Определение температур и скоростей дымовых газов, а также определение расхода газового потока

Данный тепловой расчет котла ТПГЕ-215 необходим для определения температур и скоростей дымовых газов, а также для определения расхода газового потока. Результаты расчета далее будут использованы в качестве исходных данных при численном моделировании.

3.1 Исходные данные

Производительность котла                                                             670000

Давление в барабане                                                            16

Давление пара за задвижкой                                               14,0

Температура питательной воды                                             230

Теплосодержание питательной воды                            990

Температура насыщения                                                          347

Теплосодержание насыщенного пара                             2581

Температура перегретого пара                                               545

Теплосодержание перегретого пара                             3450

Удельный объем насыщенного пара                                0,0093

Удельный объем перегретого пара                                 0,0212

Температура холодного воздуха                                            30

Температура уходящих газов                                                 155

Теплосодержание воды при кипении                          1560

3.2 Состав топлива

Метан , %                                                                                         87

Этан , %                                                                                         1,8

Пропан , %                                                                                    0,6

Бутан , %                                                                                      0,3

Пентан , %                                                                                    0,1

Азот , %                                                                                              9,2

Углекислота , %                                                                              1,0

Низшая теплота сгорания ,                                                31275

3.3 Коэффициенты избытка воздуха за газоходом

За 2 ступенью пароперегревателя и отводящими трубами           1,25

За 3 и 4 ступенями пароперегревателя                                     1,28

За 1 ступенью пароперегревателя                                              1,3

За 2 ступенью экономайзера                                                        1,32

За 2 ступенью воздухоподогревателя                                         1,35

За 1 ступенью экономайзера                                                        1,37

За 1 ступенью воздухоподогревателя                                         1,4

Присос в топке                                                                             0,05

Присос в системе пылеприготовления                                    0,03

Присос в электрофильтре                                                          0,10

Присос в конвективной шахте                                                  0,05

3.4 Воздух и продукты сгорания

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного       сгорания

Теоретические объемы продуктов сгорания:

1)  Азота

2)  Трехатомных газов  

3)  Водяных паров

где - влагосодержание газового топлива.

4)  Дымовых газов

3.5 Тепловой баланс

Располагаемое тепло топлива

где  - теплоемкость топлива, ;

 - температура топлива, ;

 - избыток воздуха на входе в калориферы;

 - энтальпия воздуха после калориферов, ;

 - энтальпия холодного воздуха перед котлом, ;

 = 1,518  – теплоемкость сухого топлива (для природного газа при температуре .

Температура уходящих газов  принимаем

Потеря тепла от механического недожога , принимаем [3]

Потеря тепла с уходящими газами

где  - уходящих газов (по I-T таблице),

 – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах.

Потеря тепла от химического недожога , принимаем [3]

Потеря тепла в окружающую среду , принимаем [3]

Сумма тепловых потерь

КПД котлоагрегата

Коэффициент сохранения тепла  

Полезно использованное в агрегате тепло

где  - паропроизводительность котла, ;

 - энтальпия перегретого пара,

 - энтальпия питательной воды,

Полный расход топлива

Расчетный расход топлива (действительно сгоревшего)

3.6 Топочная камера

Объем топочной камеры

Полная лучевоспринимающая  поверхность нагрева

Полная поверхность стен топки

Степень экранирования топки

Эффективная толщина излучающего слоя

Условный коэффициент загрязнения  принимаем [4]

Поправочный коэффициент  принимаем [4]

Степень черноты топочной среды  %, принимаем [4]

Эффективная степень черноты факела

Степень черноты топки

Температура горячего воздуха  принимаем

Отношение количества воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому

Тепло, вносимое в топку воздухом

где  - энтальпия горячего воздуха,

 - энтальпия холодного воздуха, .