- •1. Общие указания
- •1.1. Назначение и состав методических указаний
- •1.2.Исходные данные
- •1.3.Состав теплового расчета теплогенератора
- •2 . Объем и оформление курсовой работы
- •3 . Теплота сгорания топлива
- •4.Выбор типа и основные характеристики топочного устройства
- •5.Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах теплогенератора
- •8. Энтальпии воздуха и продуктов сгорания
- •9. Тепловой баланс теплогенератора и расход топлива
- •10.Расчет теплообмена в топке
- •11. Расчет пароперегревателя
- •13.Расчет водяного экономайзера
- •14.Поверочный тепловой баланс теплогенератора.
3 . Теплота сгорания топлива
Для подсчета низшей теплоты сгорания твердого и жидкого топлив, по известному элементарному составу используют формулу Д.И.Менделеева, кДж/кг
Q=340С + 1026Н - 109(O-S)- 25,2W , (3,1)
где С,H,O,S,W - содержание соответственно углерода, водорода, кислорода, серы летучей и влаги на рабочую массу топлива, %.
Низшую теплоту сгорания газообразного топлива определяют по известному процентному содержанию отдельных газов, входящих в состав данного топлива, кДж/м3.
Q=0,01(Q. CO+Q. H2+Q.H2S+), (3,2)
где СО, H, H2S, СmНn - содержание соответствующего таза по объему, %;
QCO, Q, Q, Q - низшая теплота сгорания данного
газа, входящего в состав газообразного топлива, кДж/м3 (прил.З)
Эксплуатационные качества, различных топлив оценивают по приведенным характеристикам, %кг/мДж: приведенная зольность
A= 10• , (3,3)
приведенная влажность
(3,4)
4.Выбор типа и основные характеристики топочного устройства
Основанием для выбора топочного устройства являются: тип и производительность теплогенератора; вид и характеристики топлива.
В агрегатах малой производительности применяются слоевые и камерные топки. В прил.4 указаны рекомендуемые типы топок в зависимости от вида сжигаемого топлива и паропроизводительности теплогенератора.
К основным характеристикам топочных устройств относятся:
тепловое напряжение зеркала горения qзг, кВт/м2;
тепловое напряжение топочного объема qv, кВт/м3;
потери теплоты от химической неполноты сгорания
q3, %;
- потери теплоты от механической неполноты сгорания q4, %;
- доля золы топлива в уносе ун.
Рекомендуемые величины тепловых напряжений qзг и qv, значения потерь теплоты q3 и q4, доля золы ун а также другие характеристики топок приведены в прил.5.
5.Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах теплогенератора
Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам теплогенератора увеличивается. Это обусловлено тем, что давление в газоходах теплогенераторов с уравновешенной тягой меньше давления окружающего воздуха и через неплотности в обмуровке происходят присосы атмосферного воздуха в газовый тракт, агрегата.
Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки принимается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива по данным прил.5
Значение расчетного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газового тракта теплогенератора с уравновешенной тягой определяют суммированием коэффициента избытка воздуха на выходе из топки с присосами воздуха в газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением
(5,1)
где -расчетный коэффициент избытка воздуха на выходе из рассматриваемого элемента;
-сумма присосов воздуха во всех газоходах,
расположенных между топкой и рассматриваемым сечением газового тракта.
Значения расчетных присосов воздуха вотдельных элементах теплогенератора принимают на основе обобщенных данных эксплуатации агрегатов, которые приведены в прил.6.
6. Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания (при а =1)
Все объемы воздуха и продуктов сгорания рассчитывают на 1 кг твердого, жидкого или на 1 м3 газообразного топлива. Расчеты производят в следующей последовательности:
6.1. Определяют теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания:
твердого и жидкого топлива, м3/кг
= 0,0889(+ 0,375) + 0,265- 0,0333, (6,1)газообразного топлива, м3/м3
=0,0476[0,5+0,5+1 +] ,(6,2 )
где m — число атомов углерода;n - число атомов водорода.
6.2.Определяют теоретические объемы продуктов сгорания для твердого и жидкого топлива, м"/кг: объем трехатомных газов
, (6,3)
при расчете следует учитывать, что диоксид углерода и сернистый газ принято объединять, обозначая через RО2, т.е. RО2, = СО2 + SО2;
объем азота (объем двухатомных газов)
= 0,79V+ 0,008N; (6,4)
объем водяных паров
. (6,5)
6.3. Определяют теоретические объемы продуктов сгорания для сухого газообразного топлива, м3/м3:
объем трехатомных газов
= 0,01(CO2+CO+H2S+); (6,6) объем азота (двухатомных газов)
= 0,79VO + 0,01N2 ; (6,7)
объем водяных паров
=0,01+ 0,0161VO. (6,8)
где dгт - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное 1 м3 сухого газа, г/м3; принимают в зависимости от температуры топлива tгт по табл. 6.1. Таблица 6.1.
зависимость влагосодержания газообразного топлива от его температуры [ 15 ]
Температура газообразного топлива tгт ,°С |
0 |
10 |
20 |
40 |
60 |
8 0 |
Влагосодержание dгт ,г/м3 |
4,98 |
10,06 |
19,4 |
64,6 |
202,5 |
738,7 |
7. Расчет действительных Объемов воздуха и продуктов сгорания (при а > 1)
Расчет ведут в следующей последовательности: 7.1.Определяют объем воздуха при а>1, м3/кг (м3/м3)
. (7,1)
7.2.Объемы продуктов сгорания твердых, жидких и газообразных топлив при >1 отличаются от теоретических на величину объемов воздуха и водяных паров, поступающих в теплогенератор за счет избыточного воздуха (присосов атмосферного воздуха).
Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то действительный объем этих газов не зависит от коэффициента избытка воздуха и во всех газоходах остается постоянным, равным теоретическому объему, т.е.
; (7,2)
объем двухатомных газов, м3/кг(м3/м3)
; (7,3)
объем водяных паров м3/кг (м3/м3)
; (7,4)
суммарный объем дымовых газов м3/кг (м3/м3)
. (7,5)
7.3. Объемные доли трехатомных газов -и водяных
паров ,равные парциальным давлениям этих газов при общем давлении P = 0,1 МПа, соответственно равны
; (7,6)
. (7,7)Определяют суммарную объемную долю трехатомных газов и водяных паров
(7,8)
7.4.Вычисляют концентрацию золы в дымовых газах (определяют только для твердых топлив), г/м3
. (7,9)
7.5.Приведенная величина уноса золы из топки представляет собой отношение:
,
Расчеты по определению действительных объемов продуктов сгорания, объемных долей трехатомных газов и водяных паров, концентрации золы сводят в таблицу. В таблице последовательность и количество расчетных участков конвективных поверхностей нагрева должны соответствовать компоновке рассчитываемого теплогенератора. Форма расчетной таблицы применительно к теплогенератору при сжигании твердо топлива приведена в табл.7.1.
Таблица 7.1 Характеристика продуктов сгорания в поверхности нагрева
Наименование величин и формулы расчета |
Ед. из-мер. |
=..... м3/кг ; =..... м3/кг ; =..... м3/кг; =..... м3/кг | ||||
|
|
Участки газового тракта | ||||
|
|
Топка
|
пароперегреватель |
Первый газоход конвективного пучка |
Второй газоход конвективного пучка
|
экономайзер
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Коэффициент избытка воздуха |
- |
|
|
|
|
|
Объем воздуха V = V° |
м3/кг |
|
|
|
|
|
Объем трехатомных газов
|
м3/кг |
|
|
|
|
|
Объем двухатомных газов |
м3/кг |
|
|
|
|
|
Объем водяных паров
|
м3/кг |
|
|
|
|
|
Суммарный объем дымовых газов
|
м3/кг |
|
|
|
|
|
Объемная доля трехатомных газов
|
- |
|
|
|
|
|
Объемная доля водяных паров
|
- |
|
|
|
|
|
Суммарная объемная доля |
- |
|
|
|
|
|
Концентрация золы в дымовых газах
|
г/м3 |
|
|
|
|
|