Тепловой и аэродинамический расчет парового котла ДЕ-4-14ГМ (стр. 4 из 11)

4Тепловой баланс котла

Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником [2].

При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты.

Определяем располагаемую теплоту

, кДж/м³, для газообразного топлива

, (18)

где Q^с_н – низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м³.

.

Определяем потерю теплоты с уходящими газами q₂, проц.

, (19)

где H_ух – энтальпия уходящих газов, кДж/м³;при t_ух = 140°С, [3].

a_ух –коэффициент избытка воздуха в уходящих газах в сечении газохода после последней поверхности нагрева;

q₄ – потеря теплоты от механической неполноты горения, %; для природного газа q₄ = 0;

H⁰_х.в– энтальпия теоретического объёма холодного воздуха, определяем при t_в = 30⁰С, кДж/м³.

, (20)

.

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива q₃, проц., обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н₂, СН₄, по [2].

Потеря теплоты от механической неполноты горения топлива q₄, проц., наблюдается только при сжигании твердого топлива и обусловлена наличием в очаговых остатках твердых горючих частиц.

Потеря теплоты от наружного охлаждения q₅, проц., обусловлена передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему более низкую температуру и для парового котла определяется по формуле

, (21)

где q_5ном – потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке парового котла, проц., принимаем по [2];

D_ном – номинальная нагрузка парового котла, т/ч;

D – расчетная нагрузка парового котла, т/ч.

Определяем КПД брутто η_бр, проц., парового котла из уравнения обратного теплового баланса

, (22)

.

Определяем полезную мощность парового котла Q_пг, кВт

, (23)

где D_н.п – расход выработанного насыщенного пара, кг/с;

h_н.п– энтальпия насыщенного пара, кДж/кг;

h_п.в– энтальпия питательной воды, кДж/кг;

р – непрерывная продувка парового котла, проц.;

h_кип – энтальпия кипящей воды в барабане котла, кДж/кг.

.

Определяем расход топлива В_пг, м³/с, подаваемого в топку парового котла из уравнения прямого теплового баланса

, (24)

.

Определяем коэффициент сохранения теплоты φ

. (25)

.

5 Расчет топочной камеры

Расчет топочной камеры котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником [2].

Предварительно задаемся температурой продуктов сгорания на выходе из топки J^"_т , град.

J^"_т = 1100.

Для принятой температуры по таблице 2, определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки Н^"_т , кДж/ м³

Н^"_т = 25339,4.

Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т , кДж/ м³

, (26)

где Q_в – теплота вносимая в топку воздухом, кДж/ м³

, (27)

где

– энтальпия теоретического объёма воздуха, кДж/ м³.

.

.

Определяем коэффициент тепловой эффективности экранов

, (28)

где x – угловой коэффициент, показывающий какая часть полусферического лучистого потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависящий от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене; значение х определяем по [2];

– коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева; принимаем по [2].

.

Определяем эффективную толщину излучающего слоя S, м

, (29)

где

– объем топочной камеры, м³, принимаем из конструкционных характеристик котла в соответствии с источником [3];

– поверхность стен топочной камеры, м², принимаем из конструкционных характеристик котла в соответствии с источником [3].

Определяем коэффициент ослабления лучей

, (30)

где r_п – суммарная объемная доля трехатомных газов, определяем по таблице 1;

– коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, ;

, (31)

где

– парциальное давление трехатомных газов, МПа.

, (32)

где

– давление в топочной камере котлоагрегата, МПа, в соответствии с источником [2].

.

r_H2O– объемная доля водяных паров, берется из таблицы 1;

Т^"_т – абсолютная температура на выходе из топочной камеры, К.

– коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, ;

, (33)

где С^Р, Н^Р – содержание углерода и водорода в рабочей массе газообразного топлива, проц.

,(34)

Определяем степень черноты факела

, (35)

где m – коэффициент, характеризующий долю топочного объёма, заполняемого светящейся частью факела, принимаем по [2];