Состав продуктов сгорания и объемная доля углекислоты и водяных паров по газоходам котельного агрегата

Наименование	Обоз- Нач ние	Ед. изм	Наименование элементов газового тракта
топка	ПП	котел	ВЭ
Коэффициент избытка воздуха в конце топки	a^//_т	-	1,10	-	-	-
Присос по элементам тракта	Da	-	-	0,05	0,10	0,10
Коэффициент избытка воздуха за элементом тракта	a^//	-	1,10	1,15	1,25	1,35
Коэффициент избытка воздуха средний	a^ср	-	1,10	1,125	1,20	1,30
Величина (a^ср - 1)	-	-	0,10	0,125	0,20	0,30
Теоретический объем продуктов сгорания	V_г⁰	м³ /м³	9,39
Избыточный объем воздуха	DV_в	м³ /м³	0,825	1,03	1,65	2,48
Избыточный объем водяных паров	DV_Н2О	м³ /м³	0,01	0,02	0,03	0,04
Действительный объем продуктов сгорания	V_г	м³ /м³	10,225	10,44	11,07	11,91
Действительный объем водяных паров	V_Н2О	м³ /м³	1,88	1,89	1,90	1,91
Объемная доля сухих трехатомных газов	r_R_2О	-	0,085	0,083	0,078	0,073
Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания	r_Н2О	-	0,183	0,181	0,171	0,160
Общая объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания	r_п	-	0,268	0,264	0,249	0,233

Энтальпия продуктов сгорания для различных значений температуры и коэффициента избытка воздуха

Наименование рассчитываемой величины	Формула	Объем газов, м³/м³	Температуры продуктов сгорания

Энтальпия теоретического количества воздуха, необходимого для горения	I_в⁰ = V_в⁰· ·(сJ)_в	8,25	260,7	524,7	793,65
Энтальпия сухих трехатомных газов	I_RO2= =V_RO2· (сJ)_RO2	0,87
Энтальпия теоретического количества двухатомных газов	I⁰_N2 = =V⁰_N2· (сJ)_N2	6,65
Энтальпия теоретического количества водяных паров	I⁰_Н2О = =V⁰_Н2О· (сJ)_Н2О	1,87
Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания	I_г⁰ = I_RO2 + I⁰_N2+ I⁰_Н₂_О	-
За топкой a_т^// = 1,1	(a_т^// -1)·I_в⁰ I_г⁰+(a_т^//-1)·I_в⁰ DI_г	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -
За пароперегревателем a_пп^// = 1,15	(a_пп^//1)·I_в⁰ I_г⁰+(a_пп^//-1)·I_в⁰ DI_г
За котлом a_к^// = 1,25	(a_к^// -1)·I_в⁰ I_г⁰+(a_к^//-1)·I_в⁰ DI_г
За водяным экономайзером a_в.э^// = 1,35	(a_в.э^//-1)·I_в⁰ I_г⁰+(a_в.э^// -1)·I_в⁰ DI_г

Сводная таблица основного расчета

Наименование рассчитываемой величины	Обоз Наче ние	Ед. изм	Расчетная формула или источник определения	Результаты расчета
Промежу точные	Оконча тельные
Располагаемое тепло топлива	Q_р^р	Ккал/ м³	Q_н^с	-
Температура уходящих газов	Q_ух	°С	Технические соображения	-
Энтальпия уходящих газов	I_ух	Ккал/ м³	I, J - таблица
Температура холодного воздуха, поступающего в котельный агрегат	t_х.в	°С	Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-
Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха	I_х.в⁰	Ккал/ м³	V_в⁰·с_в·t_х.в	9,430,3230	79,2
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания	q₄	%	Имеет место только при сжигании твердого топлива	-
Потеря теплоты с отходящими газами	q₂	%			6,8
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания	q₃	%	Таблица 3	-
Потеря теплоты на наружное охлаждение котельного агрегата	q₅	%	Рисунок 1	-	1,8
Потеря с физическим теплом шлаков	q₆	%	Имеет место только при сжигании твердого топлива	-
Сумма тепловых потерь	Sq	%	q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆	-	9,6
Коэффициент полезного действия котельного агрегата	h_к.а	-	(100-Sq)/100	-	0,904
Процент продувки котла	p	%	-	-
Тепловосприятие теплоносителя на 1 кг произведенного перегретого пара	Q_к.а	Ккал/кг		-
Действительный часовой расход топлива	В	Кг/ч		-
Расчетный часовой расход топлива	В_р	Кг/ч		-
Коэффициент сохранения теплоты	j	-	(100-q₅)/100	-	0,982
a. Тепловое напряжение топочного пространства
Расчетное тепловое напряжение топочного пространства	Q/V_т	КДж/(кг·ч)		-	227170
b. Теплоотдача излучением в топке
Полезное тепловыделение в топке	Q_т	КДж/кг
Теоретическая температура горения в топке	J_а	°С	I, J - таблица	-	1852,6
Коэффициент светимости пламени	m	-	-	-	0,2
Температура дымовых газов на выходе из топки	Q_т^//	°С	Принимается предварительно	-
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов	-	м. ат	r_п·s_г	0,268· 1,76	0,47
Коэффициент ослабления лучей трехатомными назами	k_г	-	Номограмма рис. 3	-	1,2
Суммарная сила поглощения газового потока	k_несв· s_т	м.ат	r_п·s_г·k_г	-	0,56
Степень черноты несветящейся части факела	а_несв	-	График на рис. 4	-	0,43
Коэффициент ослабления лучей светящейся части факела	k_св	-			1,5
Суммарная сила поглощения светящейся части пламени	k_св·s_т	м.ат	k_св·s_т = 1,54·1,76	-	2,71
Степень черноты светящейся части пламени	а_св	-		-	0,94
Степень черноты факела	а_ф	-	(1-m)·а_несв+m·а_св	-	0,53
Условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающих поверхностей	x	-	Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	0,8
Произведение yx	-	-	yx	0,8· 0,42	0,34
Тепловыделение в топке на 1 м² стен топки	-	Ккал/ (м²·ч)			1110,61
Расчетный коэффициент	М	-	А-ВХ	-	0,45
Температура дымовых газов на выходе из топки	Q_т^//	°С	Номограмма на рис. 5	-
Энтальпия дымовых газов на выходе из топки	I_т^//	Ккал/м³	I, J - таблица	-
Тепло, переданное излучением в топке	Q_л	Ккал/м³	j(Q_т-I_т^//)	0,982· ·(7413-3313)
пароперегреватель
Тепловосприятие пароперегревателя	Q_пп	Ккал/м³
Энтальпия дымовых газов за пароперегревателем	I_пп^//	Ккал/м³
Температура дымовых газов за пароперегревателем	Q_пп^//	°С	I, J - таблица	-	654,4
Средняя температура дымовых газов в пароперегревателе	Q_пп^ср	°С	(Q_пп^/+Q_пп^//)/2	(1000+730)/2	777,2
Средняя температура пара в пароперегревателе	t_пп^ср	°С	(t_пп+t_н)/2	(350+197)/2	273,7
Средний температурный напор в пароперегревателе	Dt_пп	°С	Q_пп^ср - t_пп^ср	865-274	503,5
Удельный объем пара в пароперегревателе при средней температуре	u_пп	м³/кг	Таблицы водяного пара	-	0,1625
Средняя скорость пара в пароперегревателе	w_пп	м/с		-
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к пару	a₂	Ккал/ (м²·ч·град)	с_d·а_н Номограмма на рис. 6	-
Средняя скорость дымовых газов в пароперегревателе	w_г	м/с			10,06
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке	a_к	Ккал/ (м²·ч·град)	с_z·c_ф·а_н (номограмма на рис. 7)	1·1,05· ·58	60,9
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов	-	м.ат	r_п·s_пп	0,26· 0,167	0,04
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	k_несв· r_п	-	Номограмма на рис. 3	-	3,2
Сила поглощения газового потока	k·p·s	-	k_г·r_п·s_пп	-	0,128
Степень черноты газового потока	а	-	График на рис. 4	-	0,128
Коэффициент загрязнения труб	e	(м²·ч·град)/ккал	Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	0,005
Температура наружной поверхности труб	t_ст	°С		-	500,4
Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока	a_л	Ккал/(м²·ч·град)	а·с₁·a	0,95· 135· 0,1	12,8
Коэффициент омывания пароперегревателя дымовыми газами	w	-	-	-	1,0
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы	a₁	Ккал/ (м²·ч·град)	w·a_к+ a_л	1·60,9+12,8	73,7
Коэффициент теплопередачи в пароперегревателе	k_пп	Ккал/ (м²·ч·град)		-	50,23
Поверхность нагрева пароперегревател	Н_пп	м²			47,43
невязка	-	%		-	-41,16
c. Газоход котла
Температура дымовых газов за котлом	Q_к^//	°С	Принимается предварительно	-
Энтальпия дымовых газов за котлом	I_к^//	Ккал/м³	I, J - таблица	-
Тепловосприятие котла по уравнению теплового баланса	Q_б	Ккал/м³			1265,7
Температурный напор в начале газохода	Dt^б	°С	Q_пп^// - t_н	654,4-197,4
Температурный напор в конце газохода	Dt^м	°С	Q_к^// - t_н	300-197,4	102,6
Средний температурный напор в газоходе	Dt_к	°С		-	237,8
Средняя температура дымовых газов в газоходе котла	Q_к^ср	°С	(Q_к^/+ Q_к^//)/2	(654,4+ 300)/2	477,2
Средняя скорость дымовых газов	w_к	м/с		-	8,45
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке трубы	a_к	Ккал/ (м²·ч·град)	с_z·с_ф·а_н номограмма на рис. 6	-	53,4
Суммарная поглощательная способность трехатомных газов	-	м.ат	r_п·s_к	0,25· 0,184	0,046
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами	k_г	-	Номограмма на рис. 3	-	2,1
Суммарная сила поглощения газового потока	k_несв·s_к	м·ат	k_г·r_п·s_к	2,1·0,046	0,96
Степень черноты газового потока	а_несв	-	График на рис. 4	-	0,96
Коэффициент загрязнения поверхности нагрева	e	(м²·ч·град)/ккал	Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	0,005
Температура наружной поверхности труб	t_ст	°С		-	239,2
Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока	a_л	Ккал/ (м²·ч·град)	а·с₁·а_н номограмма на рис. 8	-	41,9
Коэффициент омывания газохода дымовыми газами	w	-	Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	0,9
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	a₁	Ккал/(м²·ч·град)	w·a_к + a_л	0,9· 53,4+41,9	89,96
Коэффициент теплопередачи в котле	k_к	Ккал/(м²·ч·град)	a₁*/(1+e·a₁)		62,04
Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи	Q_т	Ккал/м³		-	2232,9
невязка	-	%		-	-76,41
d. Водяной экономайзер
Тепловосприятие водяного экономайзера	Q_в.э	Ккал/м³	Q_р^р·h_к.а – (Q_л + Q_пп + Q_к)	7400· 0,904-(4026+875+1266)	522,6
Энтальпия воды на выходе из экономайзера	i_в.э^//	Ккал/кг			149,6
Температура воды на выходе из экономайзера	t_в.э^//	°С	Таблицы воды и водяного пара	-	149,6
Температурный напор в начале экономайзера	Dt^б	°С	Q_в.э^/ - t_в.э^//	300-149,6	150,4
Температурный напор в конце экономайзера	Dt^м	°С	Q_ух – t_п.в	140-100
Средний температурный напор в экономайзере	Dt_в.э	°С			84,92
Средняя температура дымовых газов в экономайзере	Q_в.э^ср	°С	(Q_к^// - Q_ух)/2	(300+140)/2
Средняя скорость дымовых газов в экономайзере	w_в.э	м/с		-	10,11
Коэффициент омывания водяного экономайзера дымовыми газами	w	-	Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов	-	1,0
Коэффициент теплопередачи в водяном экономайзере	k_в.э	Ккал/(м²·ч·град)	Номограмма на рис. 9	-
Поверхность нагрева водяного экономайзера	Н_в.э	м²			401,77
Число труб водяного экономайзера	n_в.э	шт	Н_в.э/Н_в.э^тр	475/2,95	136,2
Число горизонтальных рядов труб экономайзера	n_в.э^гор	шт	n_в_._э/z₁	161/7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте выполнен поверочный тепловой расчет котельного агрегата ДКВР 10-13, составлен тепловой баланс котлоагрегата, определены необходимые конструктивные характеристики водяного экономайзера, коэффициент полезного действия котла, который составляет 94%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Роддатис К.Ф., Полторацкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности / Под ред. К.Ф. Роддатиса. – М.: Энергоатомиздат, 1989. - 488 с.

2. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). – 3-е изд., перераб. и доп. / СПб, НПО ЦКТИ. 1988. – 256 с.

3. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. – М.: Энергия, 1980. – 424 с.

4. Липов Ю.Н., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1988. – 208 с.

5. Любов В.К. Поверочный расчет котельных агрегатов: Учеб. пособие – Архангельск: Изд-во АГТВ, 2002. – 115 с.

6. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. – 280 с.

7. Шестаков С.М., Ахмедов Д.Б. Паровые котлы. Ч. 3. Конструирование поточных камер. Учеб. пособие. – СПб. Изд-во СПбГПУ, 2002. – 56 с.

8. Зах Р.Г. Котельные установки. М.: Энергия, 1968. – 352 с.