- •1. Расчёт горения топлива
- •1.1 Определение состава топлива и теплоты сгорания
- •1.2 Материальный баланс горения жидкого или твёрдого топлива
- •1.4 Расчёт температуры горения
- •1.5 Расчет горения твердого и жидкого топлива
- •1.6 Расчет потерь теплоты
- •1.7 Расчёт коэффициента полезного действия (кпд) и расхода топлива
- •1.8 Назначение топливосжигающих устройств. Подбор типа и размеров
- •2. Расчёт и конструирование основных элементов тепловых установок
- •2.1 Расчёт топочных камер
- •Подсчитывается степень черноты факела
- •2.2 Расчёт конвективных поверхностей нагрева
- •2.3 Расчёт конвективных пучков котла
- •2.4 Расчёт конвективных пароперегревателей
- •2.5 Расчёт водяного экономайзера
- •3. Расчёт и выбор вспомогательного оборудования
- •3.1 Расчёт газового и воздушного тракта
- •3.2 Выбор дымососа и вентилятора
- •3.3 Определение высоты дымовой трубы
- •4. Техника безопасности и защита окружающей среды
- •4.1) Защита окружающей среды, при этом ещё раз уточнить фактический состав вредных выбросов в атмосферу при работе котельных установок.
- •4.2)Охрана труда работников.
- •5. Литература
1.7 Расчёт коэффициента полезного действия (кпд) и расхода топлива
Коэффициентом полезного действия парового или водогрейного котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. Если КПД агрегата определяется по выработанной теплоте, то его называют брутто, а если по отпущенной теплоте – нетто.
КПД брутто котельного агрегата можно определить по уравнению обратного баланса:
ηБР = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), (5.22)
где q2 , q3 , q4 , q5 , q6 - потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механической неполноты сгорания, от наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, выраженные в процентах от располагаемой теплоты, %.
ηБР = 100 – (7.075+0+0+3.75)=89.1 %,
Подсчитать расход топлива, подаваемого в топку парового или водогрейного котла, из уравнения прямого теплового баланса:
- для парового котла
= =78.1 % (5.34)
Определить расчётный расход топлива:
-для газа и мазута
=78.1 кг/с (5.37)
где ВР – расчётный расход топлива, кг/с или м3/с.
Расчётный расход топлива вносится во все последующие формулы, по которым считается суммарный объём продуктов сгорания и количество теплоты.
1.8 Назначение топливосжигающих устройств. Подбор типа и размеров
На промышленных предприятиях получение различных теплоносителей осуществляется в котельных установках, при этом тип топочного устройства зависит от сжигаемого органического топлива:
- слоевые топки для сжигания кускового топлива;
- камерные топки для сжигания газообразного, жидкого, твёрдого в пылевидном состоянии топлива и смеси топлив.
а) пригодность для сжигания данного топлива;
б) тепловая производительность
, (5.39)
где Q – тепловая производительность, МВт;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м3;
=78.1·42.811=3343.5 МВт;
в) коэффициент избытка воздуха на выходе из топки αУХ;
г) потеря теплоты от химической неполноты сгорания q3;
д) потеря теплоты от механической неполноты сгорания q4;
е) видимая объёмная плотность тепловыделения, характеризующая возможность сжигания в единице объёма топки при располагаемой теплоте,
, (5.40)
где qV – видимая объёмная плотность тепловыделения в топке, МВт/м3;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м3;
VТ - объём топки, м3;
= , МВт/м3;
ж) видимая плотность теплового потока зеркала горения (для слоевых топок), характеризующая возможность сжигания на решётке топлива расчётного количества при низшей теплоте сгорания,
, МВт/м2; (5.41)
где qЗ.Г. – видимая плотность теплового потока зеркала горения, МВт/м2;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- низшая теплота сгорания, МДж/кг или МДж/м3;
R – площадь решётки, м2;
и) видимая плотность теплового потока через сечение топки,
, (5.42)
где qF – видимая плотность теплового потока через сечение топки, МВт/м2;
ВР – расход топлива, кг/с или м3/с;
- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м3;
FТ – сечение топки, м2;
= , МВт/м2;
к) доля золы, уносимой газами из топки αУН;
л) необходимое давление воздуха перед топкой р, Па;
м) температура дутьевого воздуха tВ, ºС.
После определения соответствующих показателей для топливосжигающего устройства, установленного на котельном агрегате, производят сравнение с паспортными показателями, приведёнными в справочной литературе [6].
При их различии более чем на 10 %, производят необходимые корректировки.
При сжигании газообразного топлива для существующей горелки при известных располагаемых давлениях газа и воздуха расчёт (поверочный) проводится для определения производительности горелки. Расчётные данные сравниваются с паспортными, в случае несоответствия выполняется корректировка.
Производительность горелки определяется по формуле:
, (5.43)
где П – производительность горелки, кг/час или м3/ час;
n – количество горелок, установленных в топливосжигающем устройстве.
При применении жидкого топлива методика расчёта аналогична расчёту газообразного топлива.
= , м3/ ч