Ход работы
1. Изучить методику выполнения расчета теплообмена в топке.
2. Рассчитать теплообмен в топке. (см. приложение 1).
Методика расчета.
Пример.
Определить лучевоспринимающую поверхность нагрева топки котельного агрегата паропроизводительностью D, работающего на природном газе, если известны низшая теплота сгорания топлива Qнр, давление перегретого пара рп.п., температура питательной воды tп.в., величина непрерывной продувки Р, теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива Vo, к.п.д. котлоагрегата (брутто) ηбрка , температура воздуха в котельной tв, температура горячего воздуха tг.в., коэффициент избытка воздуха в топке α т, присос воздуха в топке Δ αт, теоретическая температура горения топлива в топке υт, температура газов на выходе из топки υт``, энтальпия продуктов сгорания при температуре υ``т на выходе из топки I ``т, энтальпии горячего и холодного воздуха (с υ)г.в. и (с υ)х.в., условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхностей ζ, степень черноты топки aт, расчетный коэффициент, зависящий от относительного местоположения максимума температуры в топке М, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q3, потери теплоты в окружающую среду q5.
Решение.
Теплоту, вносимую в топку с воздухом, подогретым вне котлоагрегата, определяем по формуле Qв.вн = αт Vo срв` Δ tв .
Располагаемую теплоту находим по формуле Qрр = Qнр + Qв.вн.
Расчетный расход топлива определяем по формуле Вр = В = (Dпе[(iп.п – iп.в) + (Р/100)( iк.в – iп.в) ] 100/( Qрр ηбрка).
Теплоту, вносимую в топку с воздухом, находим по формуле Qв` = (αт - Δ αт - Δ αпл) Vo(с υ)г.в. + (Δ αт + Δ αпл) Vo(с υ)х.в..
Значения энтальпий (с υ)г.в. и (с υ)х.в находим по таблице 1 приложения «Сборника задач по теплотехнике».
Полезное тепловыделение в топке (кДж/кг, кДж/м3) определяем по формуле:
Qт = Qрр [(100 – q3) /(100 - q4)] + Qв` + Qрц – Qв.вн
Коэффициент сохранения теплоты находим по формуле φ = 1- q5/100.
Количество теплоты, переданной лучевоспринимающим поверхностям топки, определяется по формуле Qл = φ(Qт – I ``т).
Лучевоспринимающая поверхность нагрева топки находим по формуле
Нл=((Вр Qл)/ 5,7х10-11 МζaтТт3 Тт``)
Приложение 1
Определить лучевоспринимающую поверхность нагрева топки котельного агрегата паропроизводительностью D, работающего на природном газе, если известны низшая теплота сгорания топлива Qнр, давление перегретого пара рп.п., температура питательной воды tп.в., величина непрерывной продувки Р, теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива Vo, к.п.д. котлоагрегата (брутто) ηбрка , температура воздуха в котельной tв, температура горячего воздуха tг.в., коэффициент избытка воздуха в топке α т, присос воздуха в топке Δ αт, теоретическая температура горения топлива в топке υт, температура газов на выходе из топки υт``, энтальпия продуктов сгорания при температуре υ``т на выходе из топки I ``т, энтальпии горячего и холодного воздуха (с υ)г.в. и (с υ)х.в, условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхностей ζ, степень черноты топки aт, расчетный коэффициент, зависящий от относительного местоположения максимума температуры в топке М, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q3, потери теплоты в окружающую среду q5. |
||||||
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Qнр, кДж/м3 |
35 620 |
41 480 |
25 070 |
26 380 |
32 740 |
31 480 |
D, кг/с |
4,09 |
5,17 |
4,35 |
5,25 |
4,40 |
5,02 |
рп.п, МПа |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
tп.п., ° С |
425 |
425 |
425 |
425 |
425 |
425 |
tп.в.,° С |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
tг.в.,° С |
250 |
250 |
250 |
250 |
250 |
250 |
(с υ)г.в., кДж/м3 |
334 |
334 |
334 |
334 |
334 |
334 |
(с υ)х.в, кДж/м3 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
tв, ° С |
20 |
25 |
30 |
20 |
25 |
30 |
Р, % |
4 |
3 |
4 |
3 |
4 |
3 |
Vo, м3/м3 |
9,51 |
9,01 |
9,26 |
9,43 |
9,37 |
9,17 |
ηбрка, % |
87 |
88 |
89 |
90 |
91 |
92 |
α т |
1,11 |
1,12 |
1,13 |
1,14 |
1,15 |
1,16 |
Δ αт |
0, 05 |
0,06 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,04 |
υт,° С |
2040 |
2040 |
2040 |
2040 |
2040 |
2040 |
υ``т, ° С |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
I ``т, кДж/м3 |
17 500 |
17 500 |
17 500 |
17 500 |
17 500 |
17 500 |
ζ |
0,60 |
0,61 |
0,62 |
0,63 |
0,64 |
0,65 |
aт |
0,550 |
0,551 |
0,552 |
0,553 |
0,554 |
0,555 |
М |
0,45 |
0,44 |
0,43 |
0,42 |
0,41 |
0,40 |
q3, % |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
q5, % |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |