2.4. Тепловой баланс котельного агрегата, расход топлива.

Составление теплового баланса состоит в установлении равенства между располагаемым теплом , поступившим в агрегат, и суммой полезно использованного тепла и потерь.

1. Располагаемое тепло топлива (в нашем случае):

= 2820·4,19 = 11815,8 кДж/кг (м³)

2. Температура уходящих газов (из задания при ):

= 179 ⁰С

3. Энтальпия уходящих газов (из уходящих газов):

= 1341,25 кДж/кг (м³)

4. Энтальпия холодного воздуха при ( = 17 ⁰С):

= 74,8 кДж/кг (м³);

5. Потери тепла от механического недожога: = 3 %;

6. Потери тепла с уходящими газами:

= = 10,3 %;

7. Потери тепла от химического недожога: = 0,5 %;

8. Потери тепла в окружающую среду для теплогенератора с хвостовой поверхностью нагрева заданной паропроизводительности: = 0,5 %

9. Потери с физическим теплом шлаков при температуре 600⁰С:

= = 0,27 %;

7. Сумма тепловых потерь:

= 10,3+0,5+3+0,5+0,27 = 14,57%;

7. КПД теплогенератора:

= 100-14,57 = 85,43 %;

12. Энтальпия насыщенного пара при заданном давлении:

=2789,7 кДж/кг;

13. Температура питательной воды (из задания):

=100 ⁰С;

Тепловой расчёт котла

13. Энтальпия питательной воды:

=419 кДж/кг;

13. Полезно использованное тепло (Д, кг/с, паропроизводительность теплогенератора – из задания):

= 2,78*(2789,7-419) = 6590,5 кВт;

13. Полный расход топлива:

= = 0,653 кг/с (м³/с)

13. Расчетный расход топлива:

= = 0,633 кг/с (м³/с)

13. Коэффициент сохранения тепла:

=1- = 0,994

2.5. Расчёт топки.

В топке происходит передача тепла от продуктов сгорания, в основном излучением, к экранам и лучевоспринимающим поверхностям первого газохода. Целью поверочного расчета является определение теплового напряжения топки и температуры газов на выходе, которые должны лежать в рекомендуемых пределах. При значительном отклонении этих величин от допустимых значений может потребоваться переконструирование топки.

1. Объем топочной камеры (по таблице 4):

= 20,4 м³;

2. Полная лучевоспринимающая поверхность нагрева (по таблице 4):

= 30,3 м²;

3. Поверхность стен (по таблице 4):

= 58 м²;

4. Площадь зеркала горения (по таблице 4):

= 6,4 м²;

5. Коэффициент загрязнения экранов:

= 0,6;

Тепловой расчёт котла

6. Коэффициент тепловой эффективности экранов для слоевых топок:

= 30,3·0,6/(58-6,4) = 0,352;

7. Эффективная толщина излучающего слоя:

= 3,6·20,4/58 = 1,27 м;

8. Абсолютное давление газов в топке (принимается):

МПа;

9. Температура газов на выходе из топки (принимается предварительно 950-1000⁰С):

= 950⁰С;

10. Объемная доля водяных паров для (табл.1):

= 0,196;

11. Объемная доля трехатомных газов (табл.1):

0,339;

12. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов и паров:

=0,339·0,1·1,27 = 0,043 (1/(м· МПа)).

Сжигание твердого топлива

13. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

=

= = 2,91 (1/(м·МПа))

14. Коэффициент ослабления лучей частицами летучей золы:

= 10,12 (1/(м·МПа))

Где - безразмерная концентрация золы в дымовых газах при нормальных условиях в топке (табл.1)

15. Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами:

=10,1·1·0,03 = 0,303 (1/(м·МПа))

Где _кокс=10 1/(мМПа) - коэффициент ослабления.

Низкореактивные топлива

Слоевые топки

Тепловой расчёт котла

16. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, золовыми и коксовыми частицами:

= 2,91 + 10,12+ 0,303 = 13,333 1/(м·МПа)

17. Степень черноты факела в топке:

= 0,816

18. Степень черноты топки для слоевых топок:

= = 0,936

19. Тепло, вносимое холодным воздухом в топку:

= 1,1·74,8 = 82,28 кДж/кг

20. Тепловыделение в топке:

=

= 11815,8·(100 – 0,5 – 3 – 0,27)/(100-3) + 74,8 = 11796,8 кДж/кг

21. Теоретическая (адиабатическая) температура горения (по диаграмме энтальпия-температура для , табл.2):

= 1585,6 ⁰C

22.Средняя теплоемкость продуктов сгорания:

= = 8,095 кДж/(кг ⁰C)

Где , кДж/кг - энтальпия газов на выходе из топки (по диаграмме энтальпия-температура для ).

23. Относительное положение максимума температур (таблица 4): =0

24. Параметр, учитывающий характер распределения максимальных температур пламени по высоте топки при слоевом сжигании твердых топлив:

=0,59

25. Температура газов на выходе из топки:

=

=

Тепловой расчёт котла

= 813 ⁰С

Если разница рассчитанной и предварительно заданной температуры газов на выходе из топки превосходит 10⁰С, то расчет следует повторить – метод последовательных приближений, приняв в качестве нового предварительного значения температуры полученное в расчете.

26. Энтальпия газов на выходе из топки (по диаграмме энтальпия-температура для , табл. 2):

= 5594,5 кДж/кг

27. Тепло, переданное излучением в топке:

= 0,994·(11796,8-5594,5) = 6165,1 кДж/кг

28. Уточнить теплонапряженности и сравнить с рекомендуемыми значениями:

Теплонапряжение топочного объема:

= 0,633·11796,8/20,4 = 366,1 кВт/м³

Теплонапряжение зеркала горения:

= 0,633·11796,8/6,4 = 1166,8 кВт/м³