Материал: 1210

Для газообразныхтоплив соответственно

В формулах (3.1) (3.8) Cp, Hp, СО, H2S,…, содержание в топливе соответствующегокомпонентав процентах.

Расчет действительных объемов продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздухаα>1 следуетвести поформулам:

Объем водяных паров:

JH2O ивоздуха Jв можнонайтив [13].

Пример3.1.

Определить показатели полного сгорания малосернистого мазута марки М100 перед и за экономайзером, если коэффициент избытка воздуха за экономайзером αух=1,5; величина присосов воздуха в экономайзере ∆αэ=0,1. Температура дымовых газов перед экономайзером

1 =300 °С, за экономайзером 1 =160 °С. Распыливаниевоздушное. Состав рабочей смеси мазута [7]: WP =3%; АP =0,05%; СР= 84,7%;

НР=11,7%; SРл =0,3%;ОР =0,3%; NP=0,3%; QHP =40 МДж/кг.

Теоретическинеобходимоеколичествовоздуха[см.формулу(3.1)]

V0 0,0889 84,7 0,375 0,3 0,256 11,7 0,033 0,3 10,5 м3/кг.

Объем трехатомных газов[см. формулу (3.3)]

VR02 0,01866 84,7 0,375 0,3 1,58 м3/кг.

51

Объем азота при α=1 [см. формулу(3.4)]

VNo2 0,79 10,5 0,008 0,3 8,3 м3/кг.

Объем водяныхпаров приα=1 [см. формулу(3.5)]

VHo2O 0,112 11,7 0,0124 3 0,0161 10,5 1,52м3/кг.

Действительный объем водяных паров перед экономайзером при

α =αух ∆αэ[см. формулу(3.9)]

VH2O 1,52 0,0161 1,5 0,1 1 10,5 1,59 м3/кг;

за экономайзером при α=αух

VH2O 1,52 0,0161 1,5 1 10,5 1,6 м3/кг.

Объем продуктов сгорания перед экономайзером [см. формулу

(3.10)]

V2 1,58 8,3 1,59 1,5 0,1 1 10,5 15,67 м3/кг;

за экономайзером

V2 1,58 8,3 1,6 1,5 1 10,5 16,73 м3/кг.

Энтальпия теоретически необходимого воздуха за экономайзеромпри 1 [см. формулу(3.11)]

Jво 213 10,5 2236,5 кДж/кг.

перед экономайзером при 1

Jво 403 10,5 4231,5 кДж/кг.

Энтальпия продуктов сгорания за экономайзером при 1 и α =1 [см. формулу(3.12)]

Jго 282,8 1,58 208 8,3 243,4 1,52 2543,2 кДж/кг;

перед экономайзером при 1 и α=1

Jго 560 1,58 392 8,3 463 1,52 4842,2 кДж/м3.

Энтальпия действительного объема продуктов сгорания за экономайзером при α=αух [см. формулу(3.13)]

Jг 2543,2 1,5 1 2236,5 3661,5 кДж/кг;

перед экономайзером приα=αух ∆αэ

Jг 4842,2 1,5 0,1 1 4231,5 6534,5кДж/кг.

52

3.3.Тепловойбаланскотельногоагрегата

иопределениерасхода топлива

Соотношение, связывающее приход и расход тепла в котельном агрегате, представляет собой его тепловой баланс. Тепловой баланс составляется для определения КПД котлоагрегата и расхода топлива при установившемсярежиме.

Уравнение тепловогобалансакотлоагрегатаимеетвид

сгорания, от механического недожога, в окружающую среду и с физическим теплом шлаков,кДж/кг (кДж/м3).

где tхв температура холодного воздуха в котельной, обычно tхв = 30 °С;

Св удельная теплоемкость воздуха при tхв. Можно принять Св =1,3 кДж/м3·К.

Потери тепла от химической неполноты сгорания q3 принимаются в зависимости от вида топлива и способа сжигания согласно характеристикам топочных устройств [14]. Потеря тепла от механической неполноты сгорания q4 вызывается провалом, уносом и недожогом топлива в шлаках. При тепловых расчетах значение потерь теплаq4 можно принять по[14].

53

Потеря тепла котлоагрегатом в окружающую среду q5 может быть найдена для стационарных котлоагрегатов с экономайзером и без экономайзера пографику, приведенномуна рис.3.1.

Рис. 3.1. Зависимость потерьтепла в окружающуюсреду

от производительности котлоагрегата: 1 – с экономайзером; 2 – безэкономайзера

Физическими потерями тепла шлаков обычно пренебрегают. После нахождения всех потерь по формуле (3.16) можно определить КПД бруттокотлоагрегата, азатемрасходтоплива поуравнению

где кабр КПД котлоагрегата бруттов относительных долях.

С учетом потери q4 расчетный расход полностью сгоревшего топли-

3.4.Тепловойрасчетэкономайзера

Водяной экономайзер предназначен для подогрева поступающей в котел питательной воды теплом уходящих из котла продуктов горения. Установка экономайзера снижает температуру уходящих газов, повышает КПД котлоагрегата. Задачей теплового расчета экономайзера является определение егоповерхности нагрева.

54

Тепловосприятие экономайзера определяется соотношением

где коэффициент сохранения тепла, 1 q5 .

100

Энтальпия питательной воды, выходящей из экономайзера, находитсяпоформуле

Если энтальпия воды после водяного экономайзера меньше энтальпии воды при температуре кипения, то экономайзер получается некипящим. В этом случае температура воды после чугунного экономайзера должна быть на 30 50 0С ниже температуры кипения воды в котле во избежание закипания воды в экономайзере. Если энтальпия воды после экономайзера больше энтальпии воды при температуре кипения, то водяной экономайзер получается кипящим. В этом случае для установки применяются стальные змеевиковые экономайзеры.

После этого производится определение поверхности нагрева водяногоэкономайзера поформуле

где Кэ коэффициент теплопередачи в экономайзере, кВт/м2·К; ∆tэ температурный напор в экономайзере,°С.

Температурный напор для противотока в экономайзере определяется из уравнения

tм

где ∆tб разность температур теплообменивающихся сред на том конце поверхности нагрева, где она наибольшая, °С; ∆tм разность температур теплообменивающихся сред на том конце поверхности нагрева, где онанаименьшая, °С.

В случае, если ∆tб / ∆tм ≤1,7, температурный напор можно определить из выражения

55