Тепловой расчет котельного агрегата. Конструктивные характеристики котельного агрегата. Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания, страница 3

Действительный объем водяных паров (м³/кг) определяется по формуле:

                                                  (2.3.13)

где   - теоретический объем водяных паров в дымовых газах, м³/кг.

Полное действительное объемное количество дымовых газов (м³/кг) определяется по выражению:

                                    (2.3.14)

где   - объем сухих трехатомных газов в дымовых газах, м³/кг.

Так как газоходы котельного агрегата находятся под разряжением, создаваемым дымовой трубой или дымососом, то в них через неплотности в обмуровке присасывается из окружающей среды некоторое количество холодного воздуха. В результате количество дымовых газов по мере прохождения по газоходам непрерывно увеличивается, что приводит к увеличению потерь тепла с дымовыми газами, уходящими из котельного агрегата, а также к повышению нагрузки на дымосос. Хотя в эксплуатации стремятся предотвратить присос воздуха путем уплотнения газоходов, тем не менее, возможность такого присоса необходимо учитывать. Для каждого вида газоходов величину присоса нормируют. Нормативные величины присосов воздуха приведены в [1].

Пользуясь этими нормами, можно по известному значению коэффициента избытка воздуха в начале каждой данной поверхности нагрева и величине присоса воздуха в газоходе определить коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева по формуле:

                                                                            (2.3.15)

где  α″- коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева;

α′ - коэффициент избытка воздуха в начале поверхности нагрева;

∆α – величина присоса воздуха в газоходе.

Среднее значение коэффициента избытка воздуха в газоходе определяют по формуле:

                                                                               (2.3.16)

где  α_ср – среднее значение коэффициента избытка воздуха в газоходе.

В тепловом расчете котельного агрегата необходимо также определить величину объемной доли трехатомных газов в дымовых газах. Эта величина равна сумме объемных долей сухих трехатомных газов и водяных паров.

Величину объемной доли сухих трехатомных газов в дымовых газах определяют по формуле:

                                                                                        (2.3.17)

где  - объемная доля сухих трехатомных газов в дымовых газах;

 - объем сухих трехатомных газов в дымовых газах, м³/кг;

 - полный действительный объем дымовых газов, м³/кг.

Величину объемной доли водяных паров  в дымовых газах определяют по формуле:

                                                                                       (2.3.18)

где   - объемная доля водяных паров в дымовых газах;

 - действительный объем водяных паров в дымовых газах, м³/кг.

Величина объемной доли трехатомных газов в дымовых газах определяется по формуле:

                                                                          (2.3.19)

где  - объемная доля трехатомных газов в дымовых газах.

Ниже приведен сам расчет объемов воздуха и дымовых газов.

Согласно формуле (2.3.1) теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма твердого топлива равно: 

Согласно формуле (2.3.2) объемное количество углекислоты, содержащейся в дымовых газах равно:

Согласно формуле (2.3.3) объемное количество сернистого ангидрида в дымовых газах равно:

Согласно формуле (2.3.4) содержание сухих трехатомных газов в дымовых газах равно:

Согласно формулам (2.3.5), (2.3.6), (2.3.7) количество азота в дымовых газах равно:

- поступившее из воздуха:

- поступившее из топлива:

- общее количество азота, содержащегося в дымовых газах при горении в теоретически необходимом количестве воздуха:

Согласно формуле (2.3.10) полное количество водяных паров, содержащихся в дымовых газах при горении в теоретически необходимом количестве воздуха равно:

  

Коэффициент избытка воздуха принимаем равным 1,3.

Тогда из формулы (2.3.11) определяем  действительное количество воздуха, необходимое для процесса горения:

Согласно формуле (2.3.14) полное действительное объемное количество дымовых газов в топке равно:

Согласно формуле (2.3.15) коэффициент избытка воздуха за конвективной поверхностью нагрева равен: