3. Построение Н-Т диаграммы

Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания производим при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчёт производим для всего возможного диапазона температур после поверхностей нагрева от 100 до 21000C. Энтальпии на 1 м3 воздуха, трехатомных газов, азота, водяных паров (кДж/м3, принимаются из таблицы 3,4, источник 1.

3.1 Определяем энтальпию теоретического объема воздуха Н0в (кДж/м3), для всего выбранного диапазона температур:

Н0в=V0*(Ct) возд.

Для 100°С                                                Н0в=9,7*133=1290,1

Для 200°С                                                Н0в=9,7*267=2589,9

Для 300°С                                                Н0в=9,7*404=3918,8

Для 400°С                                                Н0в=9,7*543=5267,1

Для 500°С                                                Н0в=9,7*686=6654,2

Для 600°С                                                Н0в=9,7*832=8070,4

Для 700°С                                                Н0в=9,7*982=9525,4

Для 800°С                                                Н0в=9,7*1134=10999,8

Для 900°С                                                Н0в=9,7*1285=12464,5

Для 1000°С                                              Н0в=9,7*1440=13968

Для 1100°С                                              Н0в=9,7*1600=15520

Для 1200°С                                              Н0в=9,7*1760=17072

Для 1300°С                                              Н0в=9,7*1919=18614,3

Для 1400°С                                              Н0в=9,7*2083=20205,1

Для 1500°С                                              Н0в=9,7*2247=21795,9

Для 1600°С                                              Н0в=9,7*2411=23386,7

Для 1700°С                                              Н0в=9,7*2574=24967,8

Для 1800°С                                              Н0в=9,7*2738=26558,6

Для 1900°С                                              Н0в=9,7*2906=28188,2

Для 2000°С                                              Н0в=9,7*3074=29817,8

Для 2100°С                                              Н0в=9,7*3242=31447,4

3.2 Определяем энтальпию теоретического объема продуктов сгорания Н0г (кДж/м3), для всего выбранного диапазона температур:

Н0г =VRO2*(Ct) RO2 +V0N2*(Ct) N2+V0H2O*(Ct) H2O

Для 100°С                        Н0г =1,035*170+7,7*130+2,195*151=1508,15

Для 200°С                        Н0г =1,035*359+7,7*261+2,195*305=3050,775

Для 300°С                        Н0г =1,035*561 +7,7*393+2,195*464=4625,18

Для 400°С                        Н0г =1,035*774+7,7*528+2,195*628=6245,15

Для 500°С                        Н0г =1,035*999+7,7*666+2,195*797=7911,585

Для 600°С                        Н0г =1,035*1226+7,7*806+2,195*970=9604,25

Для 700°С                        Н0г =1,035*146+7,7*949+2,195*1151=11351,055

Для 800°С                        Н0г =1,035*1709+7,7*1096+2,195*1340=13370,4

Для 900°С                 Н0г =1,035*1957+7,7*1247+2,195*1529=15029,095

Для 1000°С               Н0г =1,035*2209+7,7*1398+2,195*1730=16848,25

Для 1100°С               Н0г =1,035*2465 +7,7*1550+2,195*1932=18727,04

Для 1200°С               Н0г =1,035*2726+7,7*1701+2,195*2138=20612,02

Для 1300°С               Н0г =1,035*2986+7,7*1856+2,195*2352=22544,4

Для 1400°С               Н0г =1,035*3251+7,7*2016+2,195*2566=24781,28

Для 1500°С               Н0г =1,035*3515+7,7*2171+2,195*2789=26476,6

Для 1600°С               Н0г =1,035*3780+7,7*2331 +2,195*3010=28467,95

Для 1700°С               Н0г =1,035*4049+7,7*2490+2,195*3238=30471,11

Для 1800°С               Н0г =1,035*4317+7,7*2650+2,195*3469=33750,23

Для 1800°С               Н0г =1,035*4586+7,7*2814+2,195*3700=34535,8

Для 2000°С               Н0г =1,035*4859+7,7*2973+2,195*3939=36567,175

Для 2100°С               Н0г =1,035*5132+7,7*3137+2,195*4175=38630,645

3.3 Определяем энтальпию избыточного количества воздуха Нвизб  (кДж/м3), для всего выбранного диапазона температур:

Нвизб = (α -1) Н0в

Где: α- коэффициент избытка воздуха после газохода

Верх топочной камеры

Для 800°С                                 Нвизб = (1,1-1) 10999,8=1099,98

Для 900°С                                 Нвизб = (1,1-1) 12464,5=1246,45

Для 1000°С                               Нвизб = (1,1-1) 13968=1396,8

Для 1100°С                               Нвизб = (1,1-1) 15520=1552

Для 1200°С                               Нвизб = (1,1-1) 17072=1707,2

Для 1300°С                               Нвизб = (1,1-1) 18614,3=1861,43

Для 1400°С                               Нвизб = (1,1-1) 20205,1=2020,51

Для 1500°С                               Нвизб = (1,1-1) 21795,9=2179,59

Для 1600°С                               Нвизб = (1,1-1) 23386,7=2338,67

Для 1700°С                               Нвизб = (1,1-1) 24967,8=2496,78

Для 1800°С                               Нвизб. = (1,1-1) 26558,6=2655,86

Для 1900°С                               Нвизб = (1,1-1) 28188,2=2818,82

Для 2000°С                               Нвизб = (1,1-1) 29817,8=2981,78

Для 2100°С                               Нвизб = (1,1-1) 31447,4=3144,74

1-й конвективный пучок

Для 300°С                                  Нвизб = (1,15-1) 3918,8=587,82

Для 400°С                                  Нвизб = (1,15-1) 5267,1=790,065

Для 500°С                                  Нвизб = (1,15-1) 6654,2=998,13

Для 600°С                                  Нвизб = (1,15-1) 8070,4=1210,56

Для 700°С                                  Нвизб = (1,15-1) 9525,4=1428,81

Для 800°С                                  Нвизб = (1,15-1) 10999,8=1649,97

Для 900°С                                  Нвизб = (1,15-1) 12464,5=1869,68

Для 1000°С                                Нвизб = (1,15-1) 13968=2095,2

2-й конвективныйпучок

Для 200°С                                 Нвизб = (1,25-1) 2589,9=647,5

Для 300°С                                 Нвизб = (1,25-1) 3918,8=979,7

Для 400°С                                 Нвизб = (1,25-1) 5267,1=1316,8

Для 500°С                                 Нвизб = (1,25-1) 6654,2=1663,6

Для 600°С                                 Нвизб = (1,25-1) 8070,4=2017,6

Для 700°С                                 Нвизб = (1,25-1) 9525,4=2381,35

Водяной экономайзер

Для 100°С                                  Нвизб = (1,35-1) 1290,1=451,535

Для 200°С                                  Нвизб = (1,35-1) 2589,9=906,465

Для 300°С                                  Нвизб = (1,35-1) 3918,8=1371,58

Для 400°С                                  Нвизб = (1,35-1) 5267,1=1843,485

3.4 Определяем энтальпию продуктов сгорания Н  (кДж/м3):

Н = Н 0г+ Н визб+ Н зл

где: Нзл – энтальпия золы и определяется по формуле;

Нзл=(Ct) золы (Ар/100)αун

где: Ар- минеральные примеси, при газе Ар=0

Нзл=0

Верх топочной камеры

Для 800°С                                 Н = 16746,74+ 1552=13096,88

Для 900°С                                 Н = 16746,74+ 1552=14662,75

Для 1000°С                               Н = 16746,74+ 1552=16471,8

Для 1100°С                               Н = 16746,74+ 1552=18298,74

Для 1200°С                               Н = 18420,57+1707,2=20127,77

Для 1300°С                               Н = 20133,6+ 1861,43=21995,03

Для 1400°С                               Н = 22151,13+ 2020,51=24171,64

Для 1500°С                               Н = 23617,83+ 2179,59=25797,42

Для 1600°С                               Н = 25382,7+ 2338,67=27721,37

Для 1700°С                               Н = 27152,16+ 2496,78=29648,94

Для 1800°С                               Н = 30194,5+ 2655,86=32850,36

Для 1900°С                               Н = 30743,3+ 2818,82=33562,12

Для 2000°С                                Н = 32529,7+ 2981,78=35511,48

Для 2100°С                                Н = 34351,27+ 3144,74=37496,01

1-й конвективный пучок

Для 300°С                                  Н = 4149,58+ 587,82=4737,4

Для 400°С                                  Н = 5601,45+ 790,065=6391,52

Для 500°С                                  Н = 7094,66+ 998,13=8092,79

Для 600°С                                  Н = 8610+ 1210,56=9820,56

Для 700°С                                  Н = 10171,28+ 1428,81=11600,09

Для 800°С                                  Н = 11996,9+ 1649,97=13646,87

Для 900°С                                  Н = 13416,3+ 1869,68 =15285,98

Для 1000°С                                Н = 15075+2095,2=17170,2

2-й конвективный пучок

Для 200°С                                  Н = 2738,15+647,5=3385,65

Для 300°С                                  Н = 4149,58+979,7=5129,28

Для 400°С                                  Н = 5601,45+1316,8=6918,25

Для 500°С                                  Н = 7094,66+1663,6=8758,26

Для 600°С                                  Н = 8610+2017,6=10627,6

Для 700°С                                  Н = 10171,28+ 2381,35=12552,35

Водяной экономайзер

Для 100°С                                  Н = 1353,62+ 451,535=1805,155

Для 200°С                                  Н = 2738,15+906,465=3644,625

Для 300°С                                 Н = 4149,58+ 1371,58=5521,16

Для 400°С                                 Н = 5601,45+ 1843,485=7444,935

Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Энтальпия продуктов сгорания.

По результатам расчетов выполняем построение графика зависимости энтальпий продуктов  сгорания Н от температуры Т.

4. Тепловой баланс котла

4.1 Определяем потерю тепла с уходящими газами

Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником  1.

При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты.

4.1.1 Определяем потерю теплоты с уходящими газами q2,  %,

где: - энтальпия уходящих газов при tух и  , (кДж/м3)

Н0хв. –энтальпия воздуха, поступающего в котлоагрегат (кДж/м3)

tх.в. – температура холодного воздуха, равна 30ºС = 303 К

Qрн –низшая теплота сгорания топлива    36680 (кДж/м3), источник 1, табл. 2.2

q4 – потери теплоты от механического недожога, %, для газа q4 = 0

Н0хв.= 39,8*V0

где: V0 – теоретический объем сухого воздуха

Н0хв.= 39,8*9,7 = 386,06

- определяется по таблице 2, при соответствующих значениях  и выбранное температуре уходящих газов tух =155°С,

Нух =2816,86

4.1.2 Потери теплоты q3, q4, q5 принять согласно источнику 1.

q3 - потеря теплоты от химической неполноты сгорании, q3 = 0,5 %, таблица 4.4, источник 1.

q4- потеря теплоты от механической неполноты горения,  q4 = 0

q5 -потеря теплоты от наружного охлаждения, определяется по номинальной производительности парогенератора (кг/с), D=6,5 т/ч

по таблице 4-1, источник 2, находим q5=2,4 %

4.1.3 Потери с физическим теплом шлаков q6 % определить по формуле:

где: - доля золы топлива в шлаке, =1-, - принимается по таблице 4.1 и 4.2, источник 1.

4.1.4 Определить к.п.д. брутто.

К.П.Д брутто можно определить по уравнению обратного баланса, если известны все потери:

ηбр= 100 – (q2+q3+q4+q5+q6)

ηбр= 100 – (6,26+0,5+2,4)=90,84

4.1.5 Определим расход топлива,  (кг/с и т/ч), подаваемого в топку котла:

где:  – расход топлива подаваемого в топку парогенератора

 – располагаемая теплота, 36680 (кДж/кг)

 – полезная мощность парового котла (кВт)

Qпг=Дн.п(hнп-hпв)+0,01pДн.п(h - hпв)

Где: Дн.п –расход выбранного насыщенного пара,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5