ВходПаровой котел ке 25 14.
У котлов КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) диаметр нижнего и верхнего барабанов составляет 1000 мм. Межцентровое расстояние установки барабанов - 2750 мм.
На задних днищах верхних и нижних барабанов, а также на переднем днище верхнего барабана размещены лазы для внутреннего осмотра котла.
Для котлов КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) применяется двухступенчатая схема испарения.
Пароперегреватели устанавливаются в начале конвективного пучка. Насыщенный пар направляется в первую часть коллектора из верхнего барабана по пароперепускным трубам. Выход перегретого пара осуществляется из второй части верхнего коллектора.
Для сжигания топлива котёл снабжается топочным устройством типа ТЧЗМ с пневмомеханическими забрасывателями и чешуйчатой цепной решёткой.
Котёл КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) снабжён устройством возврата уноса, возвращающего в топку для дожигания, оседающий в газоходе, унос. В топочных камерах струи острого дутья образуют газовые вихри в вертикальной плоскости, способствующие сепарации и многократной циркуляции уноса, что ведёт к уменьшению химического недожога и улучшению выгорания мелочи во взвешенном состоянии.
Котёл комплектуется необходимым количеством арматуры и контрольно-измерительными приборами.
Основные площадки, необходимые для обслуживания арматуры котла:
Боковые площадки – обслуживание водоуказательных приборов, предохранительных клапанов, запорной арматуры на верхнем барабане;
Площадки на задней стенке – обслуживание продувочной линии, доступ в верхний барабан при ремонте котла.
Перевод парового котла КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) в водогрейный режим позволяет, кроме повышения производительности котельных установок и уменьшения затрат на собственные нужды, связанные с эксплуатацией питательных насосов, теплообменников сетевой воды и оборудования непрерывной продувки, а также сокращения расходов на подготовку воды, существенно снижать расход топлива.
Среднеэксплуатационный КПД котлоагрегата, использованного в качестве водогрейного, повышается на 2,0-2,5%.
Конструктивные особенности КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р)
Особенностью конструкции котла КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) является разделение топочной камеры по глубине на два блока. Каждый из боковых экранов (правый и левый) переднего и заднего топочных блоков образует самостоятельный циркуляционный контур. Для увеличения проходного сечения верхние камеры боковых экранов на входе в пучок расположены ассиметрично относительно оси котла.
Блок конвективного пучка с двумя барабанами (верхним и нижним) является третьим постановочным блоком.
Котёл КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) является пролетного типа, т.е. движение газов осуществляется «напрямую» без поворотов. На задней стенке котла расположено окно для выхода газов.
У котла КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) применяется двухступенчатая схема испарения.
Для второй ступени испарения выделены трубы правого бокового экрана заднего топочного блока. В верхнем барабане устанавливается плотная поперечная перегородка на расстоянии 1245 мм от переднего торца. Из верхнего барабана вода по двум опускным необогреваемым трубам опускается в нижний коллектор правого бокового экрана и поступает по двум трубам в паровой объём между боковой поверхностью барабана и вертикальной стенкой, где и происходит предварительное разделение пара и воды.
Сепарационные устройства второй ступени состоят из четырёх пакетов жалюзийно-дроссельной стенки и занимают 1200 мм передней части барабана.
Через гидрозатвор вода отводится в водяной объём отсека, а пар проходит через жалюзийно-дроссельную стенку в паровое пространство ступени. Жалюзийно-дроссельная стенка обеспечивает выравнивание потока по длине барабана и изменение направления пара, что способствует дополнительной его сепарации. Для окончательной очистки от влаги пар проходит через перепускное окно над поперечной перегородкой в паровой объем чистого отсека.
Сжигание твёрдого топлива в котлах осуществляется в топке ТЧЗМ, состоящей из чешуйчатой решётки обратного хода и двух пневмомеханических забрасывателей с пластинчатым питателем.
Для дожигания уноса, выпадающего в конвективном пучке, котлы оборудованы системой возврата уноса и острого дутья. Воздух в систему податёся от высоконапорного вентилятора.
Котёл КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) снабжён двумя предохранительными клапанами, один из которых является контрольным.
Котёл КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) оборудован водоуказательным прибором прямого действия и двумя сниженными указателями уровня, один из которых поставляется комплектно с котлом, второй – с автоматикой.
Котёл КЕ-25-14С(ТЧЗМ) (Е-25-1,4Р) поставляется заказчику тремя транспортабельными блоками (два топочных и один конвективный блоки без обшивки и изоляции) либо котл россыпью (по требованию) в комплекте с арматурой и гарнитурой в пределах котла, лестницами и площадками, пароперегревателем (по требованию). Изоляционные и обмуровочные материалы в комплект поставки не входят.
11. Склад угля
1. Котельный зал отм. 0,000 (1276 кв. м)
2. Зал водоподготовительной установки (294,0 кв. м)
3. Помещение отгрузки золы (46,8 кв. м)
4. Помещение отгрузки шлака (72,9 кв. м)
5. Склад оборудования (10,4 кв. м)
6. Помещение вводов водопровода (21,1 кв. м)
7. Ремонтный участок (27,1 кв. м)
8. КТП (108,8 кв. м)
9. Склад хранения фильтрующих материалов (12,8 кв. м)
10. Комната хранения химреактивов и экспресс-лаборатория (9,6 кв. м)
11. Мужская гардеробная (37,2 кв. м)
12. Гардероб уличной одежды (6,7 кв. м)
13. Душевые (8,7 кв. м)
14. Санузлы (9,0 кв. м)
15. Коридор (75,6 кв. м)
16. Тамбур (17,9 кв. м)
17. Комната уборочного инвентаря (15,7 кв. м)
18. Сушильный шкаф (2,6 кв. м)
19. Комната обогрева и отдыха (22,9 кв. м)
20. Лестничная клетка (28,7 кв. м)
21. Котельный зал на отм. 3,600 (1012,4 кв. м)
22. Лаборатория КИП (17,5 кв. м)
23. Венткамера (79,5 кв. м)
24. Электрощитовая (150,0 кв. м)
25. Технологическая площадка на отм. 3,600 (122,0 кв. м)
26. Лаборатория ХВО (27,0 кв. м)
27. Весовая (9,6 кв. м)
28. Женская гардеробная (19,2 кв. м)
29. Щитовая КИП (44,6 кв. м)
30. Технологическая площадка на отм. 4,500 (58,8 кв. м)
31. Котельный зал на отм. 7,200 (307,5 кв. м)
32. Кладовая (10,5 кв. м)
33. Помещение редукционных установок (87,7 кв. м)
34. Помещение технологического трубопровода на отм. 13,200 (229,0 кв. м)
35. Красный уголок (19,5 кв. м)
36. Комната начальника котельной (13,5 кв. м)
37. Комната приема пищи (10,8 кв. м)
38. Комната дежурного персонала (12,6 кв. м)
39. Надбункерная галерея на отм. 16,900 (452,6 кв. м)
ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ (кол-во)
К1. Котел паровой КЕ-25-14С (4 шт.)
К2. Топка механическая ТЧЗм-2,7/5,6 (4 шт.)
К3. Вентилятор З0ЦС-85 (4 шт.)
К4. Экономайзер чугунный блочный ЭПI-646 (4 шт.)
К5. Воздухоподогреватель трубчатый Н=228 кв. м (4 шт.)
К6. Дымосос ДН-15 (4 шт.)
К7. Вентилятор дутьевой ВДН-12,5 (4 шт.)
К8. Золоуловитель - блочный батарейный циклон БЦ-2х7х(5...3) (4 шт.)
К9. Калорифер стальной пластинчатый КВС10Б-ПУЗ (24 шт.)
К10. Газоходы (4 шт.)
К11. Воздухоходы (4 шт.)
К12. Крупноблочная деаэрационная установка КБДПУ-100-180 (1 шт.)
К13. Крупноблочная установка горячего водоснабжения КБУГВ-100 (1 шт.)
К14. Блок насосов горячего водоснабжения БНГВ-180/55
К15. Блок подогревателей сетевой воды БПСВ-14 (3 шт.)
К16. Блок сетевых насосов БСН-180/650 (1 шт.)
К17. Блок редукционной установки БРУ-60 (2 шт.)
К18. Блок сепаратора непрерывной продувки БСНП-300-5 (1 шт.)
К19. Блок холодильника отбора проб БХОП-2 (6 шт.)
К20. Бак аккумуляторный V=400 куб. м (2 шт.)
К21. Грязевик 16-300 (1 шт.)
К22. Таль ручная передвижная г/п 2 т (4 шт.)
К23. Таль ручная передвижная г/п 1 т червячная (3 шт.)
К24. Таль ручная червячная г/п 1 т (1 шт.)
К25. Кошка с ручным приводом г/п 1 т (4 шт.)
К26. Кран подвесной ручной однобалочный г/п 1 т (1 шт.)
А-1. Блок насосов исходной воды БНЗ-90/35 (1 шт.)
А-2. Блок подогрева и омагничивания воды БПМВ-100 (1 шт.)
А-3. Фильтр натрий-катионитный параллельно-точный 1 ступени Ø 2000 мм (3 шт.)
А-4. Блок натрий катионитных фильтров 2 ступени БФ Nа II-1000х2-1 (1 шт.)
А-5. Бак взрыхления натрий-катионитных фильтров 1 ступени V=40 куб. м (1 шт.)
А-6. Бак повторного использования натрий хлорида V=40 куб. м (1 шт.)
А-7. Бак взрыхления натрий-катионитных фильтров 2 ступени V=10 куб. м (1 шт.)
А-8. Бак повторного испольования натрий хлорида V=10 куб. м (1 шт.)
А-9. Блок насосов взрыхления Б 1-45/30; К-20/18 (1 шт.)
А-10. Блок приготовления регенерационного раствора натрий хлорида БРФ Nа-2000; 1000 (1 шт.)
А-16. Кран ручной однобалочный подвесной г/п 1 т (1 шт.)
ЭКСПЛИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ (площадь)
1. Приемное устройство (216,0 кв. м)
2. Помещение лебедки маневрового устройства (28,0 кв. м)
3. Технологическое помещение на отм. 0, 000 (28,8 кв. м)
4. Венткамера (20,2 кв. м)
4а. Воздухозаборная камера (4,2 кв. м)
5. Электрощитовая (39,0 кв. м)
6. Коридор (12,7 кв. м)
6а. Лестничная площадка (9,8 кв. м)
7. Площадь для технологического оборудования (24,0 кв. м)
8. Технологический этаж на отм.-3,200 (73,0 кв. м)
9. Технологический этаж на отм.-5,700 (270 кв. м)
10. Технологический этаж на отм.-8,100
10а. Технологический этаж на отм. -8,550
11. Технологический этаж на отм. -10,000 (189,0 кв. м)
11а. Лестничная клетка (16,3 кв. м)
12. Технологическое помещение на отм. 0,000 (72,0 кв. м)
13. Технологическое помещение на отм. 6,000 (72,0 кв. м)
14. Технологическое помещение на отм. 11,400 (39,0 кв. м)
15. Венткамера (27,2 кв. м)
15а. Воздухозаборная камера (5,8 кв. м)
16. Электрощитовая (14,5 кв. м)
17. Пульт управления (14,5 кв. м)
18. Коридор (5,5 кв. м)
СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И ИЗДЕЛИЯ
Фундаменты - монолитные железобетонные из бетона класса В15, типоразмеров - 28.
Фундаментные балки - сборные железобетонные по серии 1.415-1 вып. 1, типоразмеров - 4.
Фундаментные плиты - сборные железобетонные по ГОСТ 13580-85 , типоразмеров - 4.
Фундаментные блоки - сборные бетонные по ГОСТ 13579-78 , типоразмеров - 6.
Колонны - сборные железобетонные по серии 1.420-12 вып. 1, 3, типоразмеров - 6; по серии 1.423-3 вып. 1, типоразмеров - 2; по серии 1.423-5 вып. 1, типоразмеров - 1; по серии 1.427.1-3 вып. 1, типоразмеров - 1.
Балки - сборные железобетонные по серии 1.462.1-16 вып. 1, типоразмеров - 1.
Ригели - сборные железобетонные по серии 1.420-12 вып. 6, типоразмеров - 2; по серии ИИ23-1/70, типоразмеров - 2.
Плиты перекрытий - сборные железобетонные по серии 1.442.1-1 вып. 1, 2, типоразмеров - 4; по серии 3.006.1-2/82 вып. 1-2, типоразмеров - 6.
Стены - сборные из легкого бетона по серии 1.030.1-1 вып. 1-1, типоразмеров - 12.
Перегородки - сборные железобетонные по серии 1.030.9-2 вып. 1, типоразмеров - 4 и кирпичные.
Плиты покрытий - сборные железобетонные по ГОСТ 22701.1-77, типоразмеров - 5; по серии 1.465.1-7/84 вып. 1, типоразмеров - 3; по серии 1.442.1-1 вып. 1, 2, типоразмеров - 4; по серии 1.141-1 вып. 65, типоразмеров - 1.
Кровля - рулонная, утеплитель из 4-х слоев рубероида на антисептированной битумной мастике, плотностью 500 кг/куб. м.
Лестницы - сборные железобетонные по серии ИИ27-1, типоразмеров - 2.
Подпольные каналы - сборные железобетонные по серии 3.006.1-2/82 вып. 1-1, 1-2, 2-2, типоразмеров - 4, и монолитные бетонные.
Галерея ленточного конвейера выполнена в металлических конструкциях с плитами перекрытий серии 3.016-3 вып. 3, типоразмеров - 1, трехслойными металлическими панелями послойной сборки с утеплителем из минераловатных плит плотностью 150 кг/куб. м, покрытием из гофрированного листа серии 3.016-3 , вып. 1, монолитными фундаментами из бетона В15, типоразмеров - 5.
Подземная часть приемного устройства - из монолитного железобетона В15; надземная - из асбоцементных листов по металлическому каркасу.
Ограждения - стальные по серии 1.50-3.3 вып. 1.
Полы - бетон М200,300; плитка керамичская; линолеум; паркетные щиты; рифленая сталь.
Окна - металлические по серии 1.436.2-17 , типоразмеров - 1; деревянные 12506-81, типоразмеров - 3.
Расчетный показатель - 1 Гкал/ч.
Всего расчетных показателей - 57,3.
Показатели приведены для условий строительства при температуре наружного воздуха минус 30 градусов.
Задание
2. Расчет топлива по воздуху
3.2 Расчет теплообмена в топке
3.3 Расчет теплообмена в конвективной поверхности
3.4 Расчет экономайзера
4. Окончательный тепловой баланс
Библиографический список
Задание
Выполнить проект стационарного парового котла в соответствии со следующими данными:
тип котла КЕ-25-14С
полная производительность насыщенного пара, D
, кг/с
6,94
рабочее давление (избыточное), Р
, МПа
1,5
температура питательной воды: до экономайзера, t
пв1, ºС 90
за экономайзером, t
пв2, ºС 170
температура воздуха, поступающего в топку: до воздухоподогревателя, t
в1, ºС 25
за воздухоподогревателем, t
в2, ºС 180
топливо КУ - ДО состав топлива: Сг = 76,9%
Нг = 5,4%г = 0,6%
Ог = 16,0%г = 1,1%
зольность топлива Ас = 23%
влажность топлива Wp = 7,5%
коэффициент избытка воздуха α = 1,28.
стационарный паровой котел тепловой 1. Характеристика котлоагрегата
Паровой котел КЕ-25-14С, с естественной циркуляцией со слоевыми механическими топками предназначен для выработки насыщенного или перегретого пара, используемого на технологические нужды промышленных предприятий, в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Топочная камера котлов серии КЕ образована боковыми экранами, фронтовой и задней стенками. Топочная камера котлов КЕ паропроизводительностью от 2,5 до 25 т/ч
разделена кирпичной стенкой на топку глубиной 1605÷2105 мм
и камеру догорания глубиной 360÷745 мм
, которая позволяет повысить КПД котла снижением механического недожога. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла асимметричные. Под камеры догорания наклонен таким образом, чтобы основная масса падающих в камеру кусков топлива скатывалась на решетку.
В котле КЕ-25-14С применена схема одноступенчатого испарения. Вода циркулирует следующим образом: питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан под уровень воды по перфорированной трубе. В нижний барабан вода сливается по задним обогреваемым трубам кипятильного пучка. Передняя часть пучка (от фронта котла) является подъемной. Из нижнего барабана вода по перепускным трубам поступает в камеры левого и правого экранов. Питание экранов осуществляется также из верхнего барабана по опускным стоякам, расположенным на фронте котла. Блок котла КЕ-25-14С, опирается камерами боковых экранов на продольные швеллеры. Камеры приварены к швеллерам по всей длине. В области конвективного пучка блок котла опирается на задние и передние поперечные балки. Поперечные балки крепятся к продольным швеллерам. Передняя балка крепится неподвижно, задняя - подвижно. Обвязочный каркас котла КЕ-25-14С устанавливается на уголках, приваренных вдоль камер боковых экранов по всей длине. Для возможности перемещения элементов блоков котла КЕ-25-14С в заданном направлении часть опор выполнена подвижными. Они имеют овальные отверстия для болтов, которыми крепятся к раме. Котлы КЕ с решеткой и экономайзером поставляются заказчику одним транспортабельным блоком. Он оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Унос, оседающий в четырех зольниках котла, возвращается в топку при помощи эжекторов и вводится в топочную камеру на высоте 400 мм
от решетки. Смесительные трубы возврата уноса выполнены прямыми, без поворотов, что обеспечивает надежную работу систем. Доступ к эжекторам возврата уноса для осмотра и ремонта возможен через люки, расположенные на боковых стенках. В местах установки люков трубы крайнего ряда пучка вводятся не в коллектор, а в нижний барабан.
Паровой котел КЕ-25-14С оборудован стационарным устройством очистки поверхностей нагрева согласно проекту завода. Паровой котёл КЕ-25-14С комплектуется топкой типа ЗП-РПК с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками. За котельными агрегатами в случае сжигания каменных и бурых углей с приведенной влажностью W < 8 устанавливаются водяные экономайзеры. Площадки котлов типа КЕ расположены в местах, необходимых для обслуживания арматуры котлов. Основные площадки котлов: боковая площадка для обслуживания водоуказательных приборов; боковая площадка для обслуживания предохранительных клапанов и запорной арматуры на барабане котла; площадка на задней стенке котла для обслуживания продувочной линии из верхнего барабана и для доступа в верхний барабан при ремонте котла. На боковые площадки ведут лестницы, на заднюю площадку - спуск (короткая лестница) с верхней боковой площадки. Котел КЕ-25-14 С оборудован двумя предохранительными клапанами, один из которых контрольный. У котлов с пароперегревателями контрольный предохранительный клапан устанавливается на выходном коллекторе пароперегревателя. На верхнем барабане каждого котла установлен манометр; при наличии пароперегревателя манометр устанавливается и на выходном коллекторе пароперегревателя. На верхнем барабане устанавливается следующая арматура: главный паровой вентиль или задвижка (у котлов без пароперегревателя), вентили для отбора проб пара, отбора пара на собственные нужды. На колене для спуска воды установлен запорный вентиль с условным проходом 50 мм
.
У котла КЕ-25-14С, через патрубок для продувки осуществляются периодическая и непрерывная продувки. На линиях периодической продувки из всех нижних камер экранов установлены запорные вентили. На паропроводе обдувки установлены дренажные вентили для отвода конденсата при прогреве линии и запорные вентили для подачи пара к обдувочному прибору. Вместо паровой обдувки может быть поставлена газоимпульсная или генератор ударных волн (ГУВ). На питательных трубопроводах перед экономайзером устанавливаются обратные клапаны и запорные вентили; перед обратным клапаном установлен регулирующий клапан питания, который соединяется с исполнительным механизмом автоматики котла. Паровой котел КЕ-25-14С обеспечивают устойчивую работу в диапазоне от 25 до 100% номинальной паропроизводительности. Испытания и опыт эксплуатации большого числа котлов типа КЕ подтвердили их надежную работу на пониженном, по сравнению с номинальным, давлении. С уменьшением рабочего давления КПД котлоагрегата не уменьшается, что подтверждено сравнительными тепловыми расчетами котлов на номинальном и пониженном давлении. В котельных, предназначенных для производства насыщенного пара, котлы типа КЕ при пониженном до 0,7 МПа
давлении обеспечивают такую же производительность, как и при давлении 1,4 МПа.
Для котлов типа КЕ пропускная способность предохранительных клапанов соответствует номинальной паропроизводительности при абсолютном давлении 1,0 МПа
.
При работе на пониженном давлении предохранительные клапаны на котле и дополнительные предохранительные клапаны, устанавливаемые на оборудовании, должны регулироваться на фактическое рабочее давление. С понижением давления в котлах до 0,7 МПа
комплектация котлов экономайзерами не изменяется, так как в этом случае недогрев воды в питательных экономайзерах до температуры насыщения пара в котле составляет 20°С, что удовлетворяет требованиям правил Госгортехнадзора.
1.1 Техническая характеристика котла КЕ-25-14С
Паропроизводительность D
= 25 т/ч
.
Давление Р
= 24 кгс/см
2.
Температура пара t
= (194÷225) ºС.
Радиационная (лучевоспринимающая) поверхность нагрева Н
л = 92,1 м
2.
Конвективная поверхность нагрева Н
к = 418 м
2.
Тип топочного устройства ТЧЗ-2700/5600. Площадь зеркала горения 13,4 м
2.
Габаритные размеры котла (с площадками и лестницами): длина 13,6 м
;
ширина 6,0 м
;
высота 6,0 м
.
Масса котла 39212 кг.
2. Расчет топлива по воздуху
2.1 Определение количества продуктов сгорания
Расчет количества продуктов сгорания основан на стехиометрических соотношениях и выполняется с целью определения количества газов, образующихся при сгорании топлива заданного состава при заданном коэффициенте избытка воздуха. Все расчеты объема воздуха и продуктов сгорания ведутся на 1 кг
топлива.
Ар = Ас (100 - Wр) /100,
Ар = 2,3∙ (100 - 7,5) /100 = 21,3%.
Так как по заданию задан элементарный состав горючей массы топлива, то необходимо пересчитать горючую массу в сухую. Коэффициент пересчета горючей массы в рабочую
(100 - Wр - Ар) /100 = (100 - 7,5 - 21,3) /100 = 0,71.
Рабочая масса составляющих элементов топлива
Ср = 76,9 ∙ 0,71 = 54,6%, Нр = 5,4 ∙ 0,71 = 3,9%,р = 0,6 ∙ 0,71 = 0,5%,
Ор = 16,0 ∙ 0,71 = 11,4%,р = 1,1 ∙ 0,71 = 0,8%.
Проверка: р + Нр + Sр + Ор + Nр + Ар + Wр = 100%,
6 + 3,9 + 0,5 + 11,4 + 0,8 + 21,3 + 7,5 = 100%.
Теоретически необходимое количество сухого воздуха o = 0,089 (Cp + 0,375Sр) + 0,267Нp - 0,033Оp; о = 0,089∙ (54,6 + 0,375 ∙ 0,5) + 0,267 ∙ 3,9 - 0,033 ∙ 11,4 = 5,54 м
3/кг.
Объем трехатомных газов
V = 0,01866 (Ср + 0,375Sр); = 0,01866∙ (54,6 + 0,375 ∙ 0,5) = 1,02 м
3/кг.
Теоретический объем азота 0,79Vo + 0,008Np; V = 0,79 ∙ 5,54 + 0,008 ∙ 0,8 = 4,38 м
3/кг.
Теоретический объем водяных паров 0,112Нр + 0,0124Wр + 0,016Vо; = 0,112 ∙ 3,9 + 0,0124 ∙ 7,5 + 0,016 ∙ 5,54 = 0,61 м
3/кг.
Теоретическое количество влажного воздуха овл = V + 0,016Vо; (2.8), V = 0,61 + 0,016 ∙ 5,54 = 0,70 м
3/кг.
Избыточный объем воздуха и = (α - 1) Vо; и = 0,28 ∙ 5,54 = 1,55 м
3/кг.
Полный объем продуктов сгорания г = V+ V + V+ Vи; г = 1,02 + 4,38 + 0,61 + 1,55 = 7,56 м
3/кг.
Объемная доля трехатомных газов V/Vг; = 1,02/7,56 = 0,135.
Объемная доля водяных паров V/Vг; r = 0,70/7,56 = 0,093.
Суммарная доля водяных паров и трехатомных газов п = r+ r,п = 0,093 + 0,135 = 0,228.
Давление в топке котла принимаем равным Рт = 0,1 МПа.
Парциальное давление трехатомных газов
Р= 0,135 ∙ 0,1 = 0,014 МПа
.
Парциальное давление водяных паров
Р = 0,093 ∙ 0,1 = 0,009 МПа
.
Суммарное парциальное давление
Рп = Р+ Р; Рп = 0,014 + 0,009 = 0,023 МПа.
2.2 Определение энтальпии продуктов сгорания
Дымовые газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива, в рабочем процессе парового котла являются теплоносителем. Количество теплоты, отдаваемое газами, удобно рассчитывать по изменению энтальпии дымовых газов. Энтальпией дымовых газов по какой-либо температуре называется количество теплоты, расходуемое на нагрев газов, полученных от сгорания одного килограмма топлива от 0º до этой температуры при постоянном давлении газов в топке.
Энтальпию продуктов сгорания определяем в диапазоне температур 0…2200ºС с интервалом в 100ºС. Расчет ведем в табличной форме (табл.2.1).
Исходными данными для расчета являются объемы газов, составляющих продукты сгорания, их объемные изобарные теплоемкости, коэффициент избытка воздуха и температура газов. Средние изобарные теплоемкости газов берем из справочных таблиц. Теоретическое количество газов определяем по формуле
I = ΣVct
=VC+ VC + VC) t
.
Теоретическую энтальпию влажного воздуха определяем по формуле VoCввt
.
г = I + (α - 1) I.
Таблица 2.1 Расчет энтальпии продуктов сгорания t
ºСV= 1,02 м
3/кг
V= 4,38 м
3/кг
V= 0,61 м
3/кг
Io, кДж/кг
Влажный воздух (α - 1) Ioвв, кДж/кг
Iг, кДж/кг
СRO2, кДж/ (м
3∙К)
V RO2СRO2, кДж/ (м
3∙К)
СN, кДж/ (м
3∙К)
VoNСN, кДж/ (м
3∙К)
СH2O, кДж/ (м
3∙К)
Vo H2OСH2O, кДж/ (м
3∙К)
Свв, кДж/ (м
3∙К)
Ioвв, кДж/кг
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 22001,599 1,700 1,787 1,822 1,929 1,988 2,041 2,088 2,131 2,169 2, 203 2,234 2,263 2,289 2,313 2,335 2,355 2,374 2,391 2,407 2,422 2,435 2,4481,631 1,734 1,823 1,920 1,968 2,028 2,082 2,130 2,174 2,212 2,247 2,279 2,308 2,335 2,359 2,382 2,402 2,421 2,439 2,455 2,470 2,484 2,4971,294 1,295 1,299 1,306 1,316 1,327 1,340 1,353 1,367 1,379 1,391 1,403 1,414 1,425 1,434 1,444 1,452 1,461 1,469 1,475 1,482 1,489 1,4955,668 5,672 5,690 5,720 5,764 5,812 5,869 5,926 5,987 6,040 6,093 6,145 6, 193 6,242 6,281 6,325 6,360 6,399 6,434 6,461 6,491 6,522 6,5481,494 1,505 1,522 1,542 1,566 1,589 1,614 1,641 1,668 1,695 1,722 1,750 1,776 1,802 1,828 1,852 1,876 1,899 1,921 1,942 1,962 1,982 2,0000,911 0,918 0,928 0,941 0,955 0,969 0,985 1,001 1,017 1,034 1,050 1,068 1,083 1,099 1,115 1,130 1,144 1,158 1,182 1,185 1, 197 1, 209 1,2200 832 1688 2574 3475 4405 5362 6340 7342 8357 9390 10441 11501 12579 13657 14756 15850 16963 18081 19192 20316 21452 225831,318 1,324 1,331 1,342 1,354 1,368 1,382 1,397 1,414 1,424 1,437 1,449 1,461 1,472 1,483 1,492 1,501 1,510 1,517 1,525 1,532 1,539 1,5460 733 1475 2230 3000 3789 4594 5418 6267 7100 7961 8830 9713 10601 11502 12399 13305 14221 15128 16052 16975 17905 188430 205 413 624 840 1061 1286 1517 1755 1988 2229 2472 2720 2968 3221 3472 3725 3982 4236 4495 4753 5013 52760 1037 2101 3198 4315 5466 6648 7857 9097 10345 11619 12913 14221 15547 16878 18228 19575 20945 22317 23687 25069 26465 27859
Теоретическую энтальпию влажного воздуха определяем по формуле
I = VoCввt
.
Энтальпию газов определяем по формуле г = I + (α - 1) I.
По результатам расчетов (табл.2.1) строим диаграмму зависимости энтальпии газов I
1 от их температуры t
(рис.2.1).
Рис.2.1 - Диаграмма зависимости энтальпии газов от их температуры 3. Поверочный тепловой расчет
3.1 Предварительный тепловой баланс
При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котел, называют располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котел и покинувшей его, должно существовать равенство (баланс). Теплота, покинувшая котел, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара заданных параметров. Тепловой баланс котла составляется применительно к одному килограмму топлива при установившемся (стационарном) режиме работы котла. Низшую теплота сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле Менделеева: нр = 339Ср + 1030Нр - 109 (Ор - Sр) - 25Wр,нр = 339 ∙ 54,6 + 1030 ∙ 3,9 - 109∙ (11,4 - 0,5) - 25 ∙ 7,5 = 21151