Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения (стр. 5 из 14)
, (11) 
, (12)где
, 
, 
, 
- удельные энтальпии воздуха, трехатомных газов, азота и водяных паров соответственно.Энтальпию продуктов сгорания на 1 м3 топлива при a> 1 рассчитываем по формуле:
. (13)Результаты расчетов по определению энтальпий при различных температурах газов сводим в таблицу:
Таблица 14.
Определение энтальпии продуктов сгорания в газоходах котла
| u, °С | I0в=V0×(ct)в | IRO2 = VRO2×(cν)RO2 | I0N2==V0N2×(cν)N2 | I0H2O==V0H2O×(cν)H2O | I0г= IRO2++I0N2+I0H2O |
| 30 | 379,4 | - | - | - | 379,4 |
| 100 | 973,0 | 175,76 | 1001 | 329,18 | 1505,9 |
| 200 | 2588,1 | 371,28 | 2002 | 662,7 | 3036 |
| 300 | 3921,1 | 581,36 | 3018,4 | 1009,4 | 4609,1 |
| 400 | 5273,6 | 802,88 | 4057,9 | 1364,6 | 6225,4 |
| 500 | 6655,3 | 1035,8 | 5112,8 | 1730,9 | 7879,5 |
| 600 | 8075,9 | 1270,88 | 6190,8 | 2108,8 | 9569,7 |
| 700 | 9525,6 | 1519,44 | 7284,2 | 2500,4 | 11304,1 |
| 800 | 10994,9 | 1772,1 | 8416 | 2910,3 | 13098,5 |
| 900 | 12464,1 | 2029,04 | 9571,04 | 3322,3 | 14922,4 |
| 1000 | 13972,2 | 2290,1 | 10733,8 | 3760,5 | 16784,3 |
| 1100 | 15519,3 | 2555,2 | 11896,5 | 4198,6 | 18650,4 |
| 1200 | 17066,4 | 2825,6 | 13051,5 | 4645,5 | 20522,9 |
| 1400 | 20199,4 | 3369,6 | 15469,6 | 5576,4 | 24415,3 |
| 1600 | 23381,0 | 3917,68 | 17877,10 | 6542,1 | 28346,2 |
| 1800 | 26553,1 | 4475,12 | 20343,4 | 7338,4 | 32356,9 |
| 2000 | 29812,7 | 5036,72 | 22822,8 | 8558,7 | 36416,2 |
| 2200 | 33072,2 | 5602,48 | 25333,0 | 9589,8 | 40525,3 |
3.5 Тепловой баланс котла и расход топлива
Тепловой баланс парогенератора выражает качественное соотношение между поступившей в агрегат теплотой, называемой располагаемой теплотой и суммой полезно используемой теплоты и тепловых потерь.
Таблица 15. Расчет теплового баланса котла
| Наименование | Обозначение | Расчетная формула или способ определения | Единица | Расчет |
| Располагаемая теплота сгорания топлива | Qрр | Qрн + Qв.н + iтл | кДж/м3 | 36764,6 |
| Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива | q3 | Табл. 4−3 [2] | % | 0,5 |
| Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива | q4 | Табл. 4−3 [2] | % | 0 |
| Температура уходящих газов | uух | По выбору, табл. 1−3 [2] | °С | 160 |
| Энтальпия уходящих газов | Iух | По I−u таблице | кДж/кг | 3042 |
| Температура воздуха в котельной | tх.в. | По выбору | °С | 30 |
| Теоретическая энтальпия воздуха в котельной | I0х.в. | По I−u таблице | кДж/кг | 385,3 |
| Потеря теплоты с уходящими газами | q2 |  | % | 6,99 |
| Потеря теплоты от наружного охлаждения | q5 | По рис. 3−1 [2] | % | 1,9 |
| Сумма тепловых потерь | Σq | q5 + q4+ q3+ q2 | % | 9,4 |
| КПД котла | hка | 100 - Σq | % | 90,6 |
| Коэффициент сохранения теплоты | φ |  | − | 0,98 |
| Температура воды на входе в котел | t¢в | По расчету | °С | 70 |
| Энтальпия воды на входе в котел | I¢в | Табл. VI−6 [2] | кДж/кг | 294,6 |
| Температура воды на выходе из котла | t¢¢в | По расчету | °С | 150 |
| Энтальпия воды на выходе из котла | I¢¢в | Табл. VI−7 [2] | кДж/кг | 633,1 |
| Расход воды через котел | Qпол | По расчету | кВт | 271 |
| Расход топлива на котел | В |  | м3/с | 1,047 |
3.6 Расчет теплообмена в топке
Таблица 16.
Поверочный расчет топки
| Величина | Обозначение | Расчетная формула или способ определения | Единица | Расчет |
| Суммарная площадь лучевоспр. поверхности | Нл | табл.II−9 [2] | м2 | 126,9 |
| Полная площадь стен топочной камеры | Fст | по конструктивным размерам | м2 | 137,2 |
| Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности | Ψср |  | − | 0,67 |
| Эффективная толщина излуч. слоя пламени | s |  | м | 2,138 |
| Полная высота топки | Hт | по конструктивным размерам | м | 2,05 |
| Высота расположения горелок | hт | по конструктивным размерам | м | 1,65 |
| Относительный уровень расположения горелок | xт |  | − | 0,8 |
| Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке | M |  | − | 0,35 |
| Коэф. избытка воздуха на выходе из топки | αт | Табл. 1−1 | − | 1,14 |
| Присос воздуха в топке | Δαт | Табл. 2−2 [2] | − | 0,06 |
| Температура холодного воздуха | t хв | По выбору | °С | 30 |
| Энтальпия присосов воздуха | I0прс | Табл. 1−3 | кДж/м3 | 385,3 |
| Кол-во теплоты, вносимое в топку воздухом | Qв |  | кДж/ м3 | 20,7 |
| Полезное тепловыделение в топке | Qт |  | кДж/ м3 | 36601,47 |
| Адиабатическая температура горения | uа | Табл. 1−4 | °С | 1996,6 |
| Температура газов на выходе из топки | u²т | По выбору, табл. 5−3 [2] | °С | 1050 |
| Энтальпия газов на выходе из топки | I²т | Табл. 1−4 | кДж/м3 | 19929,29 |
| Средняя суммарная теплоем. продуктов сгорания | Vccp |  |  | 17,61 |
| Объемная доля:Водяных паровТрехатомных газов |   | Табл. 1−2Табл. 1−2 | −− | 0,1780,084 |
| Суммарная объемная доля трехатомных газов | rn | Табл.1-2 | − | 0,262 |
| Коэф. ослабления лучейтрехатомными газами | kгkкокс | Рис. 5−5 [2]Стр. 31 [2] | 1/м×МПа | 6,76 |
| Коэф. ослабления лучей топочной средой | k | k г×rn+ k кокс× χ1×χ2 | 1/ м×МПа | 1,77 |
| Степень черноты факела | aф | 1 − е− kps | − | 0,307 |
| Степень черноты топки | aт |  | - |  |
| Тепловая нагрузка стен топки | qF |  | кВт/м2 |  |
| Температура газов на выходе из топки | u²т | Рис. 5−8 [2] | °С | 1090 |
| Энтальпия газов на выходе из топки | I²т | Табл. 1−4 | кДж/м3 | 20768,49 |
| Общее тепловосприятие топки | Qлт | φ×(Qт − I²т) | кДж/м3 | 14249,6 |
| Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности топки | qсрл |   | кВт/м3 | 117,6 |
3.7 Расчет конвективного пучка
Конвективными называют такие поверхности нагрева, в которых процесс передачи теплоты осуществляется путем конвективного теплообмена.
конвективные пучки получают теплоту не только путем конвективного теплообмена, но и теплоту прямого излучения топки. При расчете такой поверхности нагрева используют методику расчета конвективных поверхностей нагрева с учетом тепловосприятия прямого излучения топки.