Теломеханические решения. Тепловой баланс котла. Исходные данные для расчёта. Теоретическое количество воздуха, необходимое для горения, страница 2

- Низшая теплота сгорания газообразного топлива:

 - низшая теплота сгорания топлива, кДж/м³;

 - теплота сгорания отдельных газов, входящих в состав газообразного топлива,       кДж/м³.

- Располагаемая  теплота сгорания топлива:

, где:

 - низшая теплота сгорания топлива, кДж/м³;

 - физическая теплота топлива, вносимая в котёл с топливом, кДж/м³, ;

с_т – теплоёмкость газа, кДж/м³·⁰С;

t_т – температура топлива, ⁰С.

- Теплоёмкость газа:

- Теплота, вносимая в котёл с топливом:

, где:

с_т – теплоёмкость газа, кДж/м³·⁰С;

t_т – температура топлива, ⁰С.

- Располагаемая  теплота сгорания:

Тепловой баланс котла.

- Суммарные тепловые потери:

. где:

q₂ -потери теплоты с уходящими газами:

, где:

 - располагаемая теплота сгорания, кДж/м³;

I_ух – энтальпия уходящих газов, кДж/ м³;

-  энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха, кДж/ м³;

α_ух – коэффициент избытка воздуха;

q₄ - потеря теплоты от механической неполноты сгорания:

q₃ - потери теплоты от химической неполноты сгорания:

q₃ =0.3% - определяется по таблице ХХ, «Тепловой расчёт котельных агрегатов (нормативный метод)».

q₄ - потери теплоты от механической неполноты сгорания:

q₄ =0% - задаётся.

q₅ - потери теплоты от наружного охлаждения:

q₅ =1.05% - определяется по рисунку 2.29, стр.152, «Теплогенерирующие установки».

- КПД котла:                     

- Тепло, воспринятое котлом:

, где:

D - расход воды через котёл (производительность котла), кг/с;

i’ – энтальпия воды на входе  в котельный агрегат, кДж/ кг;

i” – энтальпия воды на выходе  из котельного агрегата, кДж/ кг.

 ; .

- Полный расход топлива:

, где:

Q_к.а - тепло, воспринятое котлом, кДж/сек;

 - располагаемая теплота сгорания, кДж/м³;

η - КПД котла, %.

- Расчётный расход топлива:

, где:

В - полный расход топлива, м³/ч;

q_{4 -} потери тепла от механической неполноты сгорания, %.

- Коэффициент сохранения тепла:

, где:

η - КПД котла, %;

q_{5 -} потери тепла в окружающую среду, %.

3.2. Тепловой расчёт топочной камеры.

Основной задачей теплового расчёта топки котла является определение необходимой площади стен F_ст (Н_л) топки по заданной температуре газов на выходе из топки t_ух.

Технические данные котла “FBG-1600”

(согласно паспортным данным изготовителя).

Полезная мощность котла – Q_к=1.6 МВт ;

К.П.Д. при номинальной мощности – η=0.93%;

Температура уходящих газов – t_ух=240 ⁰С;

Коэффициент избытка воздуха – α_т=1.1;

Объём топочной камеры котла –  V_т=1.33 м³;

Диаметр топочной камеры котла –  d=0.9 м;

Длина топочной камеры котла –  l=2.097 м;

Расход газа на котёл –  В=198 м³/ч;

Количество котлов, устанавливаемых в котельной – n=2 шт.

Плотность, объёмы воздуха и продуктов сгорания при α=1.

Топливо: природный газ.

Теплота сгорания топлива – Q_н^с=36.13 МДж/м³ или Q_н^с=8630 ккал/м³;

Плотность сухого газа – ρ=0.786 кг/м³;

Удельный объём воздуха – V⁰=9.57 м³/м³;

Удельный объём трёхатомных газов - =1.03 м³/м³;

Удельный объём азота - =7.59 м³/м³;

Удельный объём водяных паров - =2.13 м³/м³;

Удельный объём уходящих газов - =10.502 м³/м³.

Теплофизические характеристики продуктов сгорания:

- Кинематический коэффициент вязкости продуктов сгорания при теоретической температуре горения и коэффициенте избытка воздуха в топке:

Кинематический коэффициент вязкости продуктов сгорания определяется с исполь-зованием результатов расчёта продуктов сгорания.

- Коэффициент поглощения продуктов сгорания: принимаем усреднённые коэффициенты поглощения СО₂ и Н₂О для теоретической температуры горения Т_а=2000 К .

Коэффициент поглощения продуктов сгорания с учётом объёмной доли Н₂О и СО₂ в составе неразбавленных (α=1) продуктов сгорания определяется по формуле: