2.2 Количество продуктов сгорания на выходе из топки (материальный баланс горения при т)

Для расчета действительных объемов продуктов сгорания по газоходам агрегата прежде всего принимаются коэффициент избытка воздуха в верхней части топки _Т и присосы воздуха в отдельных поверхностях нагрева .

Коэффициент избытка воздуха _Т выбирается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива (приложение, таблицы ПА.4-ПА.7).

Действительный расход воздуха

Объем избыточного воздуха

Объем водяных паров в избыточном воздухе

Полный объем продуктов сгорания на выходе из топки

Массовое количество продуктов сгорания на выходе из топки:

для твердого и жидкого топлива

G = 1 + 1,306_ТV^o

для газообразного топлива

G =ρ_Т+ 1,306_Т V^o,

где ρ_Т - плотность газообразного топлива, кг/м³. Определяется для заданной газовой смеси [8].

Плотность продуктов сгорания (дымовых газов)

ρ=G/V_Г

Объемные доли трехатомных газов и водяных паров в продуктах сгорания

_{, .}

Суммарная объемная доля

.

При сжигании твердых топлив концентрацию золы в дымовых газах (г/м³) рассчитывают по формуле

,

где - доля золы топлива, уносимая газами (приложение, таблицы ПА.4-ПА.6).

2.3 Объем продуктов сгорания в газоходах

Выбор присосов воздуха

Для выбора присосов изображается схема расположения поверхностей нагрева по газоходам и наносятся обозначения присосов (рисунок 2.1).

И з данных справочной таблицы [4] или приложения (таблицы ПА.8, ПА.9) выбираются значения: присосов для всех элементов, топочной камеры, ширмового пароперегревателя, фестона, конвективного пароперегревателя, вторичного (промежуточного) пароперегревателя, экономайзера 1-й и 2-й ступени, воздухоподогревателя 1-й и 2-й ступени.

α_ух

t_вх

t_пп

t’_н

t_пе

α_1э

α_п

α_2в

Δα_1в

Δα_2в

Δα_ш Δα_п Δα_пп

Δα_ф

α_пп

α_ф

α_т

t_нв

Δα_2э

Δα_1э

α_ш

t_пв

Определение коэффициентов избытка воздуха

Коэффициенты избытка воздуха находятся за каждым элементом котла в соответствии со схемой их расположения по известному значению _т и выбранным значениям присосов. При этом за последним элементом получают:

_ух = _т + _i

где _i - суммарный присос воздуха по газовому тракту.

Расчет объема продуктов сгорания по газоходам

Объем продуктов сгорания определяется для найденных выше значений коэффициентов избытка воздуха, т.е. за каждым элементом котла. Расчет производится в табличной форме (таблица 2.1). В этой же таблице для проверки правильности расчетов определяется масса продуктов сгорания и их плотность при соответствующем зна­чении .

3 Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания при расчетной температуре определяют по формулам:

, кДж/кг (кДж/м³);

I , кДж/кг (кДж/м³).

В приведенных формулах , , , - теплоемкости воздуха, трехатомных газов, водяных паров и азота при постоянном давлении, кДж/(м³К). Для удобства расчетов используются значения величин , определяемые для соответствующих температур по таблицам [4] или в приложении (таблица ПА.10).

Таблица 2.1 - Количество продуктов сгорания по газоходам

Определяемая величина и расчетная формула	Раз-мер-ность	Значение величины  за участком газохода
		Топка Т	… …	… …	… …	… ух
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева	-
Теоретический объем дымовых газов	м3/кг; м3/м3
Объем избыточного воздуха VВ = ( - 1)Vо	``
Объем водяных паров в избыточ­ном воздухе V = 0,0161( - 1)Vо	``
Полный объем дымовых газов	``
Масса дымовых газов G	кг/м3; [кг/кг]
Плотность дымовых газов  = G/VГ	кг/м3
Объемная доля трехатомных газов, r	-
Объемная доля водяных паров, r	-
Суммарная объемная доля, rn = r + r	-
Коэффициент золовых частиц,	г/м3

Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха  > 1

I _Г = I_Г ⁰ + (- 1) I_В ⁰ + I_З ,

где - энтальпия золы, кДж/кг

I ,

где - теплоемкость золы, кДж/(кг К) [4, таблица 2-4], приложение (таблица ПА.11)

Энтальпия золы невелика по сравнению с другими составляющими и учитывается, когда приведенная величина уноса летучей золы с потоком газов

а_ун А^п > 1,4; %  кг/МДж.

Расчет выполня­ется в табличной форме (таблица 3.1), соответствующей схеме последова­тельного расположения поверхностей нагрева парового котла. Интервалы температур в этой таблице назначаются соответствующим воз­можным фактическим значениям температур дымовых газов за каждой поверхностью нагрева котла.

В таблице обязательно определяют значение энтальпии для и температуры уходящих газов , принятой из характеристики котла или назначенной для данного вида топлива [4, таблица 1-4]. Вспомогательные расчеты для заполнения таблицы в пояснительной записке не приводятся.

По данным таблицы расчета энтальпий строится диаграмма I на миллиметровой бумаге в масштабе. Для температур принимается масштаб

m_t = 10 K/мм,

для энтальпии при твердом топливе

m_I = 50 кДж/кг/мм,

а при жидком или газообразном

m_I = 100 кДж/кг/мм,

Применение других масштабов согласовывается с руководителем курсового проекта.

На диаграмме I обязательно наносятся значения  для всех участков и шкалы на осях температур и энтальпий.

Таблица 3.1 - Расчет энтальпий продуктов сгорания по газоходам

Определяемая величина	Размерность	Участки газового тракта
		топка		паpo-перегр.		… ...		… ...		… ух
Коэффициент  за участком	-	...		...		...		...		...
Температура газов за участком	оС	2000	1000	1000	800	...	...	...	...	...	tух
Энтальпия теоретического коли­чества воздуха
Энтальпия 3- атомных газов
Энтальпия теоретического коли­чества азота
Энтальпия теоретического коли­чества водяных паров
Энтальпия избыточного воздуха
Энтальпия дымовых газов