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.

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: