Курсовая работа: Расчет парового котла ДЕ-6,5-14

Данные для расчета энтальпий принимаются по таблицам 4 и 6. Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха a = 1 и температуре газов t, °С, рассчитывается по формуле:

 (2.3-1)

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха для полного сгорания газа при температуре t, °С, определяется по формуле:

 (2.3-2)

Энтальпия действительного объема дымовых газов на 1 м3 топлива при температуре t, °С:

 (2.3-3)

Изменение энтальпии газов:

 (2.3-4)

где  - расчетное значение энтальпии;  - предыдущее по отношению к расчетному значение энтальпии. Показатель  снижается по мере уменьшения температуры газов t, °С. Нарушение этой закономерности указывает на наличие ошибок в расчете энтальпий. В нашем случае это условие соблюдается. Построим I - ν диаграмму по данным таблицы 7.

Рисунок 1 – I - ν диаграмма

2.4 Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива

2.4.1 Тепловой баланс котла

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемого располагаемым теплом QP, и суммой полезно использованного тепла Q1 и тепловых потерь Q2, Q3, Q4. На основании теплового баланса вычисляют КПД и необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 кг (1 м3) топлива при температуре 0°С и давлении 101,3 кПа.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

QP + Qв.вн = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6, кДж/м3, (2.4.1-1)

где QP – располагаемое тепло топлива; Qв.вн – тепло, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла; Qф – тепло, внесенное в топку паровым дутьем («форсуночным» паром); Q1 – полезно использованное тепло; Q2 – потеря тепла с уходящими газами; Q3 – потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива;– потеря тепла от механической неполноты сгорания топлива; Q5 – потеря тепла от наружного охлаждения; Q6 – потеря с теплом шлака.

При сжигании газообразного топлива в отсутствие внешнего подогрева воздуха и парового дутья величины Qв.вн, Qф, Q4, Q6 равны 0, поэтому уравнение теплового баланса будет выглядеть так:

QP = Q1 + Q2 + Q3 + Q5, кДж/м3. (2.4.1-2)

Располагаемое тепло 1 м3 газообразного топлива:

QP = Qdi + iтл, кДж/м3, (2.4.1-3)

где Qdi – низшая теплота сгорания газообразного топлива, кДж/м3 (см. табл. 1); iтл – физическое тепло топлива, кДж/м3. Учитывается в том случае, когда топливо подогревается посторонним источником тепла. В нашем случае этого не происходит, поэтому QP = Qdi, кДж/м3, (2.4.1-4)

QP = 36 800 кДж/м3. (2.4.1-5)

2.4.2 Тепловые потери и КПД котла

Потери тепла обычно выражаются в % от располагаемого тепла топлива:

  и т.д. (2.4.2-1)

Потеря тепла с уходящими газами в атмосферу определяется как разность энтальпий продуктов сгорания на выходе из последней поверхности нагрева (экономайзера) и холодного воздуха:

, (2.4.2-2)

где Iух = IН ЭК – энтальпия уходящих газов. Определяется интерполяцией по данным таблицы 7 по заданной температуре уходящих газов tух°С:

, кДж/м3. (2.4.2-3)

αух = αНЭК – коэффициент избытка воздуха за экономайзером (см. табл.3);

I0.х.в. – энтальпия холодного воздуха,

I0.х.в = (ct)в*VH0 = 39,8*VH0, кДж/м3, (2.4.2-4)

где (ct)в = 39,8 кДж/м3 – энтальпия 1 м3 холодного воздуха при tх.в. = 30°С; VH0 – теоретический объем воздуха, м3/м3 (см. табл. 4) = 9,74 м3/м3.

I0.х.в = (ct)в*VH0 = 39,8*9,74 = 387,652 кДж/м3, (2.4.2-5)

По таблице параметров паровых котлов tух = 162°С,

,(2.4.2-6)

 (2.4.2-7)

Потеря тепла от химической неполноты сгорания q3 , %, обусловлена суммарной теплотой сгорания продуктов неполного горения, остающихся в дымовых газах (СО, Н2, СН4 и др.). Для проектируемого котла принимаем

q3 = 0,5%.

Потеря тепла от наружного охлаждения q5 , %, принимается по таблице 8 в зависимости от паропроизводительности котла D, кг/с,

кг/с, (2.4.2-8)

где D, т/ч – из исходных данных = 6,73 т/ч.

Таблица 8 – Потери теплоты от наружного охлаждения парового котла с хвостовыми поверхностями

Находим приблизительное значение q5 , %, для номинальной паропроизводительности 6,73 т/ч.

 (2.4.2-9)

Суммарная потеря теплоты в котле:

Σq = q2 + q3 + q5 = 4,62 + 0,5 + 1,93 = 7,05 % (2.4.2-10)

Коэффициент полезного действия котла (брутто):

ηК = 100 – Σq = 100 – 7,05 = 92,95 %. (2.4.2-11)

2.4.3 Полезная мощность котла и расход топлива

Полное количество теплоты, полезно использованной в котле:

, кВт, (2.4.3-1)

где =  - количество выработанного насыщенного пара = 1,87 кг/с,

 - энтальпия насыщенного пара, кДж/кг; определяется по давлению и температуре насыщенного пара (РНП = 14,0 кгс/см2 (1,4 МПа); tНП = 195,1 °С):

 кДж/кг.

 - энтальпия питательной воды, кДж/кг,

, кДж/кг, (2.4.3-2)

где сП.В. @ 4,19 кДж/(кг*°С) – теплоемкость воды;

tП.В. – температура питательной воды = 83°С;

 кДж/кг; (2.4.3-3)

 - энтальпия кипящей воды, кДж/кг, определяется по таблице 9 по давлению насыщенного пара РНП = 14,0 кгс/см2 (1,4 МПа):

 кДж/кг, (2.4.3-4)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12