| 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 | aср | - | 1,10 | 1,125 | 1,20 | 1,30 | ||
| Величина (aср - 1) | - | - | 0,10 | 0,125 | 0,20 | 0,30 | ||
| Теоретический объем продуктов сгорания | Vг0 | м3 /м3 | 9,39 | |||||
| Избыточный объем воздуха | DVв | м3 /м3 | 0,825 | 1,03 | 1,65 | 2,48 | ||
| Избыточный объем водяных паров | DVН2О | м3 /м3 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | ||
| Действительный объем продуктов сгорания | Vг | м3 /м3 | 10,225 | 10,44 | 11,07 | 11,91 | ||
| Действительный объем водяных паров | VН2О | м3 /м3 | 1,88 | 1,89 | 1,90 | 1,91 | ||
| Объемная доля сухих трехатомных газов | rR2О | - | 0,085 | 0,083 | 0,078 | 0,073 | ||
| Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания | rН2О | - | 0,183 | 0,181 | 0,171 | 0,160 | ||
| Общая объемная доля трехатомных газов в продуктах сгорания | rп | - | 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 | Iв0 = Vв0· ·(сJ)в | 8,25 | 260,7 | 524,7 | 793,65 | |||||||||||
| Энтальпия сухих трехатомных газов | IRO2= =VRO2· (сJ)RO2 | 0,87 | ||||||||||||||
| Энтальпия теоретического количества двухатомных газов | I0N2 = =V0N2· (сJ)N2 | 6,65 | ||||||||||||||
| Энтальпия теоретического количества водяных паров | I0Н2О = =V0Н2О· (сJ)Н2О | 1,87 | ||||||||||||||
| Энтальпия теоретического количества продуктов сгорания | Iг0 = IRO2 + I0N2+ I0Н2О | - | ||||||||||||||
| За топкой aт// = 1,1 | (aт// -1)·Iв0 Iг0+(aт//-1)·Iв0 DIг | - - - | - - - | - - - | - - - | - - - | - - - | - - - | - - - | - - - | ||||||
| За пароперегревателем aпп// = 1,15 | (aпп//1)·Iв0 Iг0+(aпп//-1)·Iв0 DIг | |||||||||||||||
| За котлом aк// = 1,25 | (aк// -1)·Iв0 Iг0+(aк//-1)·Iв0 DIг | |||||||||||||||
| За водяным экономайзером aв.э// = 1,35 | (aв.э//-1)·Iв0 Iг0+(aв.э// -1)·Iв0 DIг |
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 | Qрр | Ккал/ м3 | Qнс | - | ||
| Температура уходящих газов | Qух | °С | Технические соображения | - | ||
| Энтальпия уходящих газов | Iух | Ккал/ м3 | I, J - таблица | |||
| Температура холодного воздуха, поступающего в котельный агрегат | tх.в | °С | Рекомендация нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов | - | ||
| Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха | Iх.в0 | Ккал/ м3 | Vв0·св·tх.в | 9,43*0,32*30 | 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 | hк.а | - | (100-Sq)/100 | - | 0,904 | |
| Процент продувки котла | p | % | - | - | ||
| Тепловосприятие теплоносителя на 1 кг произведенного перегретого пара | Qк.а | Ккал/кг | 
| - | ||
| Действительный часовой расход топлива | В | Кг/ч | 
| - | ||
| Расчетный часовой расход топлива | Вр | Кг/ч | 
| - | ||
| Коэффициент сохранения теплоты | j | - | (100-q5)/100 | - | 0,982 | |
| a. Тепловое напряжение топочного пространства | ||||||
| Расчетное тепловое напряжение топочного пространства | Q/Vт | КДж/(кг·ч) | 
| - | 227170 | |
| b. Теплоотдача излучением в топке | ||||||
| Полезное тепловыделение в топке | Qт | КДж/кг | 
| |||
| Теоретическая температура горения в топке | Jа | °С | I, J - таблица | - | 1852,6 | |
| Коэффициент светимости пламени | m | - | - | - | 0,2 | |
| Температура дымовых газов на выходе из топки | Qт// | °С | Принимается предварительно | - | ||
| Суммарная поглощательная способность трехатомных газов | - | м. ат | rп·sг | 0,268· 1,76 | 0,47 | |
| Коэффициент ослабления лучей трехатомными назами | kг | - | Номограмма рис. 3 | - | 1,2 | |
| Суммарная сила поглощения газового потока | kнесв· sт | м.ат | rп·sг·kг | - | 0,56 | |
| Степень черноты несветящейся части факела | анесв | - | График на рис. 4 | - | 0,43 | |
| Коэффициент ослабления лучей светящейся части факела | kсв | - | 
| 1,5 | ||
| Суммарная сила поглощения светящейся части пламени | kсв·sт | м.ат | kсв·sт = 1,54·1,76 | - | 2,71 | |
| Степень черноты светящейся части пламени | асв | - | 
| - | 0,94 | |
| Степень черноты факела | аф | - | (1-m)·анесв+m·асв | - | 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 | Qт// | °С | Номограмма на рис. 5 | - | ||
| Энтальпия дымовых газов на выходе из топки | Iт// | Ккал/м3 | I, J - таблица | - | ||
| Тепло, переданное излучением в топке | Qл | Ккал/м3 | j(Qт-Iт//) | 0,982· ·(7413-3313) | ||
| пароперегреватель | ||||||
| Тепловосприятие пароперегревателя | Qпп | Ккал/м3 | 
| 
| ||
| Энтальпия дымовых газов за пароперегревателем | Iпп// | Ккал/м3 | 
| |||
| Температура дымовых газов за пароперегревателем | Qпп// | °С | I, J - таблица | - | 654,4 | |
| Средняя температура дымовых газов в пароперегревателе | Qппср | °С | (Qпп/+Qпп//)/2 | (1000+730)/2 | 777,2 | |
| Средняя температура пара в пароперегревателе | tппср | °С | (tпп+tн)/2 | (350+197)/2 | 273,7 | |
| Средний температурный напор в пароперегревателе | Dtпп | °С | Qппср - tппср | 865-274 | 503,5 | |
| Удельный объем пара в пароперегревателе при средней температуре | uпп | м3/кг | Таблицы водяного пара | - | 0,1625 | |
| Средняя скорость пара в пароперегревателе | wпп | м/с | 
| - | ||
| Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к пару | a2 | Ккал/ (м2·ч·град) | сd·ан Номограмма на рис. 6 | - | ||
| Средняя скорость дымовых газов в пароперегревателе | wг | м/с | 
| 10,06 | ||
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке | aк | Ккал/ (м2·ч·град) | сz·cф·ан (номограмма на рис. 7) | 1·1,05· ·58 | 60,9 | |
| Суммарная поглощательная способность трехатомных газов | - | м.ат | rп·sпп | 0,26· 0,167 | 0,04 | |
| Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами | kнесв· rп | - | Номограмма на рис. 3 | - | 3,2 | |
| Сила поглощения газового потока | k·p·s | - | kг·rп·sпп | - | 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 | tст | °С | 
| - | 500,4 | |
| Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока | aл | 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·aк+ aл | 1·60,9+12,8 | 73,7 | |
| Коэффициент теплопередачи в пароперегревателе | kпп | Ккал/ (м2·ч·град) | 
| - | 50,23 | |
| Поверхность нагрева пароперегревател | Нпп | м2 | 
| 47,43 | ||
| невязка | - | % | 
| - | -41,16 | |
| c. Газоход котла | ||||||
| Температура дымовых газов за котлом | Qк// | °С | Принимается предварительно | - | ||
| Энтальпия дымовых газов за котлом | Iк// | Ккал/м3 | I, J - таблица | - | ||
| Тепловосприятие котла по уравнению теплового баланса | Qб | Ккал/м3 | 
| 1265,7 | ||
| Температурный напор в начале газохода | Dtб | °С | Qпп// - tн | 654,4-197,4 | ||
| Температурный напор в конце газохода | Dtм | °С | Qк// - tн | 300-197,4 | 102,6 | |
| Средний температурный напор в газоходе | Dtк | °С | 
| - | 237,8 | |
| Средняя температура дымовых газов в газоходе котла | Qкср | °С | (Qк/+ Qк//)/2 | (654,4+ 300)/2 | 477,2 | |
| Средняя скорость дымовых газов | wк | м/с | 
| - | 8,45 | |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке трубы | aк | Ккал/ (м2·ч·град) | сz·сф·ан номограмма на рис. 6 | - | 53,4 | |
| Суммарная поглощательная способность трехатомных газов | - | м.ат | rп·sк | 0,25· 0,184 | 0,046 | |
| Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами | kг | - | Номограмма на рис. 3 | - | 2,1 | |
| Суммарная сила поглощения газового потока | kнесв·sк | м·ат | kг·rп·sк | 2,1·0,046 | 0,96 | |
| Степень черноты газового потока | анесв | - | 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 | tст | °С | 
| - | 239,2 | |
| Коэффициент теплоотдачи излучением незапыленного потока | aл | Ккал/ (м2·ч·град) | а·с1·ан 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·aк + aл | 0,9· 53,4+41,9 | 89,96 | |
| Коэффициент теплопередачи в котле | kк | Ккал/(м2·ч·град) | a1*/(1+e·a1) | 62,04 | ||
| Тепловосприятие котла по уравнению теплопередачи | Qт | Ккал/м3 | 
| - | 2232,9 | |
| невязка | - | % | 
| - | -76,41 | |
| d. Водяной экономайзер | ||||||
| Тепловосприятие водяного экономайзера | Qв.э | Ккал/м3 | Qрр·hк.а – (Qл + Qпп + Qк) | 7400· 0,904-(4026+875+1266) | 522,6 | |
| Энтальпия воды на выходе из экономайзера | iв.э// | Ккал/кг | 
| 149,6 | ||
| Температура воды на выходе из экономайзера | tв.э// | °С | Таблицы воды и водяного пара | - | 149,6 | |
| Температурный напор в начале экономайзера | Dtб | °С | Qв.э/ - tв.э// | 300-149,6 | 150,4 | |
| Температурный напор в конце экономайзера | Dtм | °С | Qух – tп.в | 140-100 | ||
| Средний температурный напор в экономайзере | Dtв.э | °С |
| 84,92 | ||
| Средняя температура дымовых газов в экономайзере | Qв.эср | °С | (Qк// - Qух)/2 | (300+140)/2 | ||
| Средняя скорость дымовых газов в экономайзере | wв.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 | kв.э | Ккал/(м2·ч·град) | Номограмма на рис. 9 | - | ||
| Поверхность нагрева водяного экономайзера | Нв.э | м2 | 
| 401,77 | ||
| Число труб водяного экономайзера | nв.э | шт | Нв.э/Нв.этр | 475/2,95 | 136,2 | |
| Число горизонтальных рядов труб экономайзера | nв.эгор | шт | nв.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.
