Тепловой расчёт котла КБН-Г-2,5 при сжигании газа. Элементы котлоагрегата. Расчет теоретических объемов продуктов сгорания

3.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ КОТЛА КБН-Г-2,5 ПРИ СЖИГАНИИ ГАЗА

Элементы котлоагрегата рассчитывают последовательно, начиная с топки, с последующим переходом к конвективным поверхностям нагрева.

Предварительно выполняют ряд вспомогательных расчетов:

–  определяют конструктивные характеристики элементов котла;

–  определяют количество воздуха, необходимого для горения;

–  количество дымовых газов по газоходам котлоагрегата и их энтальпию;

–  составляют тепловой баланс котельного агрегата.

Основные исходные данные:

Номинальная теплопроизводительность:           2,5  Гкал/ч

Параметры воды: температура на входе           t_вх         70 ^оС

температура на выходе       t_вых        95 ^оС

Топливо – природный газ

Расчётный состав топлива:

CH₄     97,962 %

C₂H₆    0,813 %

C₃H₈    0,276 %

C₄H₁₀   0,094 %

C₅H₁₂   0,027 %

O₂        0,006 %

N₂        0,783 %

CO₂     0,039 %

Низшая теплота сгорания  Q^р_р=       8030 ккал/м³=33645,7кДж/м³.

3.1.Расчет теоретических объемов продуктов сгорания

Теоретические объёмы.

сухого воздуха

 

 (3.1)

трёхатомных газов:

   (3.2)

азота:

;        (3.3)

водяных паров:

(3.4)

где d_г.вл - влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1 м³ сухого газа,г/м³;    d_г.вл =10 г/м³[6]

продуктов сгорания:

;      (3.6)

Таблица 3.1. Расчет действительных объемов продуктов сгорания

Коэффициент избытка воздуха  α Коэффициент избытка воздуха (средний) Действительный объём водяных паров Действительный суммарный объём продуктов сгорания Объёмная доля трёхатомных газов Объёмная доля водяного пара Объёмная доля трёхатомных газов и водяного пара (суммарная)	топка	конвективный пакет
	1,05 1,05 2,1627 11,208 0,0901 0,193 0,283	1,05 1,05 2,1627 11,208 0,0901 0,193 0,283

Таблица 3.2.Теплосодержание продуктов сгорания

Температура, оС	Энтальпии, ккал/м3		Энтальпии дымовых газов на 1 м3 топлива,  ,          ккал/м3
	газов при коэф. изб. воздуха 1 Н0Г	теор. необх. кол-во воздуха НoB	Н	ΔН	Н	ΔН
1	2	3	4	5	6	7

1	2	3	4	5	6	7
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1700 1800 1900 2000 2100	353 713 1081 1460 1849 2245 2653 3073 3502 3938 4376 4816 5269 7121 7592 8070 8546 9027	302 608 920 1238 1563 1896 2239 2583 2927 3281 3645 4008 4372 5864 6237 6620 7003 7385	368,2 743,1 1127,0 1522,2 1927,3 2340,0 2764,5 3202,1 3648,2 4102,3 4557,8 5016,6 5487,2 7414,3 7903,6 8400,9 8896,0 9396,5	454,1 455,6 458,7 470,6 1927,1 489,3 497,3 495,1 500,5	368,21 743,12 1127,05 1522,19 1927,34 2339,98 2764,54 3202,08	374,91 383,93 395,14 405,16 412,64 424,56 437,54

3.1.Тепловой баланс и расход топлива

Теплопроизводительность                         Q_КА  , Гкал/ч(ГДж/ч)       2,5(10,475)

Располагаемое тепло                                  Q^p_P   , ккал/м³(МДж/м³)  8030(33,64)

Температура уходящих газов                    Т_ух   , ^оС(принимаем)               160

Энтальпия уходящих газов                        Н_ух    , ккал/м³(кДж/м³)     569(2384)

Температура холодного воздуха                Т_хв     , ^оС                                    30

Энтальпия холодного воздуха        Н^о_хв=9,49^.V⁰=101,92ккал/м³=427,04кДж/м³

Потеря тепла от химического недожога   q₃      , %                                    0,5

Потеря тепла от физического недожога    q₄      ,  %                                   0

Потеря тепла в окружающую среду q₅     ,   %                                  0,5

Потеря тепла с уходящими газами:           q₂    ,   %

 %,       (3.7)

где Н^о_хв - энтальпия холодного воздуха;

Н_ух - энтальпия уходящих газов[7];

q₄ - потеря тепла от физического недожога;

Q^p_P - располагаемое тепло;

Сумма потерь                                    q₂+q₃+q₄+q₅  , %                                 8,079

К.П.Д.                    %;(3.8)

Коэффициент сохранения тепла:

,                                                       (3.9)

где η – коэффициент полезного действия котла, %;

q₅ – потеря тепла в окружающую среду, % ;

Полный расход топлива:

 м³/ч ;                       (3.10)

Расчётный расход топлива:

 м³/ч;                                     (3.11)

Расход воды через котёл: