Тепловой расчет котла
1 Определение состава рабочей массы топлива
Состав горючей массы
- углерод; - водород; - азот; - кислород; - сера.
состав рабочей массы
- зола; - влага.
(1)
- проверка
низшая теплота сгорания
кДж/кг
кДж/кг (2)
кДж/кг
2 Выбор топочного устройства
Форсунку выбираем паровую , исходя из процентного содержания серы в топливе.
3 Определение коэффициента избытка воздуха
Коэффициент избытка воздуха на выходе из котельного агрегата – αyx определяется по формуле:
αyx =αm +∑∆α (3)
где: ∆α – суммарная величина присосов холодного воздуха в газоходах котла.
Для морских котлов обшитых листовым железом можно принять
выбираем , у прототипа котла
4 Определение объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива
Для твердого топлива или жидкого топлива расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания при производят исходя из состава рабочей массы по следующим формулам:
Теоретический объем воздуха
нм3 /кг (4)
нм3 /кг
теоретический объем сухих продуктов сгорания
нм3 /кг (5)
нм3 /кг
нм3 /кг (6)
нм3 /кг
теоретический объем дымовых газов при
(7)
нм3 (8)
WФ =0,4 – при постановке паровой форсунки.
нм3
нм3 /кг
действительные объемы продуктов сгорания при избытке воздуха в газоходах α =1.2
нм3 /кг (9)
нм3 /кг
нм3 /кг (10)
нм3 /кг
Для учета лучистой составляющей газа определяют объемные доли трехатомных газов
объемная доля трехатомных газов
(11)
объемная доля водяных паров
(12)
объемная доля трехатомных газов и водяных паров
(13)
5 Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания
Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, при средней расчетной температуре газа 0 С и α=1, определяют по формулам:
(14)
Энтальпия продуктов сгорания при избытке воздуха
[кДж/кг] (15)
где: - энтальпия теоретического количества воздуха. (16)
В приведенных формулах: , , и - теплоемкости соответственно, воздуха, диоксида углерода, водяных паров и азота при постоянном давлении, кДж/м3 К.
Расчет энтальпии дымовых газов проводят при нескольких значениях температуры газов и воздуха от 100 до 2200 и коэффициента избытка воздуха α=1,2. Расчет сводится в Таблицу 1.
По результатам таблицы строят зависимости энтальпии газов от температуры и при коэффициентах избытка воздуха равных α=1,2. Зависимость представлена на Рисунке 2.
| t -ра | 3-х атомные газы | 2-х атомные газы | Водные пары | I'г | Влажный воздух | (a-1)*Iвл в | Iг | ||||
| газов | Ссо2* tг | IRO2 | СN2* tг | IN2 | СH2O* tг | IH2O | Свл.в*tг | Iвл. В | |||
| 100 | 169 | 269,6 | 130 | 1116 | 151 | 312 | 1697 | 132 | 1457 | 291 | 1989 |
| 200 | 357 | 569,5 | 260 | 2232 | 304 | 628 | 3429 | 266 | 2935 | 587 | 4017 |
| 300 | 559 | 891,7 | 392 | 3365 | 463 | 956 | 5213 | 403 | 4448 | 889 | 6103 |