Тепловой расчёт парового котельного агрегата
Исходные данные для расчета.
- К установке предназначен котёл ДКВР-10-13 с увеличенной до D=15т/ч паропроизводительностью, вырабатывающий насыщенный пар давлением Р=13 ати.
- Питательная вода поступает из деаэратора при температуре tп.в.=100°С.
- Котёл оборудован индивидуальным водяным экономайзером системы ВТИ.
- Топливом служит природный газ Дашавского месторождения.
- Непрерывная продувка составляет 3%.
Топливо, состав и количество продуктов горения, их теплосодержание. Рабочий состав топлива из (в % по объёму): углекислота СО2=0, 1%; метан СН4=97, 9%; этан C2H6=0, 5%; пропан C3H8=0, 2%; бутан C4H10=0, 1%; азот N2=1, 2%; теплота сгорания топлива  ккал/м3; влагосодержание на 1 м3 сухого газа при t=10°С принимаем равным dг=10 г/м3; плотность нормального кубометра газа ρ = 0, 73
кг/м3. Количество присасываемого воздуха выбираем в соответствии с характеристиками топки, значение коэффициента избытка воздуха в топке принимается по характеристикам топки α т = 0, 1, а все остальные соответственно определяются равными:
Далее определяем объём воздуха, необходимого для горения, а также состав и объём дымовых газов при α =1; теоретическое количество воздуха, необходимое для горения, подсчитываем по уравнению:
 (3.1)
Теоретический объём трёхатомных газов находим по уравнению:
 (3.2)
Теоретический объём двухатомных газов находим по уравнению:
 , (3.3)
Теоретический объём водяных паров находим по уравнению:
 (3.4)
Определяем объём избыточного воздуха для разных пунктов котельного агрегата по формуле:
 (3.5)
Составляем таблицу, в которую вносим все подсчитанные величины, а также значения объёмных долей газов, находящихся в продуктах сгорания (табл. 3.1).
Таблица 3. 1
Состав и количество продуктов сгорания
| Наименование
величин, в м3/м3
| Формула для расчёта
| Коэффициент избытка воздуха
| | α Т=1, 1
| α К=1, 2
| α ’э=1, 3
| α ’’э=1, 4
| | Теоретический объём воздуха,
необходимый для сгорания
| 
| 9, 5
| 9, 5
| 9, 5
| 9, 5
| | Величина (α = 1)
| 
| 0, 1
| 0, 2
| 0, 3
| 0, 4
| | Объём избыточного воздуха
| 
| 0, 95
| 1, 9
| 2, 85
| 3, 8
| | Избыточный объём водяных паров
| 
| 0, 015
| 0, 03
| 0, 045
| 0, 061
| | Теоретический объём:
|
| | трёхатомных газов
| 
|
|
|
|
| | двухатомных газов
| 
| 7, 51
| 7, 51
| 7, 51
| 7, 51
| | водяных паров
| 
| 2, 15
| 2, 15
| 2, 15
| 2, 15
|
| Наименование
величин, в м3/м3
| Формула для расчёта
| Коэффициент избытка воздуха
| | α Т=1, 1
| α К=1, 2
| α ’э=1, 3
| α ’’э=1, 4
| | Действительный объём:
|
| | сухих газов
| 
| 9, 46
| 10, 41
| 11, 36
| 12, 31
| | водяных паров
| 
| 2, 17
| 2, 18
| 2, 2
| 2,, 21
| | Общий объём дымовых газов
| 
| 11, 63
| 12, 59
| 13, 56
| 14, 52
| | Объёмная доля:
|
| | трёхатомных газов
| 
| 0, 086
| 0, 079
| 0, 074
| 0, 069
| | двухатомных газов
| 
| 0, 187
| 0, 174
| 0, 162
| 0, 152
| | Общая объёмная доля для трёхатомных газов
| 
| 0, 273
| 0, 253
| 0, 236
| 0, 221
| | Температура точки росы в °С
| 
| 58, 9
| 56, 5
| 55, 3
| 53, 5
|
Продолжение табл. 3.1
Таблица 3. 2
Теплосодержание продуктов сгорания в зависимости от значений температур
и коэффициентов избытка воздуха
| Температура газов в град
| Трёхатомные газы
| Двухатомные газы
| Водяные пары
| Избыточный воздух
| 
| Теплосо-держание продуктов сгорания
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
|
| 0, 582
| 0, 582
| 7, 51
| 0, 3545
| 2, 6
| 2, 15
| 0, 4689
|
| 0, 95
| 0, 3661
| 0, 35
| 4, 53
|
| |
|
| 0, 511
| 0, 511
| 7, 51
| 0, 3266
| 2, 47
| 2, 15
| 0, 3985
| 0, 85
| 0, 95
| 0, 3371
| 0, 32
| 4, 15
|
| 
| |
|
| 0, 5288
| 0, 529
| 7, 51
| 0, 3325
| 2, 5
| 2, 15
| 0, 4115
| 0, 885
| 1, 9
| 0, 3433
| 0, 65
| 4, 56
|
| |
|
| 0, 4608
| 0, 461
| 7, 51
| 0, 3146
| 2, 36
| 2, 15
| 0, 3739
| 0, 805
| 1, 9
| 0, 3235
| 0, 61
| 4, 22
|
| 
| |
|
| 0, 4769
| 0, 477
| 7, 51
| 0, 3173
| 2, 39
| 2, 15
| 0, 3796
| 0, 81
| 2, 85
| 0, 3268
| 0, 93
| 4, 6
|
| |
|
| 0, 429
| 0, 429
| 7, 51
| 0, 3106
| 2, 34
| 2, 15
| 0, 3635
| 0, 78
| 2, 85
| 0, 3181
| 0, 91
| 4, 46
|
| 
| |
|
| 0, 4469
| 0, 447
| 7, 51
| 0, 3122
| 2, 36
| 2, 15
| 0, 3684
| 0, 79
| 3, 8
| 0, 3206
| 1, 22
| 4, 82
|
| |
|
| 0, 4092
| 0, 409
| 7, 51
| 0, 3096
| 2, 33
| 2, 15
| 0, 3596
| 0, 77
| 3, 8
| 0, 3163
| 1, 2
| 4, 71
|
| Для подсчёта величин теплосодержания дымовых газов и воздуха в отдельных газоходах котельного агрегата и для построения  -диаграммы задаёмся следующими температурами дымовых газов и воздуха:
при коэффициенте избытка воздуха 
 =2000 и 800 °С;
при коэффициенте избытка воздуха 
=1000 и 400°С;
при коэффициенте избытка воздуха 
=500 и 200°С;
при коэффициенте избытка воздуха 
=300 и 100°С.
Температуру воздуха в котельной принимаем  .
Подсчёт производим по уравнению:
 , ккал/кг, (3.6)
а все полученные результаты сводим в таблицу 3. 2. Значения теплоёмкостей берём из таблицы 3.3
Таблица 3.3
Средние значения объёмной теплоёмкости сухих газов, водяных паров и влажного воздуха в зависимости от температуры
|
|
| 
| Влажный воздух
| |
| 0, 3088
| 0, 3805
| 0, 3569
| 0, 315
| |
| 0, 3096
| 0, 4092
| 0, 3596
| 0, 3163
| |
| 0, 3106
| 0, 429
| 0, 3635
| 0, 3181
| |
| 0, 3122
| 0, 4469
| 0, 3684
| 0, 3206
| |
| 0, 3146
| 0, 4608
| 0, 3739
| 0, 3235
| |
| 0, 3173
| 0, 4769
| 0, 3796
| 0, 3268
| |
| 0, 3203
| 0, 4895
| 0, 3856
| 0, 3303
| |
| 0, 3235
| 0, 5008
| 0, 392
| 0, 3338
| |
| 0, 3266
| 0, 511
| 0, 3985
| 0, 3371
| |
| 0, 3297
| 0, 5204
| 0, 405
| 0, 3403
| |
| 0, 3325
| 0, 5288
| 0, 4115
| 0, 3433
| продолжение табл.3.3
|
|
|
|
| Влажный воздух
| |
| 0, 3354
| 0, 5363
| 0, 418
| 0, 3463
| |
| 0, 338
| 0, 5433
| 0, 4244
| 0, 349
| |
| 0, 3406
| 0, 5495
| 0, 4306
| 0, 3517
| |
| 0, 343
| 0, 5553
| 0, 4367
| 0, 3542
| |
| 0, 3453
| 0, 5606
| 0, 4425
| 0, 3565
| |
| 0, 3473
| 0, 5655
| 0, 4482
| 0, 3587
| |
| 0, 3493
| 0, 5701
| 0, 4537
| 0, 3067
| |
| 0, 3511
| 0, 5744
| 0, 459
| 0, 3625
| |
| 0, 3529
| 0, 5783
| 0, 464
| 0, 3644
| |
| 0, 3545
| 0, 582
| 0, 4689
| 0, 3661
|
По полученным значениям теплосодержаний строим диаграмму (рис.3.1).
Рис. 3.1 -диаграмма для природного газа
Основные характеристики воды и пара. В соответствии с заданием абсолютное давление воды в барабане котла составляет P=14 атм., температура питательной воды – tП.В=100°C, процент продувки – PПР=3%.
Для этих условий определяем полное тепловосприятие воды и пара в котельном агрегате, отнесённое к 1 кг насыщенного пара:
где  - энтальпия насыщенного пара;
 - энтальпия котловой воды;
 - энтальпия питательной воды.
Все значения взяты по таблице 3. 4.
Таблица 3. 4
Параметры для насыщенного водяного пара
| Давление P,
атм.
| Температура
насыщения
 , град
| Удельный
объём воды
 , м3/кг
| Удельный
объём насыщен-
ного пара
 , м3/кг
| Энтальпия в ккал/кг
|  жидкости
|  пара
| | 0, 02
| 17, 2
| 0, 001001
| 68, 25
| 17, 25
| 604, 9
| | 0, 03
| 23, 8
| 0, 001003
| 46, 52
| 23, 81
| 607, 8
| | 0, 04
| 28, 6
| 0, 001005
| 36, 46
| 28, 67
| 609, 8
| | 0, 05
| 32, 6
| 0, 001006
| 28, 72
| 32, 57
| 611, 5
| | 0, 06
| 35, 8
| 0, 001008
| 24, 19
| 35, 83
| 612, 9
| | 0, 08
| 41, 2
| 0, 00101
| 18, 45
| 41, 16
| 615, 2
| | 0, 1
| 45, 6
| 0, 001014
| 14, 95
| 45, 35
|
| | 0, 15
| 53, 6
| 0, 001017
| 10, 2
| 53, 59
| 620, 5
| | 0, 2
| 59, 7
| 0, 001017
| 7, 789
| 59, 65
| 623, 1
| | 0, 25
| 64, 6
| 0, 00102
| 6, 318
| 64, 54
|
| | 0, 3
| 68, 7
| 0, 001022
| 5, 324
| 68, 66
| 626, 8
| | 0, 4
| 75, 4
| 0, 001026
| 4, 066
| 75, 41
| 629, 5
| | 0, 5
| 80, 9
| 0, 00103
| 3, 299
| 80, 86
| 631, 6
| | 0, 6
| 85, 5
| 0, 001033
| 2, 782
| 85, 47
| 633, 5
| | 0, 7
| 89, 5
| 0, 001036
| 2, 408
| 89, 49
| 635, 1
| | 0, 8
|
| 0, 001038
| 2, 125
| 93, 05
| 636, 1
| | 0, 9
| 96, 2
| 0, 001041
| 1, 903
| 96, 25
| 637, 6
| |
| 99, 1
| 0, 001043
| 1, 725
| 99, 19
| 638, 8
| |
| 119, 6
| 0, 00106
| 0, 9018
| 119, 94
| 646, 3
| |
| 132, 9
| 0, 001073
| 0, 6169
| 133, 4
| 650, 7
| |
| 142, 9
| 0, 001083
| 0, 4709
| 143, 7
| 653, 9
| Продолжение табл. 3.4.
| Давление P,
атм.
| Температура
насыщения
, град
| Удельный
объём воды
, м3/кг
| Удельный
объём насыщен-
ного пара
, м3/кг
| Энтальпия в ккал/кг
| | жидкости
| пара
| |
| 151, 1
| 0, 001092
| 0, 3817
| 152, 1
| 656, 3
| |
| 158, 1
| 0, 0011
| 0, 3214
| 159, 3
| 658, 3
| |
| 164, 2
| 0, 001107
| 0, 2778
| 165, 7
| 659, 9
| |
| 169, 6
| 0, 001114
| 0, 2448
| 171, 4
| 661, 2
| |
| 174, 5
| 0, 00112
| 0, 2189
| 176, 5
| 662, 3
| |
|
| 0, 001126
| 0, 198
| 181, 3
| 663, 3
| |
| 183, 2
| 0, 001132
| 0, 1808
| 185, 7
| 664, 1
| |
| 187, 1
| 0, 001137
| 0, 1663
| 189, 8
| 664, 9
| |
| 190, 7
| 0, 001143
| 0, 154
| 193, 6
| 665, 6
| |
| 194, 1
| 0, 001148
| 0, 1434
| 197, 3
| 666, 2
| |
| 197, 4
| 0, 001153
| 0, 1342
| 200, 7
| 666, 9
| |
| 200, 4
| 0, 001157
| 0, 1261
|
| 667, 1
| |
| 206, 1
| 0, 001166
| 0, 1125
| 210, 2
| 667, 8
| |
| 211, 4
| 0, 001175
| 0, 1015
| 215, 9
| 668, 5
| |
| 220, 8
| 0, 001194
| 0, 0849
| 226, 2
| 669, 2
| |
| 232, 8
| 0, 001224
| 0, 06787
| 239, 6
| 669, 6
| |
| 249, 2
| 0, 001249
| 0, 5078
| 258, 4
|
|
Составление баланса котельного агрегата. Температуру уходящих газов принимаем равной  °C°, тогда потеря тепла с уходящими газами определяется по уравнению:
 , (3.7)
Значение  берётся из -диаграммы (рис 3.1) при значении коэффициента избытка воздуха, равном  . Для данного случая при  °C
 ккал/м3.
Теплосодержание поступающего воздуха
следовательно,
Величины потерь тепла от химического и механического недожога берутся из таблицы (3.5):
Рисунок 3. 2. График зависимости потери тепла в окружающую
среду от теплопроизводительности котла
1- с экономайзером
2- без экономайзера
 (3.8)
Таким образом, величина коэффициента полезного действия котельной установки:
 , (3.9)
Таблица 3. 5
Расчётные характеристики топки для сжигания природного газа
| Топки
| Тип горелки
| Значение
коэффициента
избытка воздуха α Т
| Тепловое
напряжение топочного
объёма  ,
тыс. ккал/м3ч
| Потеря
| Разрежение в топке
S, мм вод.ст.
| | Экранированные
| Подовые
| 1, 1-1, 15
|
|
| 3-6
| | Смесительные
| 1, 1-1, 15
|
| 1, 5
| 3-4
| | Эжекционные
| 1, 1-1, 15
|
| 1, 5
| 3-4
| | Неэкранированные
| Подовые
| 1, 25
|
|
| 3-5
| | Смесительные
| 1, 2
|
| 1, 5
|
| | Эжекционные
| 1, 2
|
| 1, 5
|
|
Определение расхода топлива. Расчётный часовой расход топлива определяют из уравнения (3.13), так как поправка на механический недожог отсутствует:
 (3.10)
Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...
|
Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...
|
Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...
|
Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...
|
Устройство рабочих органов мясорубки Независимо от марки мясорубки и её технических характеристик, все они имеют принципиально одинаковые устройства...
Ведение учета результатов боевой подготовки в роте и во взводе Содержание журнала учета боевой подготовки во взводе. Учет результатов боевой подготовки - есть отражение количественных и качественных показателей выполнения планов подготовки соединений...
Сравнительно-исторический метод в языкознании сравнительно-исторический метод в языкознании является одним из основных и представляет собой совокупность приёмов...
|
Эффективность управления. Общие понятия о сущности и критериях эффективности. Эффективность управления – это экономическая категория, отражающая вклад управленческой деятельности в конечный результат работы организации...
Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...
Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...
|
|
