6.Тепловой баланс котла и определение расхода топлива.

Располагаемая теплота топлива :

где: - низшая теплота сгорания рабочей массы жидкого топлива;

- теплота, внесенная в топку котла воздухом при его подогреве вне агрегата.

- физическая теплота топлива, внесенная в топку при его подогреве вне котла.

- теплота, вносимая в топку паром, используемым для распыления мазута через форсунки, МДж/кг:

где: - удельный расход пара, кг/кг.

Принимаем предварительно значение температуры уходящих газов :

Определяем по I, – таблица (I, ) – диаграмма энтальпию уходящих газов:

По рекомендациям нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов принимается температура холодного воздуха, , поступающего в котельный агрегат:

Определяем энтальпию теоретически необходимого количества холодного воздуха по формуле (или непосредственно по I, v – диаграмме):

Потери теплоты от механического недожога топлива составляет (таблица XVII – XXI):

Потери теплоты уходящими газами определяется по формуле:

Потери теплоты от химического недожога топлива составляет (таблица XVII-XXI):

Потери теплоты в окружающую среду от наружного охлаждения кительного агрегата :

Потери теплоты с удаленными шлаками определяется по формуле:

где: - доля золы топлива в шлаке. Значение величины находится по таблице XVIII.

- температура жидкого шлака;

- энтальпия золы, определяется по таблице XIII.

Сумма потерь теплоты:

Коэффициент полезного действия котла составляет:

Полезно используемая теплота (затраченная на образование пара):

где: - паропроизводительность котла;

- процент непрерывной продувки котла, =3%, ( =0,0÷0,05);

- энтальпия перегретого пара, ккал/кг, принимается по таблице XXV;

- энтальпия питательной воды, ккал/кг, принимается по таблице XXIV;

- энтальпия котловой воды, равная энтальпии воды при температуре кипения, ккал/кг, принимается по таблице XXIV.

где: G – расход воды через котел;

- энтальпия воды, соответственно, поступающей в котел и выходящей из него, ккал/кг.

Действительный расход топлива на котел:

Расчетный расход топлива:

Коэффициент сохранения теплоты:

7. Тепловой расчет топочной камеры.

Поверочный расчет топочной камеры:

Полезное тепловыделение в топке определяется по выражению:

=39737кДж/кг

где: Qв - тепло, вносимое в топку с воздухом,

Qв = α_т · I˚_хв = 1,3 · 315 = 346,5 кДж/кг ;

По найденному значению по I,υ – диаграмме определим адиабатическую температуру горения (при α_т = 1,3):

ta = 1915°С;

Та = ta + 273 = 1915 + 273 = 2189 К

Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания 1 кг топлива:

= = = 19,8 ;

где: υ - предварительно принятая температура на выходе из топки, для угля принимаем υ =950°С;

- энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки, соответствующая температуре υ , по I, – диаграмме принимаем:

= 23700 кДж/м³ ;

Средний коэффициент тепловой эффективности экранов:

1. Определяется эффективная толщина излучающего слоя:

,

где - объем топочной камеры, м³;

- площадь поверхности стен топочной камеры.

2. Определяется коэффициент ослабления лучей при сжигании твердого топлива [7]:

, 1/м^.Мпа (6.9)

Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы (k_зл) определяется по графику рис.5.5 [7]. Коэффициент ослабления лучей частицами кокса (k_к) принимается: для топлив с малым выходом летучих (тощие угли) при сжигании в слоевых топках k_к=0,3.

1/м^.МПа

3. При сжигании твердого топлива определяется суммарная оптическая толщина среды kps=0,1*2,75*1,29=0,35

4. Подсчитывается степень черноты факела (a_ф). для твердого топлива она равна степени черноты среды, заполняющей топку(а).

Эта величина подсчитывается по формуле (6.10) [7]:

a_ф=а=0,3

5. При слоевом сжигании твердого топлива определяется площадь зеркала горения м²

q_з.г- удельная нагрузка зеркала горения, принимается по табл. 4.1,4.2 и 4.3 [7] в зависимости от конструкции топки, кВт/м². В расчете примем q_з.г=1600 кВт/м².

Затем для механических топок выбирается окончательный типоразмер из табл. 5.3 [7]:

R=4,4 кВт/м².

6. Определяется степень черноты топки:

Для слоевых топок

7. Определяется параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки. При каменном сжигании малореакционных твердых топлив (тощий уголь) :

М=0,59-0,5X_m=0,59-0,5*0,14=0,52.

8. Определяется средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого твердого топлива при нормальных условиях:

, кДж/(кгК)

кДж/(кгК)

9. Определяется действительная температура на выходе из топки по формуле:

(6.13)

Так как расхождение между полученной расчетным путем температурой (υт″ = 905°С) и ранее принятым значением (υ = 950°С) на выходе из топки не превышает ± 5%, то тепловой расчет топки считается законченным.