Тепловой расчет котла ТП-87-1

3.2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА ТП-87-1

3.2.1. Топливо

Выбираем топливо каменный уголь марки СС Кузнецкий.

Рабочая масса:

W^p=10%,    O^p=5,3%,

A^p=11,3%;  S_o^p=0,5%,

S^p=0,5%;    N^p=1,6%,

C^p=67,7%;  H^p=3,6%;

Q_н^р=25,71 МДж/кг

Теплота сгорания заданного топлива, определяется по формуле Д.И. Менделеева:

=

=339,13·67,7 + 1035,94·3,6 - 108,86·(5,3 - 1) - 24,62·10 = 25,97 МДж/кг.

Количество  воздуха,  необходимое  для  полного  сгорания топлива:

V_o = 0,089(С^P + 0,375S^P) + 0,265Н^Р - 0,0333О^Р;

V_o = 0,089(67,7 + 0,375·1) + 0,265·3,6 - 0,0333·5,3 = 6,84 м³/кг.

Определяем присосы воздуха в газоход котла:

α_уход= α_т + α_пп + α_вэ1 + α_вп1 + α_вэ2 + α_вп2

α_уход = 1,2+0,05+0,025+0,025+0,025+0,025=1,35

Объем фактически подаваемого количества воздуха:

V_в = V^o·α = 6,84·1,2 = 8,208 м³/кг

3.2.2. Объем продуктов сгорания

 = 1,27+0,634+5,4 = 8,426 нм³/кг

Объем трехатомных газов подсчитывается по формуле:

= 0,01866(67,7+0,375·1) = 1,27 нм³/кг

Объем водяных паров:

=0,111·3,6+0,0124·10+0,016·6,84=0,634 нм³/кг

Объем азота:

= 0,79·6,84+0,008·1,6= 5,4 нм³/кг

Результаты расчетов заносим в табл.2.

Объем продуктов сгорания с учетом избытка воздуха в топке присосов за любой i-й поверхностью нагрева:

V_гт = 9,816 нм³/кг

V_гпп= 10,164 нм³/кг

V_гвэ2= 10,337 нм³/кг

V_гвп2= 10,511 нм³/кг

V_гвэ1= 10,685 нм³/кг

V_гвп1= 10,859 нм³/кг

Таблица 3.2.2. Объем  продуктов  сгорания.

Наименование газов, расчетные  формулы	Обозн.	Ед. изм.	Т	ПП	ВЭ2	ВП2	ВЭ1	ВП1
			a=1,2	a=1,25	a=1,275	a=1,3	a=1,325	a=1,35
Теоретический объем Трехатомных  газов			1,27	1,27	1,27	1,27	1,27	1,27
Теоретический  объем Азота			6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5
Теоретический объем  водяных  паров			0,634	0,634	0,634	0,634	0,634	0,634
Объем избыточного  воздуха			1,64	1,71	1,88	2,05	2,22	2,39
Объем водяных паров, вносимых в избытке  воздуха			0,026	0,027	0,03	0,033	0,035	0,038
Действительный объем продуктов сгорания			10,07	10,141	10,314	10,487	10,659	10,832

3.2.3. Тепловой баланс котла

По паспорту котла принимаем:

Потери теплоты с уходящими газами q₂ = 5,11 %

Потери теплоты от химической неполноты сгорания q₃ = 0,5 %

Потери теплоты от механического недожога q₄ = 1,5 %

Потери теплоты от охлаждения элементов К.А. в окружающую среду q₅ = 0,4 %

Потери теплоты с физической теплотой шлака q₆ = 0,39 %

= 100 - (5,11+0,5+1,5+0,4+0,39) = 92,1%

Коэффициент  полезного  действия:

 = 0,921

3.2.4. Расчет топки

Расчет топки сводится к определению расхода топлива на один котел, определению основных размеров топки котла, расчету теплообмена в топке.

Расход топлива на один котел

=12,17кг/с

где В – действительный расход топлива, кг/с; D – паропроизводительность котла, кг/с; i_пп – энтальпия перегретого пара, определяемая по i-s диаграмме  по давлению p и температуре t_пп перегретого пара, кДж/кг; i_пв – энтальпия питательной воды, определяемая из таблиц [4] по t_пв и P, кДж/кг (численно примерно равна t_пв, умноженной на 4,186);  – величина непрерывной продувки, %;

Так как объемы продуктов сгорания подсчитывались без учета механического недожога, то весь последующий тепловой расчет ведется на расчетный расход топлива В_P:

3.2.4.1. Геометрические размеры топки

Размеры топки характеризуются величиной активного топочного объема, а при слоевом сжигании топлива также величиной активной площади зеркала горения.

Необходимая величина активного топочного объема определяется по формуле

 м³

где  – видимое тепловое напряжение топочного объема, определяемое из таблиц [2],

Принимаем реальную топку  м³

Высота топочной камеры определяется из выражения: