2.1.3. Расчетная часть.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 м³ газа,

где и - числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива;

CO, H₂S, O₂, C_mH_n – содержание компонентов газового топлива, %

Объем сухих трехатомных газов, азота и водяных паров

;

;

где - влагосодержание топлива, отнесённое к 1м³ сухого газа (г/м³); при можно считать, что =10 г/м³.

Суммарный объём дымовых газов при =1:

м³/м³

Коэффициенты избытка воздуха:

в топке

перед конвективной поверхностью

перед дымососом

объём дымовых газов при >1:

в топке

в конвективной шахте

Потеря тепла с уходящими газами

где энтальпии теоретического объёма воздуха и продуктов сгорания, отнесённые к 1 кг или 1 м³ сжигаемого топлива при температуре , кДж/кг (кДж/м³), рассчитывают по формулам:

;

где , , , - произведение теплоемкости и температуры воздуха, трехатомных газов, азота и водяных паров соответственно, кДж/м³ (приложение А.1).

Таблица 2.2 – Средняя теплоемкость газов, с, кДж/м³град

Температура, 0С	Двухатомные газы О2, N2, CO…	Воздух	Пары воды H2O	Трехатомные газы CO2, SO2…
0	1,299	1,297	1,494	1,599
100	1,3	1,3	1,505	1,7
200	1,303	1,307	1,522	1,737

Потери тепла от химической теплоты сгорания, механического недожога, от наружного охлаждения, с физическим теплом шлаков равны, соответственно,

q₃ = 0,5; q₄ = 0; q₅ = 3,5%; q₆ = 0.

Коэффициент полезного действия котла по обратному балансу

, %.

Коэффициент полезного действия группы работающих котлов по прямому балансу

, %

где С=4,19 кДж/кгС – теплоемкость воды.

2.1.4 Выводы.

Лабораторная работа № 2.2

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

2.2.1. Изучение устройства и работы парового котельного агрегата

Котельная установка (парогенератор) служит для полу­чения пара за счет химической теплоты твердого, жидкого и газообразного топлива и состоит из котельного агрегата и вспомогательного оборудования, связанных единой технологической схемой.

К вспомогательному оборудованию котельной установки относятся устройства топливоподачи, дымососы, вентиляторы, золоуловители, паропроводы, водопроводы и др.

Схема парового котла П-образной компоновки с естественной циркуляцией представлена на рисунок 2.4.

Паровой котел состоит из подъёмного и опускного газоходов. Подъёмный газоход 1 представляет собой топку для сжигания топлива. На стенках топки установлены трубы испарительных поверхностей нагрева 3 в виде плоских трубчатых панелей, называемых экранами. В опускном газоходе размещены двухступенчатый водяной экономайзер (1 ступень – 4, 2 ступень – 5) для подогрева питательной воды и двухступенчатый воздухоподогреватель (1 ступень – 6, 2 ступень – 7) для подогрева воздуха, идущего на горение в топку. На выхо­де из подъёмного газохода находится фестон 8, представ­ляющий собой разреженный пучок труб - продолжение зад­него экрана. В горизонтальной (соединительной) части газохода расположен двухступенчатый пароперегреватель (1 ступень – 10, 2 ступень – 9) , обеспечивающий перегрев пара до заданной температуры. Испарительные поверхности 3 соединены с барабаном-сепаратором 11 котла и вместе с опускными трубами 2, связывающими барабан с нижними коллекторами 12 экранов, составляют циркуляционные контуры.

Пароводяная смесь в барабане разделяется на насыщенный пар и воду, пар, со степенью сухости 0,95 – 0,98, направляется в пароперегреватель, а вода – снова в циркуляционные контуры. Одновременно в барабане для снижения общего солесодержания происходит отделение и удаление части воды с высокой концентрацией солей (продувка). Циркуляция воды и пароводяной смеси в контурах происходит за счёт разности плотностей столба воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъёмных трубах – экранах (естественная циркуляция).

Топливо вместе с нагретым воздухом через горелки 13 подается в топку, где сжигается. Продукты сгорания из топки проходят через пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель и далее, через газоочистку, удаляются в атмосферу. Температура продуктов сгорания по ходу газового тракта снижается. Ориентировочные значения температур продуктов сгорания приведены на рисунок 2.4.

Существуют различные конструктивные варианты оформления котельных агрегатов. Так, сжигание топлива может осуществляться не в факеле, а в слое. Циркуляция воды и пароводяной смеси в испарительной системе котла может быть принудительной с помощью насосов. Водяной эконо­майзер и воздухоподогреватель могут располагаться последовательно один за другим или в рассечку, с чередованием ступени водяного экономайзера и ступени воздухоподогревателя. Однако при любой компоновке первым по ходу газов располагается водяной экономайзер (или его последняя ступень по ходу воды), а последним – воздухоподогреватель (или его первая ступень по ходу воздуха).