Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовой проект КУи ПР.docx
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

8. Расчетный тепловой баланс и расход топлива

Коэффициентом полезного действия (КПД) парового и водогрейного котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте.

При тепловом расчете парового и водогрейного котла тепловой баланс составляет для определения КПД брутто и расчетного расхода топлива.

Расчет рекомендуется производить в следующей последовательности:

1. Определить располагаемую теплоту. Для твердого и жидкого топлива (кДж/кг):

(8.21)

– низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого топлива, кДж/кг, принимается по таблице 4. – низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м3, принимается по таблице 5.

При температуре tв =100 ;

При температуре tв =200 ;

Для газообразного топлива (кДж/м3)

(8.22)

При температуре tв =100 ;

При температуре tв =200 ;

В случае предварительного подогрева воздуха в калорифере теплота, внесенная воздухом (кДж/кг или кДж/м3) определяется по формуле:

(8.23)

При температуре tв =100 для мазута:

При температуре tв =200 для мазута:

При температуре tв =100 для природного газа:

кДж/м3

При температуре tв =200 для природного газа:

кДж/м3

где – энтальпия теоретического объема воздуха при входе в воздухоподогреватель после предварительного подогрева в калорифере, определяется по температуре воздуха после калорифера линейной интерполяцией значения из таблицы 8.

– энтальпия теоретического объема холодного воздуха при tв =30 , определяется по формуле:

(8.24)

Отношение количества воздуха на входе в котельный агрегат (воздухоподогревателя) к теоретически необходимому, входящие в формулу 8.22.

(8.25)

где – присос воздуха в топку, систему пылеприготовления и воздухоподогревателя, принимается по таблице 6.

Физическая теплота топлива учитывается только при его предварительном подогреве от постороннего источника теплоты (паровой подогрев мазута, паровой сушилки и т.п.), а также при сушке по разомкнутому циклу (кДж/кг) по формуле:

(8.26)

Где – температура топлива, (для мазута в зависимости от его вязкости 90-130 ); – удельная теплоемкость топлива, кДж/(кг ).

кДж/кг

Удельная теплоемкость мазута:

(8.27)

кДж/(кг ).

Для промышленных паровых и водогрейных котлов физическая теплота топлива учитывается только при сжигании мазута.

Теплота вносимая в агрегат через форсунку при паровом распыливании жидкого топлива (кДж/кг) определяется по формуле:

(8.28)

где – энтальпия пара, расходуемого на распыливание топлива, определяется из таблиц 7 для водяного пара по его параметрам, кДж/кг.

При температуре tв =100 :

кДж/кг

При температуре tв =200 :

кДж/кг

Теплота, затраченная на разложения карбонатов (кДж/кг) определяется по формуле:

(8.29)

Где – коэффициент разложения карбонатов (при слоевом сжигание 0,7; при камерном 1); – содержание диоксида углерода в карбонатах в рабочей массе, %

При =1

кДж/кг

2. Определить потерю теплоты с уходящими газами по формуле:

где - энтальпия уходящих газов, кДж/ м3 (определяется интерполяцией по данным таблиц и заданной температуре уходящих газов).

– коэффициент избытка воздуха в уходящих газах;

– энтальпия теоретического объема холодного воздуха;

– потери теплоты от механической неполноты сгорания для мазута и природного газа равны нулю.

Где – энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 6 при соответствующих значениях и выбранной температуре уходящих газов, (кДж/кг или кДж/м3). – энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при tв=30 по формуле 8.24, кДж/кг или кДж/м3 – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из таблицы 8, в сечении газохода после последней поверхности нагрева; – потери теплоты от механической неполноты горения (для газа и мазута) .

3. Определить потерю теплоты от химической неполноты сгорания. Для мазута и природного газа потерю теплоты от химической неполноты сгорания равна 0,5%.

4. Определить потерю теплоты от наружного охлаждения для парового котла определяется по формуле:

Где – потери теплоты от наружного охлаждения при номинальном нагрузке парового котла, определяются по таблице 9, соответственно; – номинальная нагрузка парового котла, т/ч; – расчетная нагрузка парового котла, т/ч.

Таблица 9 – Потеря теплоты от наружного охлаждения парового котла

Номинальная производительность котла,

кг/с (т/ч)

Потеря теплоты, %

Собственно

котел

Котел с хвостовыми

поверхностями

0,55

(2)

3,4

3,8

1,11

(4)

3,1

2,9

1,67

(6)

1,6

2,4

2,22

(8)

1,2

2,0

2,78

(10)

–

1,7

4,16

(15)

–

1,5

5,55

(20)

–

1,3

8,33

(30)

–

1,2

11,11

(40)

–

1,0

16,66

(60)

–

0,9

22,22

(80)

–

0,8

27,77

(100)

–

0,7

55,55

(200)

–

0,6

83,33

(300)

–

0,5

5. вычислить полезную мощность парового котла (кВт) по формуле:

(8.33)

где Dпе − расход выработанного перегретого пара, кг/с; Dпр − расход выработанного насыщенного пара, кг/с; iп.п, iп.в, iкип − энтальпия перегретого пара, питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, насыщенного пара и кипящей воды в барабане котла, кДж/кг.

6. Определить потерю теплоты в виде физической теплоты шлака и потерю от охлаждения балок и панелей топки, не включенных в циркуляционный контур котла по формуле:

(8.34)

При этом:

где Нохл − лучевоспринимающая поверхность балок и панелей, м2 (для панелей в расчет принимается только боковая, обращенная в топку поверхность); Qк − полезная мощность парового или водогрейного котла.

7. Вычислить КПД брутто парового котла (%) из уравнения обратного теплового баланса

(8.37)

%

%

8. Подсчитать расход топлива (кг/с или м3/с), подаваемого в топку парового котла, из уравнения прямого теплового баланса:

9. Определить расчетный расход топлива (кг/с или м3/с) для газа и мазута:

(8.39)

Расчетный расход топлива вноситься во все последующие формцлы, по котором подсчитывается суммарный объем продуктов сгорания и количества теплоты.

10. Для последующих расчетов определить коэффициент сохранения теплоты:

Вывод: Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Расходуется пар для привода питательных насосов, на обдувку поверхностей нагрева и т.д., а электрическая энергия – для привода дымонасоса, вентилятора, питателей топлива, мельниц системы пылеприготовления и т.д. Расход на собственные нужды – это расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Различают два КПД агрегата брутто и нетто. Если КПД агрегата определяется по выработано теплоте, оно называется брутто, а если по отпущенной то нетто.