11. Методика конструктивного и поверочного теплового расчёта котельных агрегатов. Определение коэффициента избытка воздуха.

Тепловой расчет котельного агрегата производят с целью определения конструктивных параметров и экономических показателей. Различают конструктивный и поверочный тепловые расчеты.

Конструктивный – расчет, производимый для определения размеров топочного объема, радиационных и конвективных поверхностей нагрева, обеспечивающих номинальную производительность котла при заданных рабочих параметрах.

Целью расчета является разработка проекта нового котла при заданных характеристиках топлива, производительности и параметрах получаемого теплоносителя (пар, горячая вода).

Поверочный – расчет, при котором по заданной конструкции и геометрической характеристике поверхностей нагрева котла для конкретного вида топлива определяется реальная производительность топки и экономичность ее работы, для чего определяют:

• Тепловые потери;

• КПД котла;

• Расход топлива;

• Скорости теплоносителя, воздуха и продуктов сгорания, температуры теплоносителя и продуктов сгорания.

• Коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи элементов поверхностей нагрева котла.

Поверочный расчет выполняется для оценки показателя экономичности, выбора вспомогательного оборудования, получения исходных данных для последующих расчетов:

- аэродинамического расчета котла и теплогенерирующей установки;

- расчета тепловой схемы;

- гидравлических и прочностных расчетов.

Поверочный расчет также производят при переводе котла на сжигание другого вида топлива, при изменении производительности параметров получаемого теплоносителя, реконструкции поверхностей нагрева.

Результаты поверочного расчета позволяют оценить кроме экономичности степень надежности работы топки по условиям шлакования, опасность появления низкотемпературной коррозии, недостаток или избыток площади поверхности пароперегревателя (если он есть).

Спецификой поверочного расчета котла является неизвестность промежуточных температур газа и теплоносителя, включая температуры уходящих газов. Поэтому расчет выполняют методом последовательных приближений, задаваясь в начале некоторыми значениями температур уходящих газов, а затем сравнивая его с результатами расчета. Допустимые значения отклонения этой температуры не должны превышать 10°С.

Теоретический объем кислорода для полного сгорания горючих компонентов, заключенных в 1 кг топлива определяется по формуле:

а для 1 м³ газообразного топлива по формуле:

.

В 1 м³ воздуха - 21% кислорода. Поэтому теоретический объем, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого и жидкого:

или 1 м³ газообразного топлива составит :

Для обеспечения полного сгорания топлива в топочный объем вводится воздуха больше, чем это необходимо по химической реакции V_B>V^O.

Вводится понятие коэффициента избытка воздуха:

Коэффициент избытка вбирают для получения максимального КПД котла при допустимых выбросах окислов азота.

При сжигании угля α=1,2 – 1,6 в зависимости от вида топки.

При сжигании газа и мазута α=1,05 – 1,1.

В котлах, работающих под разряжением всвязи с присосами воздуха по ходу газового тракта α повышается: