2.Исходные данные для расчета.
Котел ДЕ 4-14 ГМ
Топливо: сернистый мазут
Характеристика котла.
Теплопроизводительность: 30Гкал/ч.
Температура уходящих газов: 197 0С
воды на входе: 70 0С
воды на выходе: 150 0С
Температура холодного воздуха: 27 0С
Расчётный КПД: 86,147 %
Тип топки: экранированный.
Тип, марка горелок:
Количество горелок:
Характеристика топлива.
Wр = 3
Sрк + Sрор =1,4
Ар =0,1
Cр = 83,8
Hр = 11,2
Nр = 0
Oр = 9,7
Теплота сгорания
Теплота сгорания (низшая) мазута Qрн = 9490 ккал/кг
3. Расчет процессов горения.
Определение расхода воздуха, необходимого для сгорания:
2.Определение объемов продуктов сгорания
2. Вычисление коэффициента избытка воздуха с учетом присоса воздуха по элементам котельного агрегата.
а) в конце топки:
-
присос воздуха в топке,
=
б) в конце первого газохода конвективного пучка:
в) в конце второго газохода конвективного пучка:
в) в конце второго газохода конвективного пучка:
Определение объема продуктов сгорания.
Первоначально будем вести расчет объемов продуктов сгорания при значении коэффициента избытка воздуха α = 1. Минимальный или теоретический объем сухих газов при α = 1 определяется по формуле:
,
где
-
объем трехатомных газов, находящийся
по уравнениям химических реакций;
-
минимальное количество азота, состоящего
из атмосферного, равного 79% от теоретического
количества воздуха и азота топлива.
4. Определение минимального объема водяных паров.
Водяные пары образуются в продуктах сгорания в результате сгорания водорода топлива и испарения влаги, содержащейся в топливе и от подаваемого для горения воздуха. Для мазута:
Дальнейший расчет представлен в виде таблицы 1.
.Расчет продуктов сгорания
Таблица 1
Рассчитываемая величина |
Размер-ность |
|
|||
|
Топка |
КП I |
КП II |
Экономайзер |
|
Коэффициент
избытка воздуха
|
- |
1,1 |
1,15 |
1,25 |
1,35 |
Коэф. избытка
воздуха средний
|
- |
1,075 |
1,125 |
1,2 |
1,3 |
Объем избыточного воздуха ( -1)V0 |
нм3/кг |
0,783 |
1,305 |
2,089 |
3,134 |
Действительный объем водяных паров
|
нм3/кг |
1,46 |
1,469 |
1,481 |
1,498 |
Действительный объем дымовых газов
|
нм3/кг |
12,069 |
12,6 |
13,393 |
14,458 |
Объемная доля трехатомных газов в
продуктах сгорания
|
- |
0,13 |
0,124 |
0,117 |
0,108 |
Объемная доля водяных паров в продуктах
сгорания
|
- |
0,120 |
0,116 |
0,110 |
0,103 |
Суммарная доля трехатомных газов и
водяных паров
|
- |
0,25 |
0,24 |
0,227 |
0,211 |
Масса дымовых газов
Уг
=
|
кг/ нм3 |
15,324 |
16,689 |
18,052 |
19,417 |
(
-1)V0
+
+(
-1)V0
6. Расчет теплосодержания воздуха и продуктов сгорания.
Теплосодержание дымовых газов определяется как сумма теплосодержаний продуктов сгорания 1 кг (нм3) топлива при α = 1 и избыточного воздуха, взятого при температуре продуктов сгорания.
Теплосодержание дымовых газов определяется по формуле:
,
где
-
теплосодержание газов при α = 1 и
температуре газов
0С.
,
где
-
теплосодержание теоретически необходимого
количества воздуха при температуре
газов
0С
=
,
,
,
-
теплосодержания газов и воздуха.
=
В расчете теплосодержаний коэффициент избытка воздуха α принимают в конце газохода. Подсчет теплосодержаний рекомендуется вести в виде таблицы, значения теплосодержаний вычисляются через каждые 100 0С для интервала температур = 100-2200 0С. Данные расчета заносят в таблицу 2.
-
Теплосодержание дымовых газов
На рисунке 1 представлен график зависимости теплосодержания от температуры.
Таблица 2
ϑ ,0с |
i0г |
i0в |
iзл |
iг=i0г+(α-1)*i0в |
|||
αт2 |
α1"кп |
α2"кп |
αэкон |
||||
i"м |
i1"кп |
i2"кп |
i"экон |
||||
100 |
371,835 |
330,125 |
- |
404,847 |
421,354 |
454,366 |
487,379 |
200 |
752,115 |
664,429 |
- |
818,558 |
851,779 |
918,222 |
984,665 |
300 |
1142,480 |
1005,001 |
- |
1242,980 |
1293,231 |
1393,731 |
1494,231 |
400 |
1544,909 |
1351,842 |
- |
1680,094 |
1747,686 |
1882,870 |
2018,054 |
500 |
1958,130 |
1707,040 |
- |
2128,834 |
2214,186 |
2384,890 |
2555,594 |
600 |
2378,380 |
2070,595 |
- |
2585,440 |
2688,969 |
2896,029 |
3103,088 |
700 |
2810,907 |
2444,598 |
- |
3055,367 |
3177,597 |
3422,057 |
3666,516 |
800 |
3256,156 |
2820,690 |
- |
3538,225 |
3679,260 |
3961,329 |
4243,398 |
900 |
3711,231 |
3196,782 |
- |
4030,909 |
4190,748 |
4510,427 |
4830,105 |
1000 |
4172,223 |
3583,321 |
- |
4530,555 |
4709,721 |
5068,053 |
5426,385 |
1100 |
4634,788 |
3980,307 |
- |
5032,819 |
5231,834 |
5629,865 |
6027,895 |
1200 |
5086,217 |
4377,293 |
- |
5523,946 |
5742,811 |
6180,540 |
6618,270 |
1300 |
5577,109 |
4774,279 |
- |
6054,537 |
6293,251 |
6770,679 |
7248,107 |
1400 |
6063,670 |
5181,712 |
- |
6581,841 |
6840,927 |
7359,098 |
7877,269 |
1500 |
6544,874 |
5589,145 |
- |
7103,789 |
7383,246 |
7942,160 |
8501,075 |
1600 |
7034,331 |
5996,578 |
- |
7633,989 |
7933,818 |
8533,476 |
9133,133 |
1700 |
7526,809 |
6404,011 |
- |
8167,210 |
8487,411 |
9127,812 |
9768,213 |
1800 |
8020,735 |
6811,444 |
- |
8701,879 |
9042,452 |
9723,596 |
10404,740 |
1900 |
8522,914 |
7229,324 |
- |
9245,846 |
9607,313 |
10330,245 |
11053,177 |
2000 |
9021,309 |
7647,204 |
- |
9786,029 |
10168,390 |
10933,110 |
11697,830 |