4. Энтальпия продуктов сгорания и воздуха

Теоретическая энтальпия газов, кДж/кг, определена по формуле:

где – изобарные объемные теплоемкости газов, кДж/(м³·˚С) (определяются из таблиц [4]); t – теоретическая температура (0…2000 ˚С).

Теоретическая энтальпия воздуха, кДж/кг, определена по формуле:

где C_pв – изобарная объемная теплоемкость воздуха, кДж/(м³·˚С);

Энтальпия дымовых газов, кДж/кг:

Результаты вычислений заносим в табл. 4, на основании которых строим I-t диаграмму.

5. Тепловой баланс котла

Тепловой баланс выражается равенством между введенной и израсходаванной теплотой, отнесенной к единице израсходаванного топлива, кДж/кг

где – располагаемая(введенная) теплота;

Q₁– теплота, полезно использованная в котлоагрегате;

Q₂– потери теплоты с уходящими газами;

Q₃– потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива;

Q₄ – потери теплоты от механического недожога;

Q₅– потери теплоты от охлаждения элементов котельного агрегата окружающей средой;

Q₆– потери теплоты с физической теплотой шлака.

Тепловой баланс процентах:

q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ = 100% ,

где q₁ - процентная доля полезно использованного действия котельного агрегата;

q₂, q₃, q₄, q₅, q₆ - процентные доли потерь теплоты по указанным видам.

Для расчета принято:

Потери теплоты от химической неполноты сгорания q₃ =0,5%[4].

Потери теплоты от механической неполноты сгорания q₄ =6%[4].

Потери теплоты от охлаждения элементов котельного агрегата в окружающую среду q₅=1,3%[4].

Потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг :

где J_yx =2800 – энтальпия уходящих газов определяется по графикуI-t по тем­пературе уходящих газовt_ухи по линии, характеризующей послед­нюю поверхность нагрева; тем­пературу уходящих газов принимаю равнойt_ух=220°С.[3]

J_хв – энтальпия холодного воздуха, кДж/кг:

где =1,2981 кДж/(м³·К); – изобарная теплоемкость холодного воздуха при температуре t_хв =30°С [5];

t_хв =30°С – температура холодного воздуха, °С;

α_ух =1,45 – избыток воздуха в уходящих газах, численно равен избытку воздуха в продуктах сгорания в последнем газоходе.

Процентная доля потерь теплоты с уходящими газами:

Потери теплоты с физической теплотой шлака:

где α_шл =0,8 – доля золы топлива в шлаке;

с_шл=0,96 – теплоемкость шлака, кДж/(кг·К);

t_шл =600–температура шлака, °С.

Процентная доля полезно использованной теплоты:

Коэффициент полезного действия:

.

Следовательно, использование выбранного котла целесообразно, так как его потери входят в пределы допустимых тепловых потерь (7-25%), связанных с экономичностью работы котельного агрегата.

6. Расчет топки

Расчет топки сводится к определению расхода топлива на один котел, определению основных размеров топки котла, расчету теплообмена в топке.

6.1 Расход топлива на один котел

Расход топлива на один паровой котел можно определить из выражения:

,

где В– действительный расход топлива, кг/с;

D– паропроизводительность котла, кг/с;

i_пп – энтальпия перегретого пара, [1],i_пп= 3172,4 кДж/кг;

i_пв– энтальпия питательной воды, [1]i_пв= 419,06 поt_пвир, кДж/кг;

- энтальпия котловой воды, [1],= 941,6 кДж/кг;

p– величина непрерывной продувки, %;

Так как объемы продуктов сгорания подсчитывались без учета механического недожога, то весь последующий тепловой расчет ведется на расчетный расход топлива В_P: