Тепловой баланс котлоагрегата

1. Располагаемое тепло топлива. Для большинства видов достаточно сухих и малозольных топлив и газового топлива принимается

= , кДж/кг .

2. Температура уходящих газов _ух , °С (по заданию).

3. Энтальпия уходящих газов I_ух , кДж/кг (табл. 2).

4. Температура холодного воздуха (принимаем) t_хв=30 °С .

5. Энтальпия холодного воздуха I^о_хв , кДж/кг (табл. 2).

6. Потери тепла от химического недожога q₃ , % (табл. 8, с.156).

7. Потери тепла от механического недожога q₄ , % (табл. 8).

8. Потери тепла с уходящими газами

, % .

5. Потери тепла от наружного охлаждения q₅, % (рис. 5, с.173).

6. Потери с теплом шлака q₆ = 0

(учитываются при А^r > 2,5, где [МДж/кг]).

11. Сумма тепловых потерь

q = q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ , % .

11. КПД котлоагрегата «брутто» _ка = 100 – q , % .

12. Коэффициент сохранения тепла

.

11. Температура перегретого пара t_пе , °С (по заданию).

12. Давление перегретого пара P_пе , МПа (по заданию).

13. Теплосодержание перегретого пара i_пе , кДж/кг (табл. 11, с.160).

17. Температура питательной воды t_пв , °С (по заданию).

    18. Энтальпия питательной воды i_пв , кДж/кг

(табл. 10 при Р_э=1,2Р_пе, с.158).

19. Энтальпия продувочной воды i_кип , кДж/кг

(табл. 9 при Р_б=1,1Р_пе, с.157).

19. Непрерывная продувка

D_пр = 0,01р D_пе , кг/с ,

где р - процент продувки (по заданию).

21. Полезно использованное тепло

Q_ка = D_пе (i_пе ‑ i_пв) + D_пр (i_кип ‑ i_пв) , кВт .

21. Полный расход топлива

, кг/с .

21. Расчетный расход топлива

, кг/с .

Тепловой расчет котлоагрегата Топка

1. Диаметр экранных труб d , мм (по чертежу).

2. Шаг экранных труб s , мм (по чертежу).

3. Суммарная поверхность топочной камеры (рис. П1-2, с.100)

F_ст = F_ф + 2F_б + F_з , м² .

4. Неэкранированная поверхность стен, занятая горелками

F_гор , м² (из чертежа).

5. Поверхность стен топки, занятая экранами,

F_экр = F_ст – F_фест – F_гор , м² .

6. Угловой коэффициент гладкотрубных экранов

_э = .

7. Лучевоспринимающая поверхность экранов

H_лэ = _э F_экр , м² .

8. Угловой коэффициент фестона _ф = 1 .

9. Лучевоспринимающая поверхность фестона

H_лф = _ф F_фест , м² .

10. Суммарная лучевоспринимающая поверхность топки

H_лт = H_лэ + H_лф , м² .

11. Степень экранирования топки

.

12. Объем топочной камеры

V_т = F_б · b , м³ .

13. Эффективная толщина излучающего слоя

, м .

14. Присосы воздуха в систему пылеприготовления _пл (табл.7, с.155).

15. Температура горячего воздуха _гв , °С (по заданию).

Рис. П1-2. Эскиз топочной камеры

16. Энтальпия горячего воздуха I^о_гв , кДж/кг (табл. 2, с.147) .

17. Тепло, вносимое воздухом в топку

Q_в = (_т – _т – _пл) I^о_гв + (_т + _пл) I^о_хв , кДж/кг ,

где _т – присосы в топке (табл. 7, с.155).

18. Полезное тепловыделение в топки

, кДж/кг .

19. Адиабатная температура горения _а , °С (табл. 2).

20. Относительное положение максимума температур (рис.П1-2, с.100)

.

21. Коэффициент учитывающий положение максимума температуры

М = 0,59 – 0,5 Х_т ;

М = 0,56 – 0,5Х_т(для углей А, ПА, Т).

22. Температура газов на выходе из топки _т'' , °С (принимаем по

табл. 12, с.163).

23. Энтальпия газов на выходе из топки I_т'' , кДж/кг (табл. 2).

24. Объемная доля трехатомных газов и водяных паров r_п (табл.1, с.146).

    25. Концентрация золовых частиц μ_зл (табл. 1).

        26. Суммарная поглощающая способность трехатомных газов

(где Р = 0,1МПа – давление газов в топочной камере)

P_n S = r_n Р S , (м·МПа) .

26. Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами (рис.3, с.172) k_г, 1/(м·МПа).

27. Коэффициент поглощения лучей золовыми частицами (рис. 3) k_зл, 1/(м·МПа) .

28. Коэффициент поглощения лучей частицами кокса k_кокс

при камерном сжигании топлива:

- для углей марки А, ПА, Т : k_кокс = 1,0 [1/(м·МПа)];

- для каменных и бурых углей, торфа, сланцев

k_кокс = 0,5 [1/(м·МПа)].

26. Оптическая толщина

kPS = (k_г r_n + k_зл _зл + k_кокс) РS .

26. Степень черноты факела ф (рис. 2, с.171).

27. Условный коэффициент загрязнения экранов  (табл. 16, с.165).

28. Коэффициент тепловой эффективности экранов  =  .

29. Степень черноты топочной камеры т (рис. 4, с.173).

30. Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания

, кДж/(кг· °С) .

26. Действительная температура газов на выходе из топки

, °С .

При расхождении температуры с ранее принятой более, чем на 50^оС необходимо повторить расчет с п.22, с.101, задавшись новым значением температуры.

26. Энтальпия газов на выходе из топки I_т'', кДж/кг (табл. 2, с.147).

27. Количество тепла, воспринятого в топке,

= (Q_т – I_т'') , кДж/кг .

26. Средняя тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности

, кВт/м² .

26. Теплонапряжение топочного объема

, кВт/м³ .

Фестон

Рис. П1-3. Эскиз фестона

1. Диаметр труб d , мм (по чертежу).

2. Расположение труб - шахматное.

3. Число рядов труб Z , шт (по чертежу).

4. Шаг труб (по чертежу):

поперечный s₁ = Zs , мм (s – шаг труб заднего экрана топки); продольный s₂ , мм.

5. Число труб в каждом ряду (по чертежу): n₁ , шт;

n₂ , шт;

.

. n_n , шт.

6. Длина каждого ряда (по чертежу): l₁, м; l₂, м;

.

. l_n, м.

7. Поверхность нагрева фестона

H_ф = d (l₁n₁ + l₂n₂ + … + l_nn_n) , м² .

8. Живое сечение для прохода газов (среднее), где h - высота окна (по чертежу)

F_жc = F_ок – F_з = h (b – n₁d) , м² .

9. Относительные шаги: поперечный σ₁ = s₁/d ; продольный σ₂ = s₂/d .

10. Эффективная толщина излучающего слоя

, м .

11. Угловой коэффициент фестона χ_ф (рис.1, с.171).

12. Лучевоспринимающая поверхность фестона H_лф , м

Н_лф = b l_срχ_ф .

12. Расчетная поверхность нагрева

H_p = H_ф – H_лф , м² .

12. Температура газов перед фестоном ' , °С (из расчета топки).

13. Энтальпия газов перед фестоном I' , кДж/кг (из расчета топки).

14. Температура газов за фестоном '' , °С (принимаем).

15. Энтальпия газов за фестоном I" , кДж/кг (табл. 2, с.147).

16. Тепловосприятие фестона по балансу

Q_б = φ (I' – I") , кДж/кг .

12. Температура кипения в барабане t_н , °С (табл. 9 при Р_б = 1,1Р_пе,

с.157).

12. Средняя температура газов

, °С .

12. Объем газов на 1 кг топлива V_г , м³/кг (табл. 1, с.146).

13. Объемная доля водяных паров (табл. 1).

14. Объемная доля трехатомных газов и водяных паров r_n (табл. 1).

15. Концентрация золовых частиц _зл (табл. 1).

16. Скорость газов в фестоне

, м/с .

12. Коэффициент теплоотдачи конвекцией (рис. 6, с.174)

_к = _н C_z C_s C_ф , Вт/м² К .

12. Суммарная поглощающая способность трехатомных газов

P_nS = r_nРS , м ·МПа ,

где Р = 0,1 МПа - давление газа в газоходах.

12. Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами (рис.3, с.172) k_г , 1/(м·МПа) .

13. Коэффициент поглощения лучей золовыми частицами (рис. 3)

k_зл , 1/(м·МПа) .

12. Оптическая толщина

kPS = (k_г r_n + k_зл _зл)РS .

31. Степень черноты продуктов сгорания a (рис. 2, с.171).

32. Температура загрязненной стенки трубы

(принимается на 80 °С выше температуры кипения)

t_ст = t_н + 80 , °С .

33. Коэффициент теплоотдачи излучением (рис. 9, с.179)

a_л = a_н a , Вт/(м² ·K) .

34. Коэффициент тепловой эффективности Ψ (рис. 14, с.183).

35. Коэффициент теплопередачи

k =  (_к + _л) , Вт/(м² ·K) .

35. Средний температурный напор t =  – t_н, °С .

36. Тепловосприятие фестона

, кДж/кг .

35. Невязка

, % .

Если невязка баланса > 5%, необходимо уточнить температуру газов за фестоном.

35. Энтальпия газов за фестоном

, кДж/кг .

35. Температура газов за фестоном " , °С (табл. 2, с.147).

По уточненному значению температуры газов за фестоном " необходимо провести расчет заново, начиная с п.16, с.104.