2 Топливо. Воздух. Продукты сгорания
2.1 Основные характеристики топлива
Из таблицы 1 [1] выписываются основные характеристики указанного в задании топлива: состав рабочей массы, низшая теплота сгорания Qнр, выход летучих и характеристики золы (для твёрдого топлива), физические характеристики (для мазута). Для газообразного топлива из таблицы 2 [1] – состав газа по объёму, теплота сгорания Qнс, КДж/м3, плотность при нормальных условиях.
Приведённые характеристики топлива Aп, Wп,(% кг/МДж), определяются по формулам:
Ап=103Ар/Qнр; Wп=103Wр/Qнр.
|
J вп¢ |
α кп; J кп² |
ВП |
a ф 
J ф²
a т;J т²
a вп |
J вп² |
a т-D a т
Рисунок 1.1 - Схема водогрейного котла
2.2 Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах котельного агрегата
В реальных топочных камерах для эффективного сжигания топлива приходится подавать воздуха больше, чем это теоретически необходимо:
Vд=V0×aт, |
(1) |
гдеVд – м3/кг, объём подаваемого в топку воздуха;
V0 - м3/кг, объём теоретически необходимого для осуществления
8
процесса горения воздуха; αт – коэффициент избытка воздуха на выходе из топки.
По мере движения продуктов сгорания по газоходам коэффициент избытка увеличивается за счёт присосов воздуха в газовый тракт агрегата через неплотности в обмуровке.
При тепловом расчёте коэффициент избытка воздуха на выходе из топки αт и присосы воздуха в отдельных элементах котлоагрегата Δαт принимают на основе обобщённых данных эксплуатации агрегатов, приведённых в таблице 16 [1].
Значение расчётного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газохода α определяют суммированием коэффициента избытка воздуха в топке с присосами воздуха в газоходах, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением, т.е.
|
|
α = αт + ΣΔαi. |
(2) |
|
|
Для котла типа КВ-ТС-20 (см.рисунок 1.1) определение коэффициента |
|||
избытка воздуха производится согласно таблице 2.1. |
|
|||
|
Таблица 2.1 - Присосы воздуха по газоходам Δα и расчётные |
|||
коэффициенты избытка воздуха |
|
|
||
Участок газового тракта |
Присосы |
Расчётный |
Среднее значение |
|
|
|
Δα |
коэффициент |
αср=(αi-1+αi)/2 |
|
|
|
избытка α |
|
1. |
Топка, фестон |
- |
αт |
- |
2. |
Конвективные пакеты |
Δαкп |
αкп=αт+Δαкп |
αкпср=(αт+αкп)/2 |
3. |
Воздухоподогреватель |
Δαвп |
αвп=αкп+Δαвп |
αвпср=(αкпср+αвп)/2 |
2.3 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива
Расчётные значения теоретически необходимого количества воздуха V0,азота VN2 ,трехатомных газов VRO2 , водяных паровVH2O и объёма образующихся продуктов сгорания V0г отнесённые к 1 кг твёрдого, жидкого и к 1 м3 газообразного топлива для конкретного вида топлива приведены в [1] (таблица XI; XII). Действительные значения определяемых величин для конкретного участка газохода рассчитываем в табличной форме.
Таблица 2.2 - Характеристика продуктов сгорания по ходу газов
|
|
V0= |
м3/кг; VH02O = |
м3/кг; |
|
Величины |
|
VR2O = |
м3/кг; VN02 = |
м3/кг. |
|
|
Ед. |
|
Топка, |
Конвективные |
Воздухо- |
|
изм. |
|
фестон |
пакеты |
подогреватель |
1. Средний коэффициент |
|
|
αт |
αкпср |
αвпср |
избытка воздуха αiср |
|
|
|||
9
2. Объём водяных паров |
м3/м3 |
|
VH2O =VH02O +(αiср-1)∙V0∙0,0161 |
м3/кг, |
|
|
|
|
3. Полный объём |
м3/кг, |
|
продуктов сгорания |
||
м3/м3 |
||
Vг=VRO2 +VH2O +VN02 +(αiср1)∙V0 |
||
4. Объемная доля водяных |
- |
|
паров rH2O =VH2O Vг |
||
|
||
5. Объемная доля |
|
|
трехатомных газов |
- |
|
rR O 2 = VRO2 /Vг |
|
|
6. Суммарная доля |
|
|
трехатомных газов |
|
|
rп= rH2O + rR O 2 |
|
|
7. Концентрация золы в |
|
|
дымовых газах µ=10АРаун/Vг |
3 |
|
µ=АРаун/1,3Vг100 |
г/м |
|
|
кг/кг |
аун – здесь и далее доля золы в уносе [I, табл.XX, XXI].
2.4 Энтальпия воздуха и продуктов сгорания
Энтальпии теоретического объема воздуха Iв0 и продуктов сгорания Iг0, отнесенные к 1 кг или 1 м3 топлива при соответствующей температуре приводятся в таблицах XIV, XV [1].Энтальпию продуктов сгорания для соответствующих участков газового тракта определяют по формуле
Ii=Iгi+Iзл= Iг0+(αiср-1) Iв0+ Iзл, |
(3) |
Расчет удобно вести в табличной форме. Количество расчетных участков должно соответствовать схеме проектируемого агрегата. Энтальпия подсчитывается в отмеченном диапазоне температур.
10