3. Тепловой баланс котельного агрегата
3.1 Расчет состава, объемов и энтальпий продуктов горения топлива
Из приложения 5 [1] определяем характеристики заданного топлива Т3 (ископаемый уголь марки Ж).
№ |
Топливо |
Марка и сорт |
Рабочая масса топлива, % |
Теплота сгорания, МДж/кг |
Выход
летучих веществ
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4 |
Ископае-мый уголь |
Ж |
63,9 |
3,9 |
3,8 |
1,1 |
2,0 |
0,8 |
19,5 |
5,0 |
25,5 |
32,0 |
||
,
%
3.1.1 Определение объемов воздуха и продуктов полного сгорания
Теоретически необходимое количество воздуха:
;
где d в = 10 г / м 3 - влагосодержание воздуха;
-
рабочая масса колчеданной и органической
серы;
Действительное
количество воздуха:
V д = V о = 1,25 6,5993= 8,249нм 3/ кг,
где
=
1,25
–коэффициент избытка воздуха, при
сжигании твердого топлива
выбирается
в пределах (1,2÷1,25).
Количество продуктов полного сгорания топлива:
Процентный состав продуктов сгорания топлива:
СО2
= V
СО2
100 % / V
Г
=
Н2О
= V
Н2О
100 % / V
Г
=
SО2
= V
SО2
100 % / V
Г
=
;
О 2
= V
О2
100 % / V
Г
=
N
2
= V
N2
100 % / V
Г
=
3.1.2 Определение энтальпий продуктов сгорания Расчет энтальпии продуктов сгорания проводится по формуле:
Н г=VCO2 (CV)CO2+VH2O (CV)H2O+VO2 (CV)O2+VSO2 (CV)SO2 +VN2 (CV)N2,
где (CV) m – энтальпия газов, определяем по принятой температуре уходящих газов t ух = 130 °С (используем линейную интерполяцию величины энтальпии газов при 100 и 200 °С).
(CV) CO2 = 227,9кДж/м 3;
(CV) H2O = 195,7 кДж/м 3;
(CV) O2 = 172,8 кДж/м 3;
(CV) SO2 = 241,2 кДж/м 3;
(CV) N2 = 169,5 кДж/м 3;
Нг = 1,195227,9+0,601195,7+0,346172,8+0,0196241,2+6,528169,5=
= 1560,98 кДж/м 3.
3.2 Тепловой баланс котельного агрегата, коэффициент полезного действия
Тепловой баланс составляется на 1кг сжигаемого твердого топлива.
Приходная
часть теплового баланса. Располагаемая
теплота
:
= Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 , где
– располагаемая теплота, суммарное количество теплоты внесенное в котельный агрегат;
Q1 – теплота полезно воспринятая в котельном агрегате;
Q = Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 – потери тепла соответственно с уходящими газами, от химически неполного сгорания, от механического недожога, от потерь в окружающую среду, с физическим теплом шлаков.
В
расчете не учитывается тепло горячего
воздуха подаваемого в топку и подогретого
вне котлоагрегата, а также тепло парового
дутья, затрат тепла на размораживание
смерзшегося топлива и т.д. Поэтому
принимаем
=
, где
-низшая
теплота сгорания топлива.
= 25,5 МДж/кг.
В левой части уравнения не учитывается теплота, вносимая в топку горячим воздухом, так как это же количество теплоты отдается продуктами сгорания воздуха в воздухоподогревателе в пределах котельного агрегата, т.е. осуществляется своего рода рециркуляция (возврат) тепла.
Приняв за 100 % уравнение теплового баланса можно написать в виде:
100 = q 1 + q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6 = q 1 + q пот
Потери тепла.
Потери тепла от химической неполноты сгорания для камерной топки и топлива типа Ж[1]:
q 3 = 0,5%;
Потери тепла от механического недожога [1]:
q 4 = 2,5%;
Потери тепла в окружающую среду для стационарных котлоагрегатов с экономайзером для Q = 35,5 кг/с:
q 5 = 1,0%;
Потерями с физическим теплом шлаков q6 пренебрегаем.
Потери тепла с уходящими газами:
Где
–
энтальпия уходящих газов, кДж/кг,
ух – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, ух=1,45 – по заданию,
Н хв = V0(CV)XB – энтальпия холодного воздуха, проникшего в топку и газоходы извне в виде присосов, кДж/кг.
(CV)XB = 26 кДж/кг – энтальпия холодного воздуха.
Н хв = V0(CV)XB = 6,5993∙26 = 171,574 кДж/кг.
.
Коэффициент полезного действия котла:
