Теломеханические решения. Тепловой баланс котла. Исходные данные для расчёта. Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения

3.  Теломеханические решения.

3.1. Тепловой баланс котла.

Тепловой   баланс составляется для оценки экономичности работы котельного агрегата , из которого видно, какая  располагаемая теплота и как эта теплота израсходована на полезные нужды и неизбежные потери. Располагаемая теплота Q_р на 1 кг или 1 куб.м рабочего топлива составляется в основном из теплоты Q_i , выделившийся при полном горении, и теплоты, вводимой в топку с топливом (физическая теплота). В данном дипломном проекте топливо (газ) нагревается перед поступлением в топку от внешнего источника и эта теплота учитывается в расчётах. Исходными данными для расчёта теплового баланса являются паспортные данные котла “FBG-1600” и данные о составе топлива. При проведении  расчёта была использована методика , изложенная в «Тепловом расчёте котельных агрегатов (нормативный метод)» и  в «Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 гкал в час.

Исходные данные для расчёта:

Производительность………………………………………….1.86 МВт

Температура питательной воды……………………………...80 ⁰С

Топливо………………………………………………………...природный газ

Температура уходящих газов…………………………………240 ⁰С

Температура холодного воздуха……………………………...10 ⁰С

Температура топлива………………………………………….10 ⁰С

Расход воды через котёл……………………………………….54.8 т/ч = 15.22 кг/с

Температура питательной воды на входе…………………….80 ⁰С

Температура питательной воды на выходе…………………..105 ⁰С

Состав газа по объёму:

                                              СН₄=91.9%

С₂Н₆=2.1%

С₃Н₈=1.3%

С₄Н₁₀=0.4%

С₅Н₁₂=0.1%

N₂=3.0%

СО₂=1.2%

Объёмы и масса воздуха и  продуктов сгорания при сжигании 1 м³ сухого газообразного топлива.

- Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения:

- Теоретический объём азота:

- Теоретический объём трёхатомных газов:

- Теоретический объём водяных паров:

- Объём водяных паров:

- Объём  дымовых газов:

- Объёмная доля трёхатомных газов:

- Объёмная доля водяных паров:

- Суммарная, объёмная доля:

- Плотность сухого газа при нормальных условиях:

- Масса дымовых газов:

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания.

- Энтальпия теоретически необходимого объёма воздуха:

, где:

V⁰ – теоретическое количество воздуха, необходимое для горения, м³/м³;

 - энтальпия 1 м³ влажного воздуха.

- Энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания :

, где:

– теоретический объём трёхатомных газов, м³/м³;

- объём водяных паров , м³/м³;

-  теоретический объём азота , м³/м³;

t_ух  - температура уходящих газов , ⁰С.

 - энтальпия 1 м³ углекислого газа, кДж/м³;

 - энтальпия 1 м³ водяных паров, кДж/м³;

 - энтальпия 1 м³ азота, кДж/м³.

; ; ;  - определяются по Таблице №7.

Энтальпия 1 м³ воздуха и газов.

Таблица №7

2000 1800 1600 1400 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 190 100	4848 4307 3771 3243 2719 2460 2204 1953 1705 1462 1224 997 774.3 559.4 357.8 339.06 170.11	3930 3461 3004 2560 2133 1927 1726 1525 1337 1148 968 795.3 626.8 463 304.6 289.2 150.84	2967 2644 2326 2011 1697 1546 1395 1244 1094 947 805 665 527 392 260 247.2 130	3067 2732 2405 1965 1756 1596 1437 1282 1131 981 830 685 542 403 267 253 132

- Энтальпия  действительного объёма продуктов сгорания:

, где:

 - энтальпия теоретического объёма продуктов сгорания, ;

 - энтальпия теоретически необходимого объёма воздуха, ;

- коэффициент избытка воздуха в топке.

Данные расчётов сводим в Таблицу №8.

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания.

Таблица №8

Температура 0С
1	2	3	4	5
2000 1800 1600 1400 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 190 100	24840 22127 19478 15915 14222 12926 11638 10383 9160 7945 6722 5548 4390 3264 2162 2049 1069	32298 28684 25132 21634 18183 16513 14858 13207 11594 10002 8467 6971 5501 4068 2679 2546 1327	34782 30897 27080 23226 19605 17806 16022 14245 12510 10797 9139 7526 5940 4394 2895 2751 1434	37266 33109 29028 24817 21027 19098 17186 15284 13426 11591 9811 8081 6379 4721 3111 2956 1541

Энтальпия уходящих газов : I_ух=3755  кДж/м³

Энтальпия объёма воздуха : I_В=106.9 кДж/м³

Низшая теплота сгорания топлива.