Состав продуктов сгорания и объемная доля углекислоты и водяных паров по газоходам котельного агрегата

 

Наименование рассчитываемой величины	Обозначение	Единица измерения	Наименование элементов газового тракта
			Топка	Пароперегреватель	Котел	Водяной экономайзер
1	2	3	4	5	6	7
Коэффициент избытка воздуха в конце топки	α^"т	-	1,1	-	-	-
Присос по элементам тракта	Δα	-	-	0,05	0,10	0,10
Коэффициент избытка воздуха за элементом тракта	α^"	-	1,1	1,15	1,25	1,35
Коэффициент избытка воздуха, средний	α^ср	-	1,1	1,125	1,2	1,3
Величина (α^ср-1)	-	-	0,1	0,125	0,2	0,3
Теоретический объем продуктов сгорания		м^3/м^3	10,58	10,58	10,58	10,58
Избыточный объем воздуха	Δ V в	м^3/м^3	0,942	1,177	1,884	2,826
Избыточный объем водяных паров	D м^3/м^30,020,0250,040,06
Действительный объем продуктов сгорания	V г	м^3/м^3	11,52	11,75	12,5	13,4
Действительный объем водяных паров	м^3/м^32,1572,162,182,2
Объемная доля сухих трехатомных газов в продуктах сгорания	-0,0860,0840,0790,073
Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания	-0,1870,1840,1740,164
Общая объемная доля сухих трехатомных газов в продуктах сгорания	-0,2730,2680,2530,237

 

 

Энтальпия продуктов сгорания для различных значений температуры и коэффициента избытка воздуха (I, θ - таблица)

Наименование рассчитываемой величины		Формула	Объем газов, м^3/м^3	Температура продуктов сгорания, ^оС
				100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200	1800	1900
Энтальпия теоретического количества воздуха, необходимого для горения			9,42	297,7	599,1	906,2	1218,9	1539	1865	2204	2543	2882	3231	3589	3947	6141	6518
Энтальпия сухих трехатомных газов			0,9917	40,26	84,7	132,4	182,3	236	289	346	404	462	522	582	644	1019	1081
Энтальпия теоретического количества двухатомных газов			7,45	231	463	697	937	1182	1430	1684	1944	2213	2481	2749	3017	4701	4992
Энтальпия теоретического количества водяных паров			2,137	77	155	236	319	406	494	586	682	778	880	983	1088	1765	1883
Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания		-348,27011067143918242213261630303453388343144749748579569
Энтальпия действительного количества продуктов сгорания за элементами газового тракта, ккал/м^3	за топкой ----------323,1358,9394,7614,1651,8
			-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	4206	4673	5144	8091	8608
			-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	467 471			509
	за пароперегревателем		-	-	-	-	-	-	-	330	381	432
			-	-	-	-	-	-	-	2946	3411	3885
			-	-	-	-	-	-	-	465 474
	за котлом --150226305
			-	-	851	1293	1744
			-	-	442 451
	за водяным экономайзером -104209
			-	452	910
			-	458

 

3. Сводная таблица основного расчета
Наименование рассчитываемой величины	Обозначение	Единица измерения	Расчетная формула или источник определения	Расчет	Результаты расчета
					промежуточные		окончательные
3.1 Тепловой баланс котельного агрегата
Располагаемое тепло топлива	ккал/м^3 -8479
Температура уходящих газов	θух	^оС	Технические соображения	-			140
Энтальпия уходящих газов	I ух	ккал/м^3	I, θ - таблица	Для 100 ^оС Для 40^оС	452 176		628
Температура холодного воздуха, поступающего в котельный агрегат	t х. в	^оС	Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	30
Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха	ккал/м^3 9,42·0,32·3090,4
Потеря тепла от механической неполноты сгорания	q 4	%	Таблица 4	Имеет место только при сжигании твердого топлива	-		0
Потеря тепла с отходящими газами	q 2	%	-5,97
Потеря тепла от химической неполноты сгорания	q 3	%	Таблица 4	-	-		1,5
Потеря тепла на наружное охлаждение котельного агрегата	q 5	%	Рисунок 3	-	-		1,5
Потеря с физическим теплом шлаков	% Имеет место только при сжигании твердого топлива-0
Сумма тепловых потерь	∑ q	%	q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + --8,97
Коэффициент полезного действия котельного агрегата	ηк. а	-			-		0,91
Процент продувки котла	π	%	-		3,0		-
Тепловосприятие теплоносителя на 1 кг произведенного перегретого пара	Q к. а	ккал/кг	655,0
Действительный часовой расход топлива	В	кг/ч		-1188
Расчетный часовой расход топлива	В р	кг/ч		-	-		1188
Коэффициент сохранения тепла	φ	-	(100 - 1,5) / 100-0,985
3.2 Тепловое напряжение топочного пространства
Расчетное тепловое напряжение топочного пространства	Q / V т			1188·8479/ 44,66	-		226·10^3
3.3 Теплоотдача излучением в топке
Полезное тепловыделение в топке	Q т	ккал/м^3		8451
Теоретическая температура горения в топке	θа	^оС	I, θ - таблица	Для 1800 ^оС Для 56 ^оС	8091 272		1856
Коэффициент светимости пламени	m	-	-	-	0,2		-
Температура дымовых газов на выходе из топки	θ"т	^оС	Принимается предварительно	-	1000		-
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов	-	м. ат	r п · s т	0,271·1,76	0,47		-
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	k г	-	Номограмма на рис.5	-	0,83		-
Суммарная сила поглощения газового потока	k несв s т	м. ат	k г· r п· s т	0,83·0,47	0,39		-
Степень черноты несветящейся части пламени	a несв	-	График на рис.6	-	0,32
Коэффициент ослабления лучей светящейся части факела	k св	-	-0,52,0 - 0,51,5-
Суммарная сила поглощения светящейся части пламени	k св s т	м. ат	kсв·sт	1,5·1,76	2,62		-
Степень черноты светящейся части пламени	a св	-	0,9·0,930,840-
Степень черноты факела	a ф	-	(1 - m) · a несв+ ma св	(1 - 0,2) ·0,32 + 0,2·0,84	0,43		-
Условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхностей	ζ	-	Рекомендации нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	0,8		-
Произведение ψζ	-	-	ψ·ζ	0,42 · 0,8	-		0,34
Тепловыделение в топке на 1 м² стен топки	-			-110·10^3
Расчетный коэффициент	М	-	А - ВХ	0,52 - 0,3·0,233	0,52 - 0,07		0,45
Температура дымовых газов на выходе из топки	θ"т	^оС	Номограмма на рис.7	-	-		1010
Энтальпия дымовых газов на выходе из топки	I "т	ккал/м^3	I, θ - таблица	Для 1000 ^оС Для 10 ^оС	4206 34		4240
Тепло, переданное излучением в топке	Q л	ккал/м^3	φ· (Qт - I"т)	0,985· (8451 - 4240)	-		4148
3.4 Пароперегреватель
Тепловосприятие пароперегревателя	Q пп	ккал/м^3		1010
Энтальпия дымовых газов за пароперегревателем	I "пп	ккал/м^3		3219
Температура дымовых газов за пароперегревателем		^оС	I, θ - таблица	Для 700°С Для 64°C	2946 273		764
Средняя температура дымовых газов в пароперегревателе		^оС		887
Средняя температура пара в пароперегревателе	^оС 273,7
Средний температурный напор в пароперегревателе	∆ t пп	^оС		-			613,3
Удельный объем пара в пароперегревателе при средней температуре	υпп	м^3/кг	Таблица воды и водяного пара	-	0,1625
Средняя скорость пара в пароперегревателе	w пп	м/сек			39,0
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к пару	α2		cd · a н (номограмма на рис.6)	1,03 · 840	865,2
Средняя скорость дымовых газов в пароперегревателе	w г	м/сек		10,8
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке	αк		сz·c ф·αн (номограмма на рис.7)	1,0·1,025·68	69,7
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов	-	м. ат	r п· s пп	0,262·0,167	0,044
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	k несв r п	-	Номограмма на рис.5	-	2,8
Сила поглощения газового потока	kps	-	k г· r п· s пп	2,9·0,044	0,123
Степень черноты газового потока	a	-	График на рис.6	-	0,115
Коэффициент загрязнения труб	ε		Рекомендации нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	0,005
Температура наружной поверхности труб	t ст	^оС	495
Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока	αл		а · c г·αн (номограмма на рис.7)	0,115·0,96·164	18,1
Коэффициент омывания пароперегревателя дымовыми газами	ω	-	-	-	1,0
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы	α1		ω·αк+αл	1,0·69,7 + 18,1	87,8
Коэффициент теплопередачи в пароперегревателе	k пп		57,4
Поверхность нагрева пароперегревателя	H пп	м^2	34,08
Невязка	-	%		-1,44
3.5 Газоход котла
Температура дымовых газов за котлом	θ"к	^оС	Принимается предварительно	-	300
Энтальпия дымовых газов за котлом	I "к	ккал/м^3	I, θ - таблица	-	1293
Тепловосприятие котла по уравнению теплового баланса	Q б	ккал/м^3		0,985* (3219-1293+0,1*90,4)			1906
Температурный напор в начале газохода	∆ t ^б	^оС		764 - 197,4	566,6
Температурный напор в конце газохода	∆ t ^м	^оС		300 - 197,4	102,6
Средний температурный напор в газоходе	∆ t к	^оС					271
Срдняя температура дымовых газов в газоходе котла	^оС 532
Средняя скорость дымовых газов	w к	м/сек		8,9
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке трубы	αк		сz·c ф·αн (номограмма на рис.6)	1,0·1,03·49	49,7
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов	-	м. ат	r п· s к	0,225·0,184	0,046
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	k г	-	Номограмма на рис.3	-			3,5
Суммарная сила поглощения газового потока	k несв s к	м. ат	k г· r п· s к	3,5·0,046	0,161
Степень черноты газового потока	a несв	-	График на рис.4	-	-		0,17
Коэффициент загрязнения поверхности нагрева	ε		-	-	-		0,005
Температура наружной поверхности труб	t ст	^оС		252
Коэффициенттеплоотдачи излучением незапыленного потока	αл		а·cг·αн (номограмма на рис.8)	0,14·0,95·66	9,6
Коэффициент омывания газохода дымовыми газами	ω	-	Рекомендации нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	-		0,9
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	α1		ω·αк+αл	0,9·49,7 + 9,6	54,7
Коэффициент теплопередачи в котле	k к				43,1
Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи	Q т	ккал/м^3		2040
Невязка	-	%	-7,03
Так как значения Q б и Q г разнятся больше, чем на 2 %, расчет повторяется при другом значенииθ"к
Температура дымовых газов за котлом	θ"к	^оС	Принимается предварительно	-	280
Энтальпия дымовых газов за котлом	I "к	ккал/м^3	I, θ - таблица	Для 200°С Для 80°С	851 363	1214
Тепловосприятие котла по уравнению теплового баланса	Q б	ккал/м^3		0,985* (3219-1214+0,1*90,4)		1983
Температурный напор в начале газохода	∆ t ^б	^оС	Θк‘ - tн	764 - 197,4	566,6
Температурный напор в конце газохода	∆ t ^м	^оС	Θк” - tн	280 - 197,4	82,6
Средний температурный напор в газоходе	∆ t к	^оС		252
Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи	Q т	ккал/м^3		1927
Невязка	-	%	2,82
Так как значения Q б и Q г разнятся больше, чем на 2 %, расчет повторяется при другом значенииθ"к
Температура дымовых газов за котлом	θ"к	^оС	Принимается предварительно	-	290
Энтальпия дымовых газов за котлом	I "к	ккал/м^3	I, θ - таблица	Для 200°С Для 90°С	851 406	1257
Тепловосприятие котла по уравнению теплового баланса	Q б	ккал/м^3		0,985* (3219-1257+0,1*90,4)		1941
Температурный напор в начале газохода	∆ t ^б	^оС	Θк‘ - tн	764 - 197,4	566,6
Температурный напор в конце газохода	∆ t ^м	^оС	Θк” - tн	290 - 197,4	92,6
Средний температурный напор в газоходе	∆ t к	^оС		260
Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи	Q т	ккал/м^3		1957
Невязка	-	%	0,82
3.6 Водяной экономайзер
Тепловосприятие водяного экономайзера	Q в. э	ккал/м^3		0,91*8479- (4148+1010+1941)			617
Энтальпия воды на выходе из экономайзера	i "в. э	ккал/кг		151
Температура воды на выходе из экономайзера	t "в. э	^оС	Таблица воды и водяного пара	-	148
Температурный напор в начале экономайзера	∆ t ^б	^оС		290 - 148	142
Температурный напор в конце экономайзера	∆ t ^м	^оС	θух - tп. в	140 - 100	40
Средний температурный напор в экономайзере	∆ t в. э	^оС		81
Средняя температура дымовых газов в экономайзере		^оС		215
Средняя скорость дымовых газов в экономайзере	w в. э	м/сек		9,4
Коэффициент омывания водяного экономайзера дымовыми газами	ω	-	Рекомендации нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	1
Коэффициент теплопередачи в водяном экономайзере	k в. э		Номограмма на рис.9	-			20,2
Поверхность нагрева водяного экономайзера	H в. э	м^2		448
Число труб водяного экономайзера	n в. э	шт.	152
Число горизонтальных рядов труб экономайзера	шт. n в. э/ z 1 21

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте приведен подсчет основных параметров, а также поверхности нагрева котла ДКВР 10-13, работающего на природном газе, паропроизводительностью 14 т/ч, вырабатывающего перегретый пар с параметрами 350°С и 14 ат.

Число горизонтальных рядов труб экономайзера составляет 21 шт.

Список литературы

 

1. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 1998 г.

2. Курсовой проект по дисциплине "Котельные установки ипарогенераторы": Учеб. - метод. пособие. Череповец: ЧГУ, 2008