Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Могилевский государственный университет продовольствия»

Кафедра теплохладотехники

Расчёт горения топлива и тепловой баланс котельного агрегата Отчёт по лабораторной работе №24

по дисциплине «Теплотехника»

Группа №3 вариант №14

специальность 1 - 49 01 01 Технология хранения и переработки животного сырья

специализация 1 - 49 01 01 02 Технология молока и молочных продуктов

Проверил Выполнил

студент группы ТЖМ–101

____________В.С.Самуйлов ____________ А.В.Страхов

«____» ____________2012 г. «____»____________ 2012 г.

Могилев 2012

Цель работы: Закрепление и углубление знаний, о способах расчета горения топлива(объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания) и теплового баланса котельного агрегата.

Задание: По известным параметрам: виду топлива, паропроизводительности котельного агрегата (D ), присосу холодного воздуха по газовому тракту ( Δα), давление пара в котле (Р_п.п.), температурам перегретого пара (t_п.п.) и питательной воды (t_п.в.) определить: способ сжигания топлива, тип топки, значения коэффициента избытка воздуха в топке (α_Т) и за установкой (α_ух.).

Рассчитать: теоретическое количество воздуха необходимое для сгорания 1кг (1м³) топлива; объемы продуктов сгорания при α_ух и энтальпии продуктов сгорания на выходе из котлоагрегата.

Составить тепловой баланс котельного агрегата, определить его К.П.Д. брутто и часовой расход топлива.

Теоретическая часть.

Котельным агрегатом (к/а) называют совокупность механизмов, теплообменных и других устройств, предназначенных для производства водяного пара или получения горячей воды. Пар или горячую воду получают, используя в большинстве случаев тепло сжигаемого органического топлива.

Одним из основных элементов котельного агрегата является топка. В топке осуществляется сжигание топлива, в результате чего выделяется химически связанное в нем тепло. В к/а тело, выделившееся из топлива в процессе горения и пошедшее на нагрев образовавшихся газообразных продуктов сгорания до высокой температуры, передается от этих газов воде, которая превращается в пар. В соответствии с видом сжигаемого топлива различают топки для сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива и комбинированные.

Существуют три основных способа сжигания топлива: в слое факела и вихра(циклоне). В соответствии с этим топки разделяют на три больших класса: слоеные, факельные и вихревые. Факельные и вихревые топки часто объединяют в общий класс камерных топок.

В слое топливо сжигают под котельными агрегатами паропроизводительностью до 20-35 Т/ч. В слое можно сжигать только твердое кусковое топливо. Топливо, подлежащее сжиганию, загружают на колосниковую решетку, на которой оно лежит плотным слоем. Горение топлива происходит в струе воздуха, пронизывающего этот слой обычно снизу вверх. Для слоевого сжигания топлива под котлами большей паропроизводительности обслуживание топки и прежде всего подачу в нее свежего топлива механизируют.

В факельном процессе можно сжигать топливо твердое, жидкое и газообразное. При этом газообразное топливо не требует какой-либо предварительной подготовки; твердое топливо должно быть предварительно размолото в тонкий порошок в особых пылеприготовительных установках, основным элементом которых являются углеразмольные мельницы, а жидкое топливо должно быть распылено на очень мелкие капли в форсунках.

Жидкое и газообразное топливо сжигают под котлами любой паропроизводительности, а пылевидное – под котельными агрегатами паропроизводительностью начиная от 35:50 Т/ч и выше.

При проектировании или контроле действующих к/а выполняют расчеты горения топлива. В первом случае при расчете горения определяют:

1. Теоретический расход воздуха V⁰, необходимого для сгорания единицы количества топлива и действительный расход воздуха

V_в м³/кг или м³/м³;

2. Объем продуктов сгорания(дымовых газов) V_г м³/кг или м³/м³;

3. Состав продуктов сгорания в процентах по объему и парциальные давления трехатомных газов, требующиеся при расчете теплообмена (газового излучения) при заданном коэффициенте избытка воздуха;

4. Энтальпию дымовых газов при требующихся температурах и избытках воздуха Н_г=f( ,α) кДж/кг или кДж/м³;

5. Калориметрическую и теоретическую температуру сгорания топлива.

Исходные данные по топливу(его элементарный состав, низшая теплота сгорания и др.) берут на основании лабораторных анализов, а если точные анализы отсутствуют, из справочных таблиц по топливу. Состав твердого и жидкого топлив задается в процентах по массе, а газообразного – в процентах по объему. Низшую теплоту сгорания можно также вычислить по его составу с помощью полуэмпирических формул, приводимых в учебной и справочной литературе.

Объем воздуха, затрачиваемого на сгорание топлива, а газов, образующихся в результате горения, обычно относят условно к нормальным условиям ( 0⁰С и 101,325 кH/м²).

После проведения расчета горения топлива с использованием нормативных данных составляется тепловой баланс для определения К.П.Д. и часового расхода топлива при установившемся тепловом состоянии и номинальной паропроизводительности проектируемого к/а. тепловой баланс представляет собой соотношение, связывающее приход и расход тепла в к/а, т.е. он является выражением закона сохранения энергии для к/а.

При сжигании твердого и жидкого топлива тепловой баланс к/а составляют либо в килоджоулях на 1кг внесенного в котел топлива либо в процентах. При сжигании же газообразного топлива Теловой баланс составляют либо в килоджоулях на 1м³ газа (при н.у.), введенного в топку, либо также в процентах.