Тепловой расчёт котла паропроизводительностью 420000 кг/час

2.Тепловой расчёт котла

2.1.Исходные данные

ПаропроизводительностьD = 420000 кг/час

Давление пара в барабане Р_б = 160 МПа.

Давление пара на выходе Р_в = 140 МПа.

Температура питательной воды t_пв=230^оС.

Энтальпия питательной воды i_пв=237,1 ккал/кг.

Температура насыщения t_кип=346 ^оС.

Энтальпия насыщенного пара i_н=619,1 ккал/кг.

Температура перегретого пара t_пп=560 ^оС

Энтальпия перегретого пара i_пп=833,2 ккал/кг.

Температура холодного воздуха t_хв=30 ^оС

Температура уходящих газов T_ух= 132 ^оС

Температура воды, впрыскиваемой в пароохладитель

t_впр=346 ^оС

Энтальпия воды, впрыскиваемой в пароохладитель

i_впр=391,5 ккал/кг.

Средняя температура воздуха на входе в котельный агрегат t_в=50 ^оС

Температура воздуха перед самыми “холодными” секциями t’_в=70 ^оС

2.2.Топливо, продукты сгорания

Элементарный состав мазута и его низшая теплота сгорания

Углерод С_р=83,4%

Водород Н_р=10%

Азот  Н_р=0,4%

Сера  S_р=2,9%

Кислород  О_р=0%

Влажность  W_р=3%

Зола  А_р=0,3%

Низшая теплота сгорания  Q^р_н=9170ккал/кг

Коэффициент избытка воздуха за газоходами

в топке, за перегревателем, за экономайзером

 a_т=1,03

за горячей частью воздухоподогревателя

a^гч_вп=1,13

за холодной частью воздухоподогревателя

a^хч_вп=1,23

 2.2.Воздух и продукты сгорания

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива

V^о=10,05

Теоретические объёмы продуктов сгорания

а) азота V^о_N2=8,02

б) трёхатомных газов V^о_R02=1,58

в) водяных паров V^о_H2O=1,32

 2.4.Тепловой баланс и расход топлива

Тепло, внесённое с поступающим в котельный агрегат воздухом

                                            (2.1)

где I^o’_в=161ккал/кг - энтальпия воздуха на входе в котельный агрегат;

I^o_хв=96- энтальпия воздуха на выходе из котельного агрегата

 ккал/кг.

Теплоёмкость рабочего топлива

                                            (2.2)

где ^оС - температура топлива

.

Физическое тепло топлива

                                            (2.3)

где - теплоёмкость рабочего топлива;

^оС - температура топлива

.

Располагаемое тепло топлива

                           (2.4)

где Q^р_н=9170 ккал/кг- низшая теплота сгорания;

 ккал/кг-тепло, внесённое с поступающим в котельный агрегат воздухом;

 ккал/кг - энтальпия топлива

.

Потеря тепла с уходящими газами

                                            (2.5)

где ккал/кг- энтальпия уходящих газов;

 - потеря тепла от механического  недожога;

 ккал/кг- располагаемое тепло топлива

Коэффициент сохранения тепла

                                            (2.6)

где - потеря тепла в окружающую среду

.

Сумма тепловых потерь

                                            (2.7)

где - потеря тепла с уходящими газами;

- потеря тепла от химического недожога;

- потеря тепла от механического  недожога;

- потеря тепла в окружающую среду

.

КПД котлоагрегата

                                            (2.8)

где - сумма тепловых потерь

.

Полезно использованное в агрегате тепло

                                            (2.9)

где i_пв=237,1 ккал/кг- энтальпия питательной воды;

i_пп=833,2 ккал/кг- энтальпия перегретого пара;

D = 420000 кг/час- производительность

ккал/кг.

Полный расход топлива

                                            (2.10)

где - полезно использованное в агрегате тепло;

 ккал/кг- располагаемое тепло топлива;

- КПД котлоагрегата

 кг/час.

Расчётный расход топлива

                                            (2.11)

где  кг/час - полный расход топлива;

- потеря тепла от механического  недожога.

 кг/час.

  2.5.Топочная камера

Объём топочной камеры  м³

Полная поверхность стен топки  м²

Лучевоспринимающая поверхность топочной камеры  м²

Средний коэффициент тепловой эффективности в топке

                                            (2.12)

где  -эффективная лучевоспринимающая поверхность топочной камеры;

 м²- полная поверхность стен топки

.

Относительное местоположение максимума температур

Расчётный коэффициент

                                           (2.13)

где - относительное местоположение максимума температур

.

Соотношение между содержанием углерода и водорода в рабочей массе топлива

                                                        (2.14)

где С_р=83,4% содержание углерода в топливе;

Н_р=10% содержание водорода в топливе

.

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами

Коэффициент ослабления лучей для светящейся части пламени

Коэффициент ослабления лучей для не светящейся части пламени

Степень черноты светящейся части пламени

                                            (2.15)

где  - коэффициент ослабления лучей для светящейся части пламени

.

Степень черноты несветящейся части пламени

 - коэффициент ослабления лучей для несветящейся части пламени

.

Эффективная степень черноты факела

                                            (2.16)

где  - коэффициент, характеризующий заполнение топочного объёма;