Проектирование тепловой электрической станции для обеспечения города с населением 190 тысяч жителей (стр. 6 из 18)

Таблица 3.2

,ккал/кг	Wр, %	Ар, %	,%	СР,%	HР,%	NР+ОР, %
9260	3,0	0,1	2,8	83,0	10,4	0,7

3.2 Расчёт котлоагрегата при сжигании мазута

3.2.1 Теоретическое количество воздуха для полного сгорания жидкого топлива (при a=1):

V⁰=0,0889×(C^P+0,375×

)+0,265×H^P-0,0333×O^P=

=0,0889×(83,0+0,375×2,8)+0,265×10,4-0,0333×0,5×0,7= 10,21 м³/кг

3.2.2 Теоретические минимальные объёмы продуктов сгорания при полном сгорании топлива с a=1:

теоретический объём азота:

=0,79×V⁰+0,8×N^P/100=0,79×10,2+0,8×0,5×0,7/100=8,1 м³/кг,

теоретический объём трёхатомных газов:

=1,866× =1,866× =1,57 м³/кг

теоретический объём водяных паров:

=0,111×H^P+0,0124×W^P+0,0161×V⁰=0,111×10,4+0,0124×3,0+0,0161×10,2=1,36 м³/кг

При избытке воздуха a>1 (принимаем a=1,03) объём водяных паров:

= +0,0161×(a-1)×V⁰=1,36+0,0161×(1,03-1)×10,2 = 1,364 м³/кг

объём дымовых газов:

V_г=

+ + +(a-1)×V⁰=1,57+8,1+1,364+(1,03-1)×10,21= 11,34 м³/кг

Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров соответственно:

= /V_г = /V_г

Суммарная объёмная доля: r_п=

+ .

Безразмерная концентрация золы:

m_зл=

, где а_ун=0,06

G_г=1-А^Р/100 + 1,306×a×V⁰, кг/кг

– масса дымовых газов.

Результаты расчётов по пункту 3.2. сведём в таблицу 3.3.

Таблица 3.3.

Величина	Размерн.	Газоходы
aт=1,03	aпп=1,06	aвэ=1,08	aрп=1,28
среднее знач.a в газоходах	–	1,03	1,045	1,07	1,18
(a-1)×V0	м3/кг	0,306	0,459	0,714	1,836
	м3/кг	1,364	1,367	1,371	1,39
Vг	м3/кг	11,34	11,496	11,755	12,896
	–	0,138	0,136	0,133	0,122
	–	0,12	0,119	0,116	0,106
rп	–	0,258	0,255	0,249	0,288
Gг	кг/кг	14,72	14,92	15,25	16,72
mзл	кг/кг	4,1×10-6	4,02×10-6	3,9×10-6	3,6×10-6

3.2.3 Тепловой баланс котлоагрегата

Составим общее уравнение теплового баланса:

=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆

3.2.3.1 Располагаемое тепло на 1кг жидкого топлива:

= +Q_в.вн.+i_тл,

где Q_в.вн. = b'[

'- ] – тепло внесённое в котёл воздухом,

b' – отношение количества воздуха на входе в котлоагрегат к теоретическому необходимому,

', – энтальпии теоретически необходимого количества воздуха на входе в котлоагрегат и холодного воздуха, определяется соответственно по температуре на входе в воздухоподогреватель и холодного воздуха по I-t таблице [5].

b'=a_т+Da_т+Da_ВП=1,03-0,05+0,2=1,28

' =С_р×V⁰×t_в=0,32×10,21×60=196 ккал/кг

= С_р×V⁰×t_хв=0,32×10,21×30=98 ккал/кг

Q_в.вн.=1,28×[196-98]= 115,6 ккал/кг

i_тл – физическое тепло топлива.

i_тл=C_тл×t_тл

C_тл=0,415+0,0006×t_тл=0,415+0,0006×120=0,487 ккал/(кг×⁰С)

i_тл=0,487×120=58,44 ккал/кг,

тогда

=9260+115,6+58,44= 9434 ккал/кг

3.2.3.2 Определяем потери тепла с уходящими газами:

q₂=

,

где t_ух=140 ⁰С, I_ух=637 ккал/кг, q₄=0 (принято), a_ух=1,28,

тогда

q₂=

= 5,42 %

потери тепла от химической неполноты сгорания принимаем q₃=0,5 %, от механической неполноты сгорания q₄=0 потери тепла в окружающую среду q₅=0,4 %, потери тепла с физическим теплом шлама q₆=0.

3.2.3.3. Определяем полезно используемое тепло:

q₁=Q₁/

= =100-q₂-q₃-q₄-q₅-q₆=100-5,42-0,5-0-0,4-0=93,68 %

3.2.4 Определение часового расхода топлива на котёл

В=

×100, кг/ч,

где

Q_КА=Д_пе×(i_пе-i_пв)+Д_пр×(i_s-i_пв)=1000×(838,7-259)+12,6×(387-259)= =1312,8ккал/т,

тогда

В=

×100 = 65775,9 кг/ч = 65,8 т/ч

Полученный расход топлива используем в дальнейших расчётах.

3.3 Расчёт котлоагрегата при сжигании газа

3.3.1 Теоретическое количество воздуха для полного сгорания газообразного топлива (при a=1):

V⁰=0,0476×[å(m+n/4)×C_mH_n+0,5×(CO+H₂)+1,5×H₂S-O₂]=

=0,0476×[(1+4/4)×98,9+(2+6/4)×0,3+(3+8/4)×0,1+(4+10/4)×0,1+0,5×(0+0) +1,5×(0+0)]= 9,52 м³/кг

3.3.2 Теоретические минимальные объёмы продуктов сгорания при полном сгорании топлива с a=1:

теоретический объём азота:

=0,79×V⁰+0,01×N₂=0,79×9,52+0,01×0,4= 7,525 м³/кг,

теоретический объём трёхатомных газов:

=0,01(åm×C_mH_n+CO₂+CO+H₂S)=0,01×(1×98,9+2×0,3+3×0,1+4×0,1 +0,2+0+0)= 1,004 м³/м³

теоретический объём водяных паров:

=0,01×(å ×C_mH_n+H₂S+H₂+0,124×d_г+1,41×V⁰)=

=0,01×(2×98,9+3×0,3+4×0,1+5×0,1+0+0+0,124×10+1,61×9,52) = 2,16 м³/м³

При избытке воздуха a>1 (принимаем a=1,05):

объём водяных паров:

= +0,0161×(a-1)×V⁰=2,16+0,0161×(1,05-1)×9,52 = 2,168 м³/м³,

объём дымовых газов:

V_г=

+ + +(a-1)×V⁰=1,004+7,525+2,16+(1,05-1)×9,52= 11,165 м³/м³,

Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров соответственно:

= /V_г = /V_г