
=1,25 |
=1,3 |
||
|
0,344 |
0,344 |
0,344 |
0,344 |
0,344 |
|
|
|
3,57 |
3,77 |
3,89 |
4,09 |
4,17 |
|
|
, |
1,18 |
1,18 |
1,18 |
1,18 |
1,18 |
|
|
, |
5,492 |
5,691 |
5,81 |
6,009 |
6,089 |
|
|
|
0,063 |
0,061 |
0,059 |
0,057 |
0,056 |
|
|
|
0,215 |
0,207 |
0,203 |
0,196 |
0,194 |
|
|
|
0,278 |
0,268 |
0,262 |
0,253 |
0,251 |
|
|
,
,
2.2 Ентальпія теоретичного об’єму повітря та продуктів згорання
Ентальпія теоретичного об’єму повітря:
;
(2.12)
Продукти згорання розраховуються за наступними формулами:
для трьохатомних газів, кДж/м3:
;
(2.13)
для азоту, кДж/м3:
; (2.14)
для водяної пари, кДж/м3:
;
(2.15)
для продуктів згорання, кДж/м3:
; (2.16)
де
,
,
,
– питома теплоємність продуктів
згорання, що визначаються в залежності
від температури.
Таблиця 2.2 – значення питомої ентальпії повітря, трьохатомних газів, азоту та водяної пари.
Температура t, °С |
Питома ентальпія, кДж/м3 |
|||
(CV)п |
(CV)R02 |
(CV)N2 |
(CV)H20 |
|
100 |
132 |
169 |
130 |
151 |
150 |
199 |
263 |
195 |
227 |
200 |
266 |
357 |
260 |
304 |
300 |
403 |
559 |
392 |
463 |
400 |
542 |
772 |
527 |
626 |
500 |
684 |
996 |
664 |
794 |
600 |
830 |
1222 |
804 |
967 |
700 |
978 |
1461 |
946 |
1147 |
800 |
ИЗО |
1704 |
1093 |
1335 |
900 |
1281 |
1951 |
1243 |
1524 |
1000 |
1436 |
2202 |
1394 |
1725 |
1100 |
1595 |
2457 |
1545 |
1926 |
1200 |
1754 |
2717 |
1695 |
2131 |
1300 |
1931 |
2976 |
1850 |
2344 |
1400 |
2076 |
3240 |
2009 |
2558 |
1500 |
2239 |
3504 |
2164 |
2779 |
1600 |
2403 |
3767 |
2323 |
3001 |
1700 |
2566 |
4035 |
2482 |
3227 |
1800 |
2729 |
4303 |
2642 |
3458 |
1900 |
2897 |
4571 |
2805 |
3688 |
2000 |
3064 |
4843 |
2964 |
3926 |
2100 |
3239 |
5115 |
3127 |
4146 |
Таблиця
2.3 – Значення ентальпії
та
в залежності від температури
Температура t, °С |
|
|
|
|
|
100 |
525,36 |
58,136 |
464,1 |
178,18 |
700,42 |
200 |
792,02 |
90,472 |
696,15 |
267,86 |
1054,5 |
300 |
1058,68 |
122,808 |
928,2 |
667,89 |
1718,9 |
400 |
1603,94 |
192,296 |
1399,4 |
1017,2 |
2608,9 |
500 |
2157,16 |
265,568 |
1881,4 |
1375,3 |
3522,3 |
600 |
2722,32 |
342,624 |
2370,5 |
1744,4 |
4457,5 |
700 |
3303,4 |
420,368 |
2870,3 |
2124,5 |
5415,1 |
800 |
3892,44 |
502,584 |
3377,2 |
2520 |
6399,8 |
900 |
4497,4 |
586,176 |
3902 |
2933 |
7421,2 |
1000 |
5098,38 |
671,144 |
4437,5 |
3348,2 |
8456,9 |
1100 |
5715,28 |
757,488 |
4976,6 |
3789,8 |
9523,9 |
1200 |
6348,1 |
845,208 |
5515,7 |
4231,4 |
10592 |
1300 |
6980,92 |
934,648 |
6051,2 |
4681,8 |
11668 |
1400 |
7685,38 |
1023,744 |
6604,5 |
5149,8 |
12778 |
1500 |
8262,48 |
1114,56 |
7172,1 |
5619,9 |
13907 |
1600 |
8911,22 |
1205,376 |
7725,5 |
6105,5 |
15036 |
1700 |
9563,94 |
1295,848 |
8293,1 |
6593,2 |
16182 |
1800 |
10212,68 |
1388,04 |
8860,7 |
7089,7 |
17338 |
1900 |
10861,42 |
1480,232 |
9431,9 |
7597,2 |
18509 |
2000 |
11530,06 |
1572,424 |
10014 |
8102,5 |
19689 |
2100 |
12194,72 |
1665,992 |
10581 |
8625,4 |
20873 |
2200 |
12891,22 |
1759,56 |
11163 |
9108,8 |
22032 |
Визначення
ентальпії продуктів згорання ,
:
;
(2.17)
;
(2.18)
Результати розрахунку ентальпій продуктів згорання для різних ділянок газоходу парогенератора в залежності від температури та коефіцієнту надлишку повітря зводимо до таблиці 2.4.
Таблиця 2.4 – значення ентальпій продуктів згорання
t,°C |
α=1,1 |
α=1,15 |
α=1,2 |
α=1,25 |
α=1,3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
847,5168 |
|
879,0384 |
|
905,3064 |
|
200 |
|
|
|
|
2015,3264 |
|
2078,847 |
|
2131,781 |
|
300 |
|
|
|
|
3058,0502 |
|
3154,287 |
|
3234,484 |
|
400 |
|
|
|
|
4126,2848 |
|
4255,714 |
|
|
|
500 |
|
|
5001,986 |
|
5219,7716 |
|
|
|
|
|
600 |
|
|
6075,827 |
|
6340,099 |
|
|
|
|
|
700 |
|
|
7178,251 |
|
|
|
|
|
|
|
800 |
8095,791 |
|
8320,661 |
|
|
|
|
|
|
|
900 |
9221,639 |
|
9476,558 |
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
10381,19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1100 |
11544,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1200 |
12714,74 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1300 |
13930,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1400 |
15145,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1500 |
16373 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1600 |
17616,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1700 |
18870,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1800 |
20138,61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1900 |
21418,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
22702,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2100 |
23965,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2200 |
25292,23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
