1.1. Використання теплоти відхідних котельних газів для отримання гарячої води та пари

Важливим джерелом для додаткового одержання теплоти є відхідні котельні гази. Відхідні котельні гази використовуються у водяних утилізаторах (економайзерах) і в котлах-утилізаторах для одержання гарячої води й пари.

Витрата (м³/с) відхідних газів з котельні визначається за формулою:

(1)

де п - число котлоагрегатів; В_р — розрахункова витрата палива, кг/с;

– теоретичний обсяг газів, м³/кг (м³/м³); α_у – коефіцієнт надлишку повітря за утилізатором; V⁰ – теоретично необхідний об’єм повітря, м³/кг (м³/м³);

– температура газів на вході в утилізатор, °С.

Кількість теплоти (кДж/с), що віддається відхідними котельними газами утилізатору, обчислюється за формулою:

(2)

де – середня витрата відхідних газів при їх охолодженні в утилізаторі від до , м³/с; – середня об'ємна теплоємність газів, кДж/(м³·К); – температура газів на виході з утилізатора^, °С.

Теоретично необхідний обсяг повітря (м³/кг):

, (3)

де – кількість вуглецю (робочого), %; – кількість водню (робочого), %; – кількість сірки (робочої), %; – кількість кисню (робочого), %.

Теоретичний обсяг газів (м³/кг):

, (4)

де – вологість робочої маси, %.

Завдання 1. Визначити кількість теплоти, що віддається відхідними газами котельної спиртового заводу водяному економайзеру (утилізатору) для одержання гарячої води, якщо температура газів на вході в економайзер = 320 °С, температура газів на виході з економайзера = 200 °С, коефіцієнт надлишку повітря за економайзером a_у = 1,4; середня об'ємна теплоємність газів = 1,415 кДж/(кг·К) і розрахункова витрата палива одного котлоагрегату В_р = 0,25 кг/с.

У котельні встановлені два однакових котлоагрегати, що працюють на донецькому кам'яному вугіллі марки Д складу:

Рішення: Теоретично необхідний обсяг повітря визначаємо за формулою (3):

Теоретичний обсяг газів знаходимо за формулою (4):

Витрату відхідних газів перед економайзером визначаємо за формулою (1):

Витрату відхідних газів за економайзером знаходимо за формулою (1):

Середня витрата відхідних газів при їх охолодженні в економайзері від до :

Кількість теплоти, що віддається відхідними котельними газами водяному економайзеру, визначаємо за формулою (2):

Завдання 2. Визначити кількість теплоти, що віддається відхідними газами котельної спиртового заводу водяному економайзеру (утилізатору), для одержання гарячої води, якщо температура газів на вході в економайзер , температура газів на виході з економайзера , коефіцієнт надлишку повітря за економайзером _у; середня об'ємна теплоємність газів = 1,415 кДж/(м³·К) і розрахункова витрата палива одного котлоагрегату В_р. У котельні встановлені два однакових котлоагрегати, що працюють на природному газі наступного складу:

СО₂ = 0,2 %; СН₄ = 98, 9 %; С₂Н₆ = 0,3 %; С₃Н₈ = 0,1 %; С₄Н₁₀ = 0,1 %; N₂ = 0,4 %.

Завдання 3. Визначити кількість теплоти, що віддається відхідними газами котельної спиртового заводу водяному економайзеру (утилізаторові), для одержання гарячої води, якщо температура газів на вході в економайзер , температура газів на виході з економайзера , теоретичний обсяг газів , теоретично необхідний обсяг повітря V^о; коефіцієнт надлишку повітря за економайзером а_у = 1,4; середня об'ємна теплоємність газів = 1,415 кДж/(м³·К) і розрахункова витрата палива одного котлоагрегату В_р. У котельні встановлені три однакових котлоагрегати, що працюють на малосернистому мазуті.