Составление теплового баланса и определение кпд водогрейного котла ПТВМ-180. Конструкция и характеристики водогрейного котла ПТВМ-180, страница 3

При сжигании природного газа потери тепла с механическим недожогом топлива (Q₄) ничтожно малы, и ими можно пренебречь» тогда тепловой баланс котла можно переписать в следующем виде:

BQ^p_н=Q₁+Q₂+Q₃+Q₅        (3)

или принимая ) = 100%, где Q^p_н- наинизшая теплота сгорания топлива, запишем:

                             (4)

где q_i - выражены в процентах.

Величина КПД брутто равна  отношению полезно использованного тепла к подведенному: по прямому балансу,%

           (6)

Для водогрейного котла:

                                  (7)

где D_св - расход сетевой воды, кг/с;

С - температура  сетевой воды на выходе из котла и на входе в него, °С;

С_св - теплоемкость сетевой воды, кДж/(кг • °С). 

Относительные потери тепла с уходящими газами на единицу объема сгоревшего топлива определяются по формуле:

                     (8)

где Н_ух, H⁰_ух- энтальпия уходящих газов и холодного воздуха, кДж/м³;       

-коэффициент избытка воздуха в уходящих газах котла.

               (9)

где Ну_Х и - энтальпия теоретического количества уходящих газов и воздуха.

Коэффициент избытка воздуха может быть подсчитан по эмпирической формуле:

   (10)

где   21 - процентное содержание кислорода в атмосферном воздухе;

O₂ - содержание кислорода в уходящих газах котла, %.

Энтальпия уходящих газов определяется по формуле:

                         (11)

где - удельные объемы RО₂, N₂, H₂O в теоретически необходимом количестве воздуха, м³/м³;

- объемная удельная энтальпия газов и водяных паров, кДж/м³.

Энтальпия холодного воздуха, подаваемого в воздухоподогреватель котла, определяется по формуле:

Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 м³ газообразного топлива подсчитывается по эмпирической формуле;

       (16)

Потери теплоты от химического недожога принимаются согласно "Нормативного метода расчета котла" равными:

= 0,5%.

Потери тепла в окружающую среду также согласно "Нормативному Методу расчета котла" принимаются:

q₅ = 0,5%.

По формуле М.Б. Равича находим, что:

,%     (17)

где h - коэффициент изменения объема сухих продуктов горения по сравнению с теоретическим объемом.

Паспортная тепловая производительность котла ПТВМ-180 (номинальная)

Фактическая определяется по формуле:

(18)

Характеристики тюменского природного газа: СН₄=98%, С₂Н₆=0,4%,

C₃H_g=0,3%, N₂=l,3%, Q_H^P=7947 ккал/м³. Принимаем t_ХВ=0⁰С, t_ГВ=78°C. Теплоемкость воды С_св=1кДж/(кг • °С).

Расход сетевой воды через котел: Д_в=3900 т/ч=1083 кг/с, d_v=5.

Протокол наблюдений

 

№ опыта	Расход газа В,	Температура уходящих газов	Температура сетевой воды		Содержание кислорода в уходящих газах,%
			На входе в котел	На выходе из котла
1	11000	175	70	130	2,0

2.3. Обработка результатов опыта

1.Фактическая тепловая производительность котла определяется по формуле:

2.Объем горючих компонентов топлива в процентах:

3.Содержание водяных паров в процентах:

4.Содержание трехатомных газов в процентах:

5.Содержание азота в процентах:

6. Теоретическая энтальпия воздуха будет определяться по формуле:

                  

                  

7.Теоретическая энтальпия уходящих газов определяется по формуле:

     

     

8.Коэффициент избытка воздуха определяется по формуле:

, 

9.Энтальпия воздуха будет определяться по формуле:

Для  и 

10.Потери тепла с уходящими газами определятся по формуле:

,

11.КПД котла по обратному тепловому балансу определяется по формуле:

%

12. КПД котла по прямому балансу определяется по формуле:

%

Допустимо различие КПД по пунктам 11 и 12 согласно нормативному методу не         более 2 %.

Вывод: Цель лабораторной работы: составление теплового баланса и определение КПД водогрейного котла ПТВМ –180 , была достигнута. Сравнили полученные экспериментальные данные с паспортными данными котла и увидели, что значения не разнятся более чем на 2% (что допустимо).