Тепловая энергия (стр. 4 из 6)

- проверку герметичности всех сварных, резьбовых и фланцевых соединений мыльной эмульсией;

- смену износившихся, поврежденных болтов и прокладок.

Результаты проверки и ремонта арматуры и газопроводов должны быть занесены в паспорт газопровода.

Герметичность соединений внутренних газопроводов, арматуры проверяется один раз в неделю путем обмыливания соединений мыльным раствором.

2 Расчет газопроводов и газового оборудования

Поверочный расчет проводится для поверхностей нагрева:

- топочной камеры,

- водяного экономайзера,

- конвективных пучков.

Поверочный расчёт выполняется по формулам и коэффициентам приведённых в литературе.

Исходные данные:

- Город «Челябинск» Оренбургское месторождение;

- низшая теплота сгорания Q_н.с=38470 кДж/м³;

- концентрация диоксида углерода: СО₂ = 0,87 %;

Таблица 1-Характеристика топлива

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха, м³/м³

V^°=0,0476×[∑(m + n/4)С_mН_n], м³/м³ [2]

где m-число атомов углерода;

n-число атомов водорода;

V^°=0,0476×[(1+1)×83,77+(2+6/4)×4,60+(3+8/4)

×1,64+(4+10/4)×0,81+(5+12/4)×1,88]=10,10 м³/м³

Теоретический объем азота, м³/м³

V^°N₂=0,79×V^°+N₂/100, м³/м³ [2]

V^°N₂ =0,79×10,10+4,34/100=8,02 м³/м³

Объем трехатомных газов, м³/м³

VRO₂=0,01×(CO₂+∑mC_mH_n), м³/м³ [2]

где СО₂ , С_mН_n - состав газа.

VRO₂=0,01×(0,4+83,77+2×4,60+3×1,64+4×0,81+5×1,88)=1,11 м³/м³

Объем водяных паров, м³/м³

V^°H₂O=0,01×(∑×n/2×C_mH_n+0,124×d_г.тл )+0,0161×V^°, м³/м³ [2]

где d_г.тл -влагосодержание газообразного топлива

d_г.тл=10 г/м³

V^°H₂O=0,01×(2×83,77+3×4,60+4×1,64+5×0,81+6×1,88+0,124×10)+0,0161×10,10=2,21 м³/м³

Расчёт сведён в таблицу 2

Таблица 2-Действительный процесс сжигания. Состав и количество продуктов сгорания

Наименование величины	Формулы и коэффициенты для расчёта	Ед. изм.	Газоходы
Наименование величины	Формулы и коэффициенты для расчёта	Ед. изм.	топка	К/П	ВЭК
1	2	3	4	5	6
Присос воздуха	Δα	-	0,05	0,05	0,1
Коэффициент избытка воздуха	α'	-	1,05	1,1	1,15
Средний коэффициент избытка воздуха	α _ср	-	1,1	1,15	1,25
Теоретический объём воздуха	V⁰	м³/м³	10,10	10,10	10,10
Избыточный объём воздуха	V_изб=V⁰*(α_ср-1)	м³/кг	0,76	1,26	2,02
Избыточный объём водяных паров	VH₂O=V⁰H₂O+0,0161 ( α_ср - 1)*V⁰	м³/м³	1,58	2,85	3,61
Объём дымовых газов	V_г=VRO₂+V⁰N₂+ V_изб+VН₂О+ 0,0161(α - 1 )*V⁰	12,11	12,62	13,39
Объёмная доля водяных паров	r_H2O=V_H2O/V_г	-	0,13	0,22	0,27
Объёмная доля трёх атомных газов	r_RO2=V_RO2/V_г	-	0,092	0,088	0,083
Суммарная объёмная доля	r_п =r_RO2+r_{Н2 О}	-	0,22	0,31	0,35

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

I^°_в =V^°×(cθ)_в, кДж/м³ [2]

где I^°_в - энтальпия теоретически необходимого количества

воздуха, кДж/м³

I^°_г = VRO₂×(cθ)RO₂+V^°N₂×(cθ)N₂ + V^°H₂O×(cθ)H₂O, кДж/м³ [2]

где (сθ)_в, (сθ)N₂, (cθ)H₂O - энтальпия 1м³ воздуха, азота и водяных паров, кДж/м³;

VRO₂, V^°N₂, V^°H₂O- объемы трёхатомных газов, теоретический

объём азота и водяного пара.

Числовые значения приведены в таблице 2

I_в^изб =(α_ср - 1)×I^°_в, кДж/м³ [2]

где I_в^изб - энтальпия избыточного воздуха в продуктах

сгорания, кДж/м³.

I = I^°_г+I_в^изб, кДж/м³ [2]

I - энтальпия действительного объема продуктов сгорания, кДж/м³.

Результаты расчетов приведены в таблице 3

Таблица 3 - Энтальпия продуктов сгорания

Поверхность

нагрева

Температура после поверхности нагрева, ˚с.

I⁰_в=V⁰

(cθ)_в

кДж/м³

I⁰_г,

кДж/м³

I_в^изб,

кДж/м³

Топка и фестон

2000

1900

1800

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

31047,4

29350,6

27653,8

25997,4

24351,1

22694,7

21038,3

19381,9

17776

16160

14544

12978,5

11453,4

37942,1

35835,7

33711,4

31620,2

29544,7

27476,7

25447,8

23397,5

21392,8

19436,8

17487,2

15552,3

13648,3

2328,5

2201,3

2074

1949,8

1826,3

1702,1

1577,9

1453,6

1333,2

1212

1090,8

973,4

859

40270,7

38037

35785,4

33569,9

31371,1

29178,8

27025,7

24851,1

22726,1

20648,9

18578

16525,7

14507,3

Конвективные пучки

700

600

500

400

300

200

9918,2

8403,2

6928,6

5484,3

4080,4

2696,7

11781,9

9968,7

8211,6

6481,6

4800

3165,7

1239,7

1050,4

866,1

685,5

510

337,1

13021,6

11019,1

9077,6

7167,1

5310,1

3502,8

Водяной экономайзер

400

300

200

100

5484,3

4080,4

2696,7

1343,3

6481,6

4800

3165,7

1565

1096,9

816,1

539,3

268,6

7578,5

5616,1

3705,1

1833,6

Составление теплового баланса котла. Определение потерь тепла и коэффициента полезного действия

Определение располагаемой теплоты, кДж/м³

Q_р^р = Q_н^с + Q_в.вн, кДж/м³ [2]

где Q_н^с - низшая теплота сгорания газа;

Q_н^с = 38470 кДж/м³

Q_в.вн - теплота внесенная в топку воздухом, кДж/м³

Q_в_._вн =β′×(I^°_вп – I^°_хв), кДж/м³[2]

где β′ - присос воздуха в топку, конвективные пучки , газоходы;

I^°_вп - энтальпия теоретического объема воздуха при входе в

воздухоподогреватель после подогрева в калорифере;

I^°_вп=1343,3 кДж/м³

I^°_хв- энтальпия холодного воздуха;

I^°_хв = 39,8×V^°, кДж/м³. [2]

I^°_хв=39,8×10,10=401,9 кДж/м³.

β′ =α_т- Δα_т- Δα_вп [2]

где α_т- коэффициент избытка топлива на выходе из топки

α_т =1,1

Δα_т- присос воздуха в топку

Δα_т- 0,1

Δα_вп - присос воздуха в воздухоподогреватель

Δα_вп - 0,06

β′ = 1,1 - 0,1+0,06=1,06

Q_в.вн - теплота внесенная в топку воздухом, кДж/м³

Q_в.вн = 1,06×(1343,3 – 401,9)=997,8 кДж/м³ [2]

Определение располагаемой теплоты, кДж/м³

Q_р^р = 38470 + 997,8=39467,8 кДж/м³

Потеря теплоты с уходящими газами, %

q₂= [(I_ух - α_ух×I˚_хв)/Q_р^р]×100 % [2]

где I_ух - энтальпия уходящих газов, возьмем I_ух при температуре уходящих газов 150˚c,

I_ух =2769,3 кДж/м³

I^°_хв- энтальпия теоретического объёма холодного воздуха

I^°_хв=401,9 кДж/м³

Q_р^р –располагаемая теплота.

Потеря теплоты с уходящими газами, %

q₂= [(2769,3 – 1,25×401,9)/39467,8]×100=5,7 %

Потеря теплоты от наружного охлаждения, %

q₅ = q_5ном×D_ном/D % [2]

где q_5ном- коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения.

q_5ном=1,7 % .

D_ном- номинальная нагрузка парового котла

D_ном=1,83 т/ч

D - расчетная нагрузка парового котла

D =1,83 т/ч

Потеря теплоты от наружного охлаждения, %

q₅ = 1,7×1,83/1,83=1,7 %