Расчетные характеристики работы котла (стр. 1 из 2)
Исходные данные
- тип котла ДЕ10-13;
- производительность 10т/ч;
- давление 1,3 МПа (13 атм);
- температура возвращаемого конденсата 70°С;
- температура уходящих газов 195
;- период отпуска теплоты 700ч;
- топливо - мазут;
- процент продувки 3%;
- число котлов 2;
- количество проданной теплоты 938Гкал.
Топливо, его состав, расчет объемов воздуха и продуктов сгорания.
Расчетные характеристики: мазут.
Таблица 1. Элементарный состав топлива (%)
| WP | AP | SPO+K | CP | HP | NP | Qрн, МДж/кг |
| 3,0 | 0,05 | 0,3 | 84,65 | 11,7 | 0,3 | 40277=9635,6Ккалл/кг |
Из таблицы для заданного топлива выбираем объёмы продуктов сгорания (м3/кг):
Vє = 10,6; VєН2О = 1,51; Vог = 11,48; VRO2 = 1,58; VєN2 = 8,4;
Коэффициент избытка воздуха в топке для данного топлива принимаем равным α″т = 1,1
Значения α в последующих газоходах определяются следующим образом:
α″Iкп = α″т + ∆ α Iкп = 1,1 + 0,05 = 1,15
α″IIкп = α″Iкп + ∆ α IIкп = 1,15 + 0,1 = 1,25
α″вэ = α″IIкп + ∆ α вэ = 1,15 + 0,1 = 1,35
где: ∆ α Iкп, ∆ α IIкп, ∆ α вэ - величины присосов в первом, втором конвективных пучках и водяном экономайзере соответственно
Объём водяных паров:
VH2O= VєН2О + 0,0161 · (αcр-1) · Vє
VH2O= 1,51 + 0,0161 · (1,1-1) · 10,6 = 1,53
VH2O= 1,51 + 0,0161 · (1,125-1) · 10,6 = 1,53
VH2O= 1,51 + 0,0161 · (1,2 - 1) · 10,6 = 1,54
VH2O= 1,51 + 0,0161 · (1,3 - 1) · 10,6 = 1,56
Объём дымовых газов:
VГ = VR2O+ VoN2 + VH2O+ (αcр-1) · Vє
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,53 + (1,1-1) · 10,6 = 12,57
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,53 + (1,125-1) · 10,6 = 12,84
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,54 + (1,2-1) · 10,6 = 13,7
VГ = 1,58 + 8,4 + 1,56 + (1,3-1) · 10,6 = 14,7
Объёмные доли сухих трехатомных газов:
rRO2 = VR2O/VГ
rRO2= 1,58/12,57 = 0,126
rRO2= 1,58/12,84 = 0,123
rRO2= 1,58/13,7 = 0,115
rRO2= 1,58/14,7 = 0,108
Объёмные доли водяных паров:
rH2O= VH2O/VГ
rH2O=1,53/12,57 = 0,122
rH2O=1,53/12,84 = 0,119
rH2O=1,54/13,7 = 0,112
rH2O=1,56/14,7 = 0,106
Суммарные объемные доли:
rп =rR2O+rH2O
rп = 0,126 + 0,122 = 0,248
rп = 0,123 + 0,119 = 0,242
rп = 0,115 + 0,112 = 0,227
rп = 0,108 + 0,106 = 0,214
Расчетные значения объёмов продуктов сгорания сведём в таблицу 2, составленную применительно к котлу с четырьмя газоходами (топка, первый и второй конвективные пучки, водяной экономайзер)
Таблица 2. Объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов
| Газоход | Vє = 10,6 м3/кг; VєН2О = 1,51 м3/кг; VRO2 = 1,58 м3/кг; VєN2 = 8,4 м3/кг. | ||||||
| Рассчитываемая величина | |||||||
| α″ | αср | VH2O | VГ | rRO2 | rH2O | rп | |
| Топка | 1,1 | 1,1 | 1,53 | 12,57 | 0,126 | 0,122 | 0,248 |
| I КП | 1,15 | 1,125 | 1,53 | 12,84 | 0,123 | 0,119 | 0,242 |
| II КП | 1,25 | 1,2 | 1,54 | 13,7 | 0,115 | 0,112 | 0,227 |
| ВЭ | 1,35 | 1,3 | 1,56 | 14,7 | 0,108 | 0,106 | 0,214 |
Энтальпии дымовых газов на 1 кг топлива подсчитываются по формуле:
Iг = Ioг + (α-1) Iов, кДж/ кг
где: Ioг - энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха α = 1 и температуре газов υ,°С, кДж/ кг; Iов - энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях, кДж/ кг;
Значения Ioг и Iов для заданного топлива приведены в таблице.
При α″т = 1,1 и υ = 900 ч 1900°С
Iг = 15872 + 0,1 · 13658 = 17238
Iг = 19820 + 0,1 · 17002 = 21520
Iг = 23852 + 0,1 · 20395 = 25892
Iг = 27989 + 0,1 · 23873 = 30376
Iг = 32193 + 0,1 · 27359 = 34929
Iг = 36452 + 0,1 · 30883 = 39540
При α″Iкп = 1,15 и υ = 500 ч 1100°С
Iг = 8375 + 0,15 · 7291 = 9469
Iг = 12020 + 0,15 · 10441 = 13586
Iг = 15872+ 0,15 · 13658 = 17921
Iг = 19820 + 0,15 · 17002 = 22370
При α″IIкп = 1,25 и υ = 300 ч 700°С
Iг = 4885 + 0,25 · 4292 = 5958
Iг = 8375 + 0,25 · 7291 = 10198
Iг = 12020 + 0,25 · 10441 = 14630
При α″вэ = 1,35 и υ = 100 ч 300°С
Iг = 1592 + 0,35 · 1412 = 2086
Iг = 4885 + 0,35 · 4292 = 6387
Рассчитанные значения энтальпий сведем в таблицу 3.
Таблица 3. Энтальпии продуктов сгорания
| t,°С | Ioг, кДж/кг | Iов, кДж/кг | Iг = Ioг + (α-1) Iов, кДж/ кг | |||||||
| α″т = 1,1 | α″Iкп = 1,15 | α″IIкп = 1,25 | α″вэ = 1,35 | |||||||
| I | ∆I | I | ∆I | I | ∆I | I | ∆I | |||
| 100 | 1592 | 1412 | 2086 | |||||||
| 300 | 4885 | 4292 | 5958 | 6387 | 4301 | |||||
| 500 | 8375 | 7291 | 9469 | 10198 | 4240 | |||||
| 700 | 12020 | 10441 | 13568 | 4117 | 14630 | 4432 | ||||
| 900 | 15872 | 13658 | 17238 | 17921 | 4335 | |||||
| 1100 | 19820 | 17002 | 21520 | 4282 | 22370 | 4449 | ||||
| 1300 | 23852 | 20395 | 25892 | 4372 | ||||||
| 1500 | 27989 | 23873 | 30376 | 4484 | ||||||
| 1700 | 32193 | 27359 | 34929 | 4553 | ||||||
| 1900 | 36452 | 30883 | 39540 | 4611 | ||||||
Тепловой баланс котла и расчет расхода топлива.
Располагаемое тепло на 1 кг топлива:
Qрр = Qнр + hтл;
где: Qнр - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива,
Qнр =
;Qв.вн - тепло, внесенное поступающим в теплогенератор воздухом, при подогреве последнего вне агрегата, считаем Qв.вн = 0;
hтл - физическое тепло топлива, для мазута hтл = СтлЧtтл.
tтл - температура топлива, равняется 120 0С
Стл - теплоемкость мазута
Стл=1,74+0,0025 tтл=1,74+0,0025х120=2,04
hТл=2,04х120=244,8 кДж/кг
Следовательно, Qрр = 40277+244,8 =40521,8
=9694,2Ккалл/кг.Потери тепла от химической и механической неполноты сгорания топлива составляют соответственно:
q3 = 1 %,
q4 = 0
Потери тепла с уходящими газами:
q4), %где: Iух - энтальпия уходящих газов; принимаем при соответствующем избытке воздуха α ух = α"вэ = 1,35 и температуре уходящих газов tх = 195°С Iух = 4300
;I˚хв - энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха,
I˚хв = Vє · С хвtпри t= 30°С С хв = 39,8 кДж/кг, тогда
I˚хв = 10,6 · 39,8·1,53 = 655,5 кДж/кг
q2 =
= 8%Потери тепла от наружного охлаждения:
%Коэффициент полезного действия котлоагрегата определяется:
= 100 - (q2 + q3 + q4 + q5) = 100 - (8+ 1+ 0 + 2,2) = 88,8%Коэффициент сохранения тепла:
= 
= 1 - 2,2/ (2,2+ 88,8) =0,975Тепло, полезно отданное в паровом котле:
Qка = Dнп (iнп - iпв) + Dпр (iкв - iпв) где:
Dнп - количество выработанного насыщенного пара,
Dнп = 10000 кг/ч = 2,7 кг/с
Dпр - расход воды на продувку котла,
,где p - процент продувки,
Dпр =
= 0,081кг/сiнп - энтальпия насыщенного пара, определяется по таблицам по давлению в барабане котла, iнп = 2788 кДж/кг;
iпв - энтальпия питательной воды,
iпв = С в · tпв, кДж/кг,
где: С в - теплоемкость воды, С в = 4,19 кДж/ (кг ·°С)
tпв - температура питательной воды, принимаем tпв = 100°С
iпв = 4,19 · 100 = 419 кДж/кг;
iкв - энтальпия кипящей воды в барабане котла, определяется по таблицам по давлению в барабане, iкв = 830 кДж/кг;
Qка = 2,7· (2788 - 419) + 0,081· (830 - 419) =6429,6кВт
Расход топлива, подаваемого в топку:
В =
= 
=0,178кг/с =643,2 кг/ч;Расход топлива на весь период работы котла
=666,9Ккалл/кг-энтальпия насыщенного пара. 
- теплота 10т пара. 
- теплота вырабатываемая одним котлом за 200ч.Нам нужно выработать за 200ч 1000Гкалл, а один котел вырабатывает 1320Гкалл, следовательно, нам нужно запускать его на 75,75% от максимальной мощности.