Тепловой расчет котла
1 Определение состава рабочей массы топлива
Состав горючей массы
- углерод; - водород; - азот; - кислород; - сера.состав рабочей массы
- зола; - влага. (1) - проверканизшая теплота сгорания
кДж/кгкДж/кг (2)
кДж/кг
2 Выбор топочного устройства
Форсунку выбираем паровую, исходя из процентного содержания серы в топливе.
3 Определение коэффициента избытка воздуха
Коэффициент избытка воздуха на выходе из котельного агрегата – αyx определяется по формуле:
αyx=αm+∑∆α (3)
где: ∆α – суммарная величина присосов холодного воздуха в газоходах котла.
Для морских котлов обшитых листовым железом можно принять
выбираем , у прототипа котла4 Определение объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива
Для твердого топлива или жидкого топлива расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания при
производят исходя из состава рабочей массы по следующим формулам:Теоретический объем воздуха
нм3/кг (4) нм3/кгтеоретический объем сухих продуктов сгорания
нм3/кг (5) нм3/кг нм3/кг (6) нм3/кгтеоретический объем дымовых газов при
(7) нм3 (8)WФ=0,4 – при постановке паровой форсунки.
нм3 нм3/кгдействительные объемы продуктов сгорания при избытке воздуха в газоходах α =1.2
нм3/кг (9) нм3/кг нм3/кг (10) нм3/кгДля учета лучистой составляющей газа определяют объемные доли трехатомных газов
объемная доля трехатомных газов
(11)объемная доля водяных паров
(12)объемная доля трехатомных газов и водяных паров
(13)
5 Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, при средней расчетной температуре газа
0С и α=1, определяют по формулам: (14)Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха
[кДж/кг] (15)где:
- энтальпия теоретического количества воздуха. (16)В приведенных формулах:
, , и - теплоемкости соответственно, воздуха, диоксида углерода, водяных паров и азота при постоянном давлении, кДж/м3К.Расчет энтальпии дымовых газов проводят при нескольких значениях температуры газов и воздуха от 100 до 2200
и коэффициента избытка воздуха α=1,2. Расчет сводится в Таблицу 1.По результатам таблицы строят зависимости энтальпии газов от температуры и при коэффициентах избытка воздуха равных α=1,2. Зависимость представлена на Рисунке 2.
t -ра | 3-х атомные газы | 2-х атомные газы | Водные пары | I'г | Влажный воздух | (a-1)*Iвл в | Iг | ||||
газов | Ссо2* tг | IRO2 | СN2* tг | IN2 | СH2O* tг | IH2O | Свл.в*tг | Iвл. В | |||
100 | 169 | 269,6 | 130 | 1116 | 151 | 312 | 1697 | 132 | 1457 | 291 | 1989 |
200 | 357 | 569,5 | 260 | 2232 | 304 | 628 | 3429 | 266 | 2935 | 587 | 4017 |
300 | 559 | 891,7 | 392 | 3365 | 463 | 956 | 5213 | 403 | 4448 | 889 | 6103 |
400 | 772 | 1231,5 | 527 | 4524 | 626 | 1293 | 7049 | 542 | 5982 | 1196 | 8245,5 |
500 | 996 | 1588,8 | 664 | 5726 | 794 | 1640 | 8955 | 684 | 7549 | 1510 | 10465,5 |
600 | 1222 | 1943,3 | 804 | 6902 | 967 | 1998 | 10849 | 830 | 9161 | 1832 | 12681,5 |
700 | 1461 | 2330,5 | 946 | 8121 | 1147 | 2370 | 12821 | 979 | 10805 | 2161 | 14982,7 |
800 | 1704 | 2718,2 | 1093 | 9382 | 1335 | 2758 | 14859 | 1130 | 12472 | 2494 | 17354 |
900 | 1951 | 3112,2 | 1243 | 10966 | 1524 | 3149 | 16931 | 1281 | 14138 | 2827 | 19759,4 |
1000 | 2202 | 3512,6 | 1394 | 11966 | 1725 | 3564 | 19046 | 1436 | 15849 | 3170 | 22219,9 |
1100 | 2457 | 3919,4 | 1545 | 13263 | 1926 | 3979 | 21162 | 1595 | 17604 | 3524 | 24683,3 |
1200 | 2717 | 4343,4 | 1696 | 14559 | 2131 | 4403 | 23296 | 1754 | 19359 | 3872 | 27168,5 |
t -ра | 3-х атомные газы | 2-х атомные газы | Водные пары | I'г | Влажный воздух | (a-1)*Iвл в | Iг | ||||
газов | Ссо2* tг | IRO2 | СN2* tг | IN2 | СH2O* tг | IH2O | Свл.в*tг | Iвл. В | |||
1300 | 2975 | 4745 | 1850 | 15881 | 2344 | 4843 | 25470 | 1913 | 21114 | 4223 | 29693,4 |
1400 | 3240 | 5168 | 2009 | 17246 | 2558 | 5286 | 27700 | 2076 | 22913 | 4582 | 32282,4 |
1500 | 3504 | 5589 | 2164 | 18576 | 2779 | 5742 | 29908 | 2239 | 24712 | 4942 | 34850,7 |
1600 | 3767 | 6009 | 2323 | 19941 | 3001 | 6201 | 32151 | 2403 | 26522 | 5304 | 37456,2 |
1700 | 4035 | 6436 | 2482 | 21306 | 3227 | 6668 | 34411 | 2566 | 28321 | 5664 | 40075,3 |
1800 | 4303 | 6864 | 2642 | 22680 | 3458 | 7145 | 36689 | 2729 | 30120 | 6024 | 42713,8 |
1900 | 4571 | 7291 | 2805 | 24079 | 3688 | 7621 | 38991 | 2897 | 31974 | 6395 | 45386,6 |
2000 | 4843 | 7725 | 2964 | 25444 | 3926 | 8112 | 41282 | 3064 | 33817 | 6763 | 48045,7 |
2100 | 5115 | 8159 | 3127 | 26843 | 4161 | 8598 | 43601 | 3232 | 35672 | 7134 | 50735,5 |
2200 | 5387 | 8593 | 3290 | 28242 | 4399 | 9090 | 45926 | 3399 | 37515 | 7503 | 53429,1 |
Таблица 1