5 Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха.
Исходные данные и порядок расчета.
Для определения энтальпий продуктов сгорания необходимо знать их состав и объем, а также температуру, которая различна для вариантов С и Б и задана в задании. Значение энтальпий 1 м3различных газов и влажного воздуха в зависимости от их температуры приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Энтальпии 1 м3газов и влажного воздуха
|
|
Энтальпии газов, кДж/м3 | |||
|
|
|
|
| |
|
100 |
170 |
130 |
151 |
132 |
|
200 |
353 |
260 |
305 |
267 |
|
300 |
560 |
392 |
463 |
403 |
|
400 |
773 |
527 |
627 |
542 |
,
°С
Энтальпии газов при промежуточных температурах определяют методом линейной интерполяции.
Расчет энтальпий произведем отдельно для вариантов С и Б.
А) С установкой экономайзера
Температура уходящих газов
ºС(приложение
А, таблица 4).
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3.
Энтальпия теоретических
объемов воздуха и продуктов сгорания:
кДж/кг
кДж/кг.
кДж/кг,
кДж/кг,
Энтальпия
действительных объемов продуктов
сгорания при температуре
ºС:
,
кДж/кг.
Б) Без установки экономайзера.
Температура уходящих газов
ºС.
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3.
Энтальпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания:
,
кДж/кг,
,
кДж/кг,
Энтальпия действительных объемов
продуктов сгорания при температуре
ºС:
кДж/кг
кДж/кг.
6 Тепловой баланс котельного агрегата Общие положения
Тепловой баланс составляется для определения КПД котлоагрегата и расхода топлива при установившемся тепловом состоянии котлоагрегата.
Уравнение теплового баланса:
,
где
- располагаемое тепло, кДж/кг;
- теплота, полезно воспринимаемая в
котлоагрегате поверхностями нагрева,
кДж/кг;
- потери тепла соответственно с уходящими
газами, от химической неполноты сгорания,
от механического недожога, в окружающую
среду, с физическим теплом шлаков,
кДж/кг.
В курсовом проекте не учитывается тепло
горячего воздуха, подаваемого в топку
и подогреваемого вне котлоагрегата, а
также тепло парового дутья, затраты
тепла на размораживание смерзшегося
топлива и т.д. Поэтому можно принять:
,
кДж/кг.
Используемое топливо имеет расчетную
теплоту сгорания
МДж/кг.
Из таблицы 6 Приложения А для бурого угля, сжигаемого в слоевой топке имеем:
- потери от химической неполноты сгорания
;
- потери от механической неполноты
сгорания
;
- температура холодного воздуха
ºС.
Энтальпия теоретического объема холодного воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива:
кДж/кг.
Составление теплового баланса производим отдельно для двух вариантов конструкции.
А) С экономайзером.
Потери теплоты с уходящими газами:
где
- энтальпия уходящих газов, кДж/кг или
кДж/м3;
- коэффициент избытка воздуха за
котлоагрегатом;
- энтальпия теоретического объема
(холодного) воздуха, подаваемого в топку.
В курсовом проекте условно температуру
холодного воздуха принять равной
(не следует искать смысловую связь между
этими температурами).
Удельная теплоемкость 1 м3воздуха
в интервале температур 0 – 100°С составляет
кДж/м3∙°С.
кДж/кг,
.
.
По рисунку 11 для выбранного в результате
расчета тепловой схемы котельной
котлоагрегата Е-25-14ГМН имеем:
.
Рисунок11 - Зависимость потери тепла в окружающую среду от производительности котлоагрегата; 1 - с экономайзером; 2 - без экономайзера.
Потерями тепла с физическим теплом
шлаков
пренебрегаем.
После нахождения всех потерь можно определить коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто):
,
Из расчета тепловой схемы имеем:
кг/с;
кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг;
.
Расход топлива, подаваемого в топку:
где
- паропроизводительностькотлоагрегата,
кг/с;
- энтальпия пара, выходящего из
котлоагрегата, кДж/кг;
- энтальпия питательной воды, кДж/кг
(условно энтальпию питательной воды
принимаем равной энтальпии кипящей
воды в деаэраторе);
- расход котловой воды на непрерывную
продувку, %;
- энтальпия кипящей воды в котлоагрегате,
кДж/кг;
- низшая теплотасгораниятоплива,МДж/кг;
кг/с.
Расход полностью сгоревшего в топке топлива:
кг/с.
Б) Без экономайзера.
Потери теплоты с уходящими газами:
,
кДж/кг,
,
.
По рисунку 10
.
,
.
Расход топлива, подаваемого в топку в
данном варианте, изменится только за
счет изменения
:
,
кг/с.
Расчетный расход топлива:
,
кг/с.