- •Введение.
- •Исходные данные:
- •1. Расчёт объёмов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха.
- •2. Тепловой баланс котла.
- •3. Поверочный расчёт топки.
- •4. Поверочный расчёт котельных пучков.
- •Поверочный расчёт 1–ого котельного пучка.
- •Поверочный расчёт 2–ого котельного пучка.
- •Заключение.
- •5. Конструктивный расчёт водяного экономайзера.
- •Используемая литература.
2. Тепловой баланс котла.
Цель составления теплового баланса котла – определение его КПД и расход топлива.
Из уравнения прямого теплового баланса котла расход топлива В, равен:
,
где,
–
полное количество теплоты, воспринятое
в котле рабочим телом, кВт.
–
располагаемая
теплота топлива, кДж/кг.
ηка – КПД котельного агрегата, %.
Для паровых котлов
малой мощности без пароперегревателя
,
равна:

где, D – паропроизводительность котла, D=7,38 кг/с (по заданию);
Dпр–
расход воды на непрерывную продувку,

доля
продувки солей, следовательно:
;
энтальпия
насыщенного пара, определяется по
начальному давлению,
(2.таблица№2).
энтальпия
питательной воды, определяется в
зависимости от температуры питательной
воды (tп.в.
=70°С) и давления питательной воды:

энтальпия
кипящей воды на линии насыщения,
определяется по начальному давлению,
(2.
таблица№2).
После определения
неизвестных величин определяем
.

Располагаемая
теплота топлива для котлов малой мощности
,
рассчитывается по формуле:

где,
низшая
теплота сгорания топлива, кДж/кг,

тепло,
вносимое в топку с паровым дутьём,
кДж/кг,
(для
газов).

КПД котельного агрегата по обратному балансу определяется:

где,
–
потери теплоты с уходящими газами, %.
–
потери теплоты от
химической неполноты сгорания, %.
Определяется (1.
таблица №4):
=1%.
–
потери теплоты от
наружного охлаждения, %.
Определяется (1.
рис. №1). В зависимости от D=7,38(кг/с)=26,6
(т/ч).=>

–
потери теплоты с
физическим теплом шлака, %:
(для
газов).
–
потери теплоты от
механической неполноты сгорания, %.(1.
таблица №4).
=0%.
В общем случае:
.
где,
–
энтальпия уходящих газов, кДж/кг.
(Определяется по Н–υ–таблице по υух,
и αух.);
υух–
принимается из технико–экономических
соображений и при tп.в.=100°С,
υух
составляет 150°С,
=>

=1,4.
–
энтальпия холодного
воздуха, кДж/кг, при температуре
присасываемого холодного воздуха
tх.в.=30°С.

Определяем
:

Определяем КПД котельного агрегата:
.
После нахождения неизвестных величин, определяем расход топлива В,м3/с.

Расчётный расход топлива Вр, кг/с, определяется по формуле:


3. Поверочный расчёт топки.
Цель расчёта – определение температуры дымовых газов на выходе из топки, конструктивные размеры и поверхность теплообмена которой известны.
Температура газов
на выходе из топки
рассчитывается по формуле:

,
где,
–
адиабатическая (теоретическая) температура
горения, К;
–
коэффициент;
–
степень черноты
топки;
–
критерий Больцмана.
Полное тепловыделение
в топке
,
кДж/кг, определяется по формуле:

где,
–
тепло, внесённое в топку с воздухом,
кДж/кг. При отсутствии воздухоподогревателя

По найденному
значению
равному
адиабатической энтальпии горения
,
по Н–υ–таблице находят адиабатическую
температуру горения
,
°С, и

По Н–υ–таблице:
при

при

Находим адиабатическую
температуру горения, при

После интерполяции
получается, что

Коэффициент
зависит
от относительного расположения максимума
температуры пламени по высоте топки
:
,
где при сжигании газа А=0,54, В=0,2.

где
–
средняя высота топки, м.
(1.
таблица№1).
–
средняя высота
горелок от пода топки, м:


Находим коэффициент
:
;
Степень черноты
для камерных топок (топливо – газ),
определяется по формуле:
,
где,
–
степень черноты факела;
–
средний коэффициент
тепловой эффективности топочной камеры.
Для котла типа
ДЕ :
;
где,
–
угловой коэффициент экрана.
Определяется по
(1.рис. 2), в зависимости от отношения
,
которые принимаются по (1.таблица №6).
Для котла ДЕ–6,5:
,

Т.к.
,
то по (1.рис. №2):
;
–
коэффициент
загрязнения топочных экранов. Для
открытых гладкотрубных экранов при
сжигании газа
;
экранированная
поверхность стен топки, м2.
Для ДЕ–6,5:

полная
поверхность стен топки, м2.
Для ДЕ–6,5:

Определяем значения
:
,
При сжигании газа
и мазута эффективная степень черноты
факела
определяется по формуле:
,
где,
–
коэффициент усреднения, зависящий от
теплового напряжения топочного объёма;
–
объём топки, м3.
Для котлов ДЕ–6,5:

,
Т.к.
,
то для газа
.
–
степени черноты
соответственно светящейся части факела
и несветящейся. Определяются по рисунку
№3 в зависимости от
:
по

по

где,
–доля
трёхатомных газов в топке (из таблицы
объёмов);
–
коэффициент
поглощения трёхатомными частицами,1/(МПа·м).
Определяется по
рисунку №4 в зависимости от:
.
Для определения
предварительно задаются температурой
газов на выходе из топки
;
,
(по таблице объёмов);
–
давление газов в
котле,
;
–
толщина излучающего
слоя, м.


Определяем
по графику:
.
Определения
по формуле:

где,
–
для газовых топлив определяется по
формуле:

Следовательно,

по

определяем по
(1.рис.№3):
;
по

определяем по
(1.рис. №3):
.
Определяем степень
черноты факела
:
;
Определяем степень черноты:
;
Критерий Больцмана рассчитывается по формуле:
,
где,
–
коэффициент сохранения теплоты,
;
–
средняя суммарная
теплоёмкость продуктов сгорания,
определяется по формуле:
,
где,
–энтальпия
газов на выходе из топки определяется
по

при
.
Определяем критерий Больцмана:
,
Определим температуру
газов на выходе из топки
:

,
Т.к.
то
поверочный расчёт топки считается
законченным.
По по Н–υ–таблице
находят
:
при
и определяют количество теплоты,
передаваемое в топке излучением:

