Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива

После определения необходимого количества воздуха, расчёта состава и объёмов продуктов сгорания, определения энтальпии дымовых газов (табл.) производится расчёт теплового баланса котельных агрегатов применительно к установившемуся тепловому состоянию на 1м³ газообразного топлива. Целью расчёта теплового баланса является определение всех потерь теплоты и на основании этого вычисление КПД котельного агрегата и расчётного расхода топлива.

Таблица 3.4 — Расчёт теплового баланса котельного агрегата и расхода топлива.

Наименование	Обоз-наче-ние	Расчётная формула или способ определения	Единица	Расчёт
Располагаемая теплота сгорания топлива			кДж / м^3	34233,92
Потеря теплоты от хи­мической неполноты сгорания топлива	q3	Табл. 4-3	%	0.5
Потеря теплоты от ме­ханической неполноты сгорания топлива	q4	Табл. 4-3	%
Температура уходящих газов	yx	По выбору, табл. 1-3	º C
Энтальпия уходящих газов	Iyx	По 1-υ таблице	кДж / м^3	2635.7
Температура воздуха в котельной	tX.B.	По выбору	º C
Теоретическая энталь­пия воздуха в котель­ной		По 1-υ таблице	кДж / м^3	378.3
Потеря теплоты с ухо­дящими газами	q2		%
Потеря теплоты от наружного охлаждения	q5	По рис. 3-1	%	0.99
Сумма тепловых по­терь		q5 + q4 + q3 + q2	%	0.99+0 + 0.5 + 6.28 = 7.77
КПД котла		100 -	%	100 – 7.77 = 92.23
Коэффициент сохране­ния теплоты		1-	-	1 - = 0.989
Количество полезно использованной теп­лоты	Qn	Gпар ()	Гкал / ч	50 ^3 = 28.29
Расход воды через кот­лоагрегат	Gв		т/ч	= 354
Расход топлива: Полный Расчётный	B Bp		м^3/ч

 

3.5. Поверочный расчёт теплообмена в топке

После выполнения теплового баланса рассчитываем топочные устройства по методике, соответствующей нормативному методу теплового расчёта котельных агрегатов .

При проведении расчётов топок котлов, переведённых на водогрейный режим; в общую нормативную методику вводят небольшие дополнения к расчёту, которые связаны с определением изменения значений температуры нагреваемой среды при её транспортировке через экранные поверхности топки. Так как температура воды, проходящей через топочные экранные трубы, изменяется примерно на 35…45 ºC, это не оказывает существенного влияния на температурный режим в топке и не вызывает необходимости коренного изменения методики расчёта топочного устройства. Результаты расчёта топки сведём в таблицу.
Таблица 3.5. — поверочный расчёт теплообмена в топке

Величина	Обо­значе­ние	Расчётная формула или способ опре­деления	Еди­ница	Расчёт
Полная пло­щадь поверх­ности нагрева фестона			м^3
Лучевоспри­нимающая по­верхность фе­стона			м^2
Расчётная площадь по­верхности нагрева фе­стона			м^2
Площадь жи­вого сечения для прохода газов			м^2
Диаметр труб
Количество труб в ряду
Относитель­ный попереч­ный шаг труб
Относитель­ный продоль­ный шаг труб
Эффективная толщина излу­чающего слоя
Температура газов перед фестоном
Энтальпия газов перед фестоном
Температура газов за фесто­ном
Энтальпия га­зов за фесто­ном
Кол-во теп­лоты, отданное фестону
Средняя темпе­ратура воды в трубах
Средняя темпе­ратура газов
Средний температурный напор
Средняя скорость газов
Объёмная доля: водяных паров Трёхатомных газов
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов
Произведение
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
Коэффициент ослабления лу­чей трёхатом­ными газами
Суммарная оп­тическая тол­щина запылен­ного газового потока
Степень чер­ноты излучаю­щей стенки
Температура загрязнения стенки труб
Коэффициент теплоотдачи излучением
Коэффициент использования поверхности нагрева
Коэффициент тепло­отдачи от газов к стенке
Коэффициент тепло­передачи
Тепловосприятие фестона по уравне­нию теплопередачи
Расхождение расчёт­ных тепловосприя­тий

 

Расчёт считается законченным, так как значение тепловосприятия Q_т расходится с количеством теплоты, отданным газами Q_г не более чем на ± 2%.

3.7. Поверочный расчёт котельного пучка

Таблица 3.7 — Поверочный расчёт котельного пучка

Величина	Обозна­чение	Расчётная формула или способ определения	Единица	Расчёт
Диаметр труб	d	По конструктивным размерам	мм	60×3
Количество труб в ряду	z	По конструктивным размерам	шт
Поверхности нагрева котельного пучка		По конструктивным размерам	м^2
Площадь живого сече­ния для прохода газов	Fr	По конструктивным размерам	м^2	3.71
Относительный попе­речный шаг труб		По конструктивным размерам	-	1.5
Относительный про­дольный шаг труб		По конструктивным размерам	-
Эффективная толщина излучающего слоя	s	По конструктивным размерам	м	0.167
Температура газов на входе в котельный пу­чок		v ̋ t - из расчёта фестона	ºС
Энтальпия газов на входе в котельный пучок	I ́т	I ̋ t – из расчёта фестона	кДж/м^3	18610.8
Температура газов за котельным пучком		По выбору (стр. 53 [1])	ºС
Энтальпия газов за котельным пучком		По I-v таблице	кДж/м^3	5621.6
Кол-во теплоты, от­данное фестону		(I ́-I ̋)	кДж/м^3	12846.32
Средняя температура воды в трубах	tср	0.5 ()	ºС
Средняя температура газов	υср	(v ́+ v ̋)	ºС
Средний температур­ный напор		Vср - tср	ºС
Средняя скорость газов	wг		м/с	11.85
Объёмная доля: Водяных паров Трёхатомных газов		Табл. 1-2 Табл. 1-2	- -	0.178 0.0838
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов		Табл. 1-2	-	0.2617
Произведение	pras	p ra s	м	0.004
Коэффициент теплоот­дачи конвекцией		Рис. 6 - 5[1]		84.427
Коэффициент ослабле­ния лучей трёхатом­ными газами		Формула (5-26)	1/ м	39.78
Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока	kps	k p s	1/ м	0.174
Степень черноты излу­чающей стенки	a	Формула 5-22 [1]	1/ м	0.158
Температура загрязне­ния стенки труб		+	ºС
Коэффициент теплоот­дачи излучением		Рис.6-5 [1]		5.309
Коэффициент исполь­зования поверхности нагрева		По [1]	-
Коэффициент теплоот­дачи от газов к стенке				89.736
Коэффициент теплопе­редачи	k			71.789
Тепловосприятие фе­стона по уравнению теплопередачи			кДж/кг	12951.44
Расхождение расчётных тепловосприятий			%	0.81

 

Расчёт считается законченным, так как значение тепловосприятия
расходится с количеством теплоты, отданным газами Q_г, не более чем
на 2 %.