Тепловой расчет и эксергетический анализ котельного агрегата (стр. 4 из 5)
exm=16,422 MДж/м3.
3.2 Эксергия тепла продуктов сгорания, кДж/м3
(26)где Т0 – температура окружающего воздуха, К, Ттеор – теоретическая температура горения, кДж/м3
3.3 Потери при адиабатном горении,
dexгор=exm-exг; (27)
dexгор=16422 –14203,3 =2218,7 кДж/м3;
или в %:
(28) 
3.4 Определяем уменьшение эксергии продуктов сгорания за счет теплообмена в нагревательно-испарительной части:
, (29)где СГ –средняя изобарная массовая теплоёмкость газов,
СГ = 1,16 кДж/кг·0С,
3.5 Приращение эксергии в процессе превращения воды в перегретый пар, кДж/м3
(30)где Sп.п – удельная энтальпия перегретого пара, Sп.п =5,942, Sп.в- энтальпия питательной воды, Sп.в=1,40495:
, 
Дж/(кг×К)3.6 Потери эксергии от теплообмена по водопаровому тракту, кДж/м3
(31)
или в %:
(32) 
3.7 Уменьшение эксергии продуктов сгорания за счёт теплообмена в воздухоподогревателе, кДж/м3
(33) 
3.8 Увеличение эксергии в воздухоподогревателе, кДж/м3
, (34)где Своз=1,02 кДж/кг·0С
3.9 Потеря эксергии за счет теплообмена в воздухоподогревателе, кДж/м3
dexвоз=
(35)dexвоз=526,7 – 273,67 = 253,03 кДж/м3
или в %
(36) 
.3.10 Эксергетический баланс котельного агрегата.
exm=Dexп.п.+dexгор+dexп+dexвоз+exyx, (37)
exyx=exm-(Dexп.п.+dexгор+dexп+dexвоз),(38)
exyx=16422 - ( 7480+2218,7+1919,18+253,03)=4551,09 кДж/м3
или в %
, 
.3.11 Эксергетический КПД котельного агрегата оценим через средне-термодинамическую температуру, при теплоподводе, К
, (39) 
3.12 Эксергетический КПД, %
3.12.1 С воздухоподогревателем
(40) 
3.12.2 Без воздухоподогревателя
(41) 
3.13 Строим диаграмму потоков эксергии в масштабе.
4 РАСЧЕТ ГАЗОТРУБНОГО КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА
4.1 Объём продуктов сгорания, м3/ч
(42) 
Выбираем котёл утилизатор типа Г-420
4.2 Определяем среднюю температуру продуктов сгорания в котле утилизаторе, 0С:
, (43) 
.4.3 Выписываем теплофизические свойства продуктов сгорания при tГср=254 0С из табл. П.1.2
λГ – коэффициент теплопроводности, λГ=4,47×10-2 В/м·0С;
υГ – коэффициент кинематической вязкости, υГ=39,82×10-6 м/с;
СГ – средняя объёмная теплоёмкость дымовых газов, СГ=1,11 кДж/кг·К;
РГ – критерий Прандтля, РГ=0,659
4.4 Выбираем скорость движения продуктов сгорания по дымовым трубам
W=17 м/с,
4.5 Определяем необходимую площадь поперечного сечения дымовых труб, м2:
(44) 
4.6 Количество дымовых труб
(45)где dвн=0,028
Полученное количество дымогарных труб сравниваем с количеством, имеющимся в технологической характеристике котла-утилизатора n=506 < n' = 1032 - условие выполняется.
4.7 Коэффициент теплоотдачи конвекций от продуктов сгорания к стенкам дымогарных труб при продольном движении газов трубах, Вт/(м3·К)
(46)где Сt и Се поправочные коэффициенты, Сt=1,06 при охлаждении газов, Се=1.
.4.8 Коэффициент теплопередачи от газов к воде через дымогарные трубы, Вт/(м3·К):
(47) 
4.9 Теплота переданная продуктами сгорания испаряемой воде в котле-утилизаторе, кВт:
(48) 
4.10 Величина температурного напора, 0С
(49)где Δtб – разность температур сред на том конце поверхности нагрева, где она наибольшая, Δtб=318-195,04=122,960С.
Δtм-разность температур сред на другом конце поверхности нагрева, где она наименьшая, Δtм=190-110=800С.
. (50) 
4.11 Определяем поверхность нагрева котла-утилизатора, м2
(51) 
Полученное значение поверхности нагрева сравниваем со значением, имеющимся в технологической характеристике котла-утилизатора Fк.ут=498,3 < Fк.ут ' = 1030 - условие выполняется.
4.12 Длина дымогарных труб, м:
(52)где dср – средний диаметр дымогарных туб[((0,05+0,044)/2)=0,047м],
Полученное значение длины дымогарных труб сравниваем со значением, имеющимся в технологической характеристике котла утилизатора l=6,665 < l ' = 7,3 - условие выполняется.
4.13 Паропроизводительность котла-утилизатора
(53)откуда
(54)где h''=2790 (табл.14 Рабинович)
4.14 Эксергетический КПД в котельном агрегате
, (55) 
4.15 Потери эксергии за счёт теплообмена в котле-утилизаторе, кДж/м3
(56) 