2. Тепловой баланс котла.

Цель составления теплового баланса котла – определение его КПД и расход топлива.

Из уравнения прямого теплового баланса котла расход топлива В, равен:

,

где, – полное количество теплоты, воспринятое в котле рабочим телом, кВт.

– располагаемая теплота топлива, кДж/кг.

η_ка – КПД котельного агрегата, %.

Для паровых котлов малой мощности без пароперегревателя , равна:

где, D – паропроизводительность котла, D=7,38 кг/с (по заданию);

D_пр– расход воды на непрерывную продувку, доля продувки солей, следовательно:

;

энтальпия насыщенного пара, определяется по начальному давлению, (2.таблица№2).

энтальпия питательной воды, определяется в зависимости от температуры питательной воды (t_п.в. =70°С) и давления питательной воды:

энтальпия кипящей воды на линии насыщения, определяется по начальному давлению, (2. таблица№2).

После определения неизвестных величин определяем .

Располагаемая теплота топлива для котлов малой мощности , рассчитывается по формуле:

где, низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг,

тепло, вносимое в топку с паровым дутьём, кДж/кг, (для газов).

КПД котельного агрегата по обратному балансу определяется:

где, – потери теплоты с уходящими газами, %.

– потери теплоты от химической неполноты сгорания, %.

Определяется (1. таблица №4): =1%.

– потери теплоты от наружного охлаждения, %.

Определяется (1. рис. №1). В зависимости от D=7,38(кг/с)=26,6 (т/ч).=>

– потери теплоты с физическим теплом шлака, %: (для газов).

– потери теплоты от механической неполноты сгорания, %.(1. таблица №4).

=0%.

В общем случае:

.

где, – энтальпия уходящих газов, кДж/кг. (Определяется по Н–υ–таблице по υ_ух, и α_ух.); υ_ух– принимается из технико–экономических соображений и при t_п.в.=100°С, υ_ух составляет 150°С, =>

=1,4.

– энтальпия холодного воздуха, кДж/кг, при температуре присасываемого холодного воздуха t_х.в.=30°С.

Определяем :

Определяем КПД котельного агрегата:

.

После нахождения неизвестных величин, определяем расход топлива В,м³/с.

Расчётный расход топлива В_р, кг/с, определяется по формуле:

3. Поверочный расчёт топки.

Цель расчёта – определение температуры дымовых газов на выходе из топки, конструктивные размеры и поверхность теплообмена которой известны.

Температура газов на выходе из топки рассчитывается по формуле:

,

где, – адиабатическая (теоретическая) температура горения, К;

– коэффициент;

– степень черноты топки;

– критерий Больцмана.

Полное тепловыделение в топке , кДж/кг, определяется по формуле:

где, – тепло, внесённое в топку с воздухом, кДж/кг. При отсутствии воздухоподогревателя

По найденному значению равному адиабатической энтальпии горения , по Н–υ–таблице находят адиабатическую температуру горения , °С, и

По Н–υ–таблице: при

при

Находим адиабатическую температуру горения, при

После интерполяции получается, что

Коэффициент зависит от относительного расположения максимума температуры пламени по высоте топки :

,

где при сжигании газа А=0,54, В=0,2.

где – средняя высота топки, м. (1. таблица№1).

– средняя высота горелок от пода топки, м:

Находим коэффициент : ;

Степень черноты для камерных топок (топливо – газ), определяется по формуле: ,

где, – степень черноты факела;

– средний коэффициент тепловой эффективности топочной камеры.

Для котла типа ДЕ : ;

где, – угловой коэффициент экрана.

Определяется по (1.рис. 2), в зависимости от отношения , которые принимаются по (1.таблица №6). Для котла ДЕ–6,5: ,

Т.к. , то по (1.рис. №2): ;

– коэффициент загрязнения топочных экранов. Для открытых гладкотрубных экранов при сжигании газа ;

экранированная поверхность стен топки, м². Для ДЕ–6,5:

полная поверхность стен топки, м². Для ДЕ–6,5:

Определяем значения :

,

При сжигании газа и мазута эффективная степень черноты факела определяется по формуле:

,

где, – коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объёма;

– объём топки, м³. Для котлов ДЕ–6,5:

,

Т.к. , то для газа .

– степени черноты соответственно светящейся части факела и несветящейся. Определяются по рисунку №3 в зависимости от :

по

по

где, –доля трёхатомных газов в топке (из таблицы объёмов);

– коэффициент поглощения трёхатомными частицами,1/(МПа·м).

Определяется по рисунку №4 в зависимости от:.

Для определения предварительно задаются температурой газов на выходе из топки ;

, (по таблице объёмов);

– давление газов в котле, ;

– толщина излучающего слоя, м.

Определяем по графику: .

Определения по формуле:

где, – для газовых топлив определяется по формуле:

Следовательно,

по

определяем по (1.рис.№3): ;

по

определяем по (1.рис. №3): .

Определяем степень черноты факела :

;

Определяем степень черноты:

;

Критерий Больцмана рассчитывается по формуле:

,

где, – коэффициент сохранения теплоты, ;

– средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания, определяется по формуле: ,

где, –энтальпия газов на выходе из топки определяется по

при .

Определяем критерий Больцмана:

,

Определим температуру газов на выходе из топки :

,

Т.к. то поверочный расчёт топки считается законченным.

По по Н–υ–таблице находят : при и определяют количество теплоты, передаваемое в топке излучением: