3 Предварительный тепловой баланс парогенератора

Тепловой баланс парогенератора базируется на законе сохранения энергии, то есть он определяет соотношение между теплотой, поступившей в парогенератор, полезно используемой теплотой и тепловыми потерями.

Уравнение теплового баланса записывается в следующем виде:

где – расчётная располагаемая теплота, кДж/кг;

– полезно используемая теплота, идущая на подогрев питательной воды до температуры кипения, парообразование и перегрев пара, кДж/кг;

– потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг;

– потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг;

– потери теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/кг;

– потери теплоты от наружного ограждения, кДж/кг.

Уравнение теплового баланса может быть записано в относительных величинах:

где , а КПД парогенератора.

Расчетная располагаемая теплота определяется из выражения, кДж/кг:

где рабочая низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

физическая теплота топлива, кДж/кг;

где теплоёмкость жидкого топлива, кДж/(кг К), определяется по формуле:

где температура топлива (принимаю ).

теплота, вносимая с форсуночным паром, кДж/кг:

где энтальпия форсуночного пара при абсолютном давлении МПа, перегретого на 20 40 , .

где соответственно энтальпии газов, уходящих из парогенератора, и холодного воздуха, подаваемого котельным вентилятором, кДж/кг.

Значение определяется по температуре уходящих газов по диаграмме « ».

Температура точки росы определяется по формуле:

где температура насыщения водяных паров, , соответствующих их парциальному давлению в продуктах сгорания, МПа ( давление дымовых газов – принимается равным 0,1 МПа), значение .

Температура уходящих газов определяется в первом приближении следующим образом:

− следует задаться температурой стенки, :

− определить температуру уходящих газов, , из выражения:

где t – температура питательной воды ( ), в случае если хвостовой поверхностью является экономайзер, или температура холодного воздуха ( ) в случае установки газового воздухоподогревателя.

Таким образом,

При заборе воздуха из верхней части машинного отделения (принимаю ).

Формула энтальпии холодного воздуха, кДж/кг:

где средняя изобарная объёмная теплоёмкость холодного воздуха, кДж/(м³ К):

где средняя изобарная объёмная теплоёмкость сухого воздуха, кДж/(м³ К):

где средняя изобарная объёмная теплоёмкость водяных паров, кДж/(м³ К):

Потери теплоты с химическим недожогом

Потери теплоты от механической неполноты сгорания для парогенераторов, работающих на жидком топливе, принимаются равными нулю ( .

Потери теплоты от наружной теплоты

Расход топлива, B, определяется по формуле, кг/с:

где , D – паропроизводительность котла.

и – энтальпии питательной воды и энтальпия кипения питательной воды, °С (t1=65°С, t2=100 °С).

4 Расчет топочной камеры

Поверочный расчет топки заключается в определении температуры газов на выходе ϑ_Т′′ на основании характеристики топлива и основных геометрических размеров топки. Основными параметрами, определяющими безразмерную температуру газов на выходе из топки θ_Т′′, являются критерии радиационного теплообмена Больцмана (В₀). Безразмерная температура газов на выходе из топочной камеры определяется по формуле:

где температура газов за топкой, К,

адиабатная температура, К.

Теплота излучения факела в топке идет на нагрев воды в экранных трубах, поэтому температура газов на выходе из топки будет меньше температуры ядра факела.