Расчет теплового баланса и расхода топлива

Таблица№7 Определение КПД и расхода топлива котлоагрегата

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Располагаемая теплота топлива
	Температура уходящих газов		0С	Выбрана раннее
	Энтальпия уходящих газов			– таблица	1840,415
	Энтальпия теоретически необходимого холодного воздуха			– таблица	381,478
	Потери теплоты от хим. недожога		%	по табл.2.3 [1]
	Потери теплоты от мех. недожога		%	по табл. 2.3 [1]
	Потеря теплоты с уходящими газами		%
	Потери теплоты от наружного охлаждения		%	рис. П1 [1]
	Потери тепла с физическим теплом шлаков		%		-
	Сумма тепловых потерь		%		3,825 +1+0+1,1+0 =5,925
	КПД котла брутто		%		100-5,925=94,075
	Энтальпия перегретого пара			табл. 3 [4]	3331,8
	Давление питательной воды		МПа	(1,15 ÷1,2)∙
	Энтальпия питательной воды			табл. 1[4]	632,2
	Величина непрерыв. продувки	П	%	задано	1,5
	Расход продувочной воды		кг/с
	Давление в барабане		МПа
	Энтальпия воды в барабане			табл.2 [5]	1109,428
	Полезно использованное тепло		кВт
	Полный расход топлива	В	кг/с
	Расчётный расход топлива	Вр	кг/с

Расчет топки

Для расчета топки необходимо знать площадь поверхности стен F_ст и объем топки V_т, которые определяются с помощью эскиза топки (см. рис.2), составляемого на основании рабочих чертежей котла.

Объем топки ограничивается осевой плоскостью экранных труб стен и потолка, поверхностью проходящей через первый ряд труб фестона или ширм, горизонтальной плоскостью, отделяющей верхнюю половину высоты холодной воронки пылеугольного котла. Нижняя часть холодной воронки в объеме топки не учитывается.

Рис.2 Эскиз топочной камеры

Таблица№8 Конструктивные характеристики топки

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Диаметр и толщина экранных труб		мм	по рабочему чертежу
	Поверхность фронтовой стены с потолком		м2	Расчет по эскизу топки
	Поверхность задней стены		м2	Расчет по эскизу топки
	Поверхность боковой стенки		м2	Расчет по эскизу топки	4,014+2,775+5,446+22,523=34,760
	Поверхность фестона		м2	Расчет по эскизу топки	(2,92+1,75)·4,28=19,987
	Поверхность окна фестона		м2	Расчет по эскизу топки	2,92·4,28=12,4976
	Суммарная поверхность стен топки		м2		50,12+23,54+2·34,760+12,498= =163,168
	Поверхность стен топки, занятая экранами		м2		163,168-19,987=143,181
	Шаг труб заднего экрана	Sз	мм	по рабочему чертежу
Шаг труб бокового и фронтового экрана	Sфр, Sбок	мм	исх.данные
	Поперечный шаг труб фестона	S1фест	мм	исх.данные
	Относительный шаг труб фр. и бок. эрк.	фб			110:60=1,83
	Относительный шаг труб заднего экр.	з			80:60=1,33
	Относительный шаг труб фестона	ф	¾
	Угловой коэф. фр. и бок. экранов	фб	¾
	Угловой коэффициент заднего экрана	Хз	¾
	Угловой коэффициент фестона		¾	рис П2 [3] ф =4; z=3	0,725
	Лучевоспринемающая пов. фр. и бок. экранов.	Нлэфб	м2		(2*34.76+50,12)0,834=99,78
	Лучевоспринемающая пов. заднего экр.	Нлээ	м2		23,54*0,934=21,9864
	Лучевоспринемающая пов. фестона	Нлэф	м2		19,987*0,725=14,49
	Суммарная лучевоспринимающая поверхность		м2	Нлэфб+ Нлээ+ Нлэф	99,78+21,9864+14,49=136,2568
	Степень экранирования		¾
	Объём топки		м3
	Расчетная высота заполняющего топку факела	hт	м	По эскизу топки	8,46
	Высота размещения горелок	hг	м	По эскизу топки	2,15
	Эффективная толщина излучающего слоя	S	м		3,6(148,773/163,168)=3,28

Таблица №9 Поверочный тепловой расчет топки

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчет
	Присос воздуха в системе пылеприготовления		¾	¾	¾
	Температура горячего воздуха		0С	табл. 2.1 [1]
	Энтальпия холодного воздуха			– таблица	381,478
	Энтальпия горячего воздуха			– таблица	3539,69
	Тепло, вносимое в топку с воздухом
	Полезное тепловыделение
	Адиабатная температура горения		0C	– таблица при	2189,013
	Предварительная температура ПС на выходе из топки		0C	Для жидкого и газообразного 1100-1200 , табл. 1.2 стр.6[3]
	Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки			– таблица при	21246,91
	Коэффициент сохранения тепла		¾
	Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания
	Коэффициент загрязнения		¾	табл. П17 [1]	0,65
	Коэффициент тепловой эффективности экранов		¾
	Критерий Больцмана		¾
	Параметр, характеризующий температурное поле в топке		¾	См. п.15[3]
	Для топочного объема, заполненная светящимся факелом		¾	, См. п.16[3]	0,1
	Соотношение содержания углерода и водорода		¾		2,883
	Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами при сжигании мазута и газа		¾		1,247
	Объёмная доля водяных паров		¾		0,176
	Объёмная доля водяных паров и трёхатомных газов		¾		0,262
	Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами(газовой средой)
	Давление в топочной камере, работающей под разряжением			принимаем 0,1	0,1
	Эффективная толщина изучающего слоя	S
	Коэффициент теплового излучения светящейся части факела при сжигании газового и жидких топлив		¾
	Коэффициент теплового излучения несветящихся газов		¾
	Коэффициент теплового излучения факела при сжигании газового и жидких топлив		¾
	Коэффициент ослабления лучей коксовыми частицами		¾	¾	¾
	Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами				¾
	Коэффициент ослабления лучей топочной средой		¾		1,347+0+0=1,347
	Коэффициент теплового излучения факела при сжигание твёрдых топлив				¾
	Интегральный коэффициент теплового излучения топки		¾	Для газообразных и жидких топлив по п.26
	Температура продуктов сгорания на выходе из топки		0С
	Проверка расчёта	¾	0С
	Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки при			– таблица	21246,91
	Количество лучистого тепла воспринятое в топке
	Объёмное теплонапряжение топки
	Проверка соответствия qv допустимому значению	-	-	по табл.П7[1]

Расчет фестона

Рис.3 Эскиз фестона

Таблица№10 Конструктивные характеристики фестона

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Диаметр и толщина труб		мм	по рабочему чертежу
Шаги труб:
	Поперечный		мм	по рабочему чертежу
	Продольный		мм	по рабочему чертежу
Относительные шаги труб:
	Поперечный		¾
	Продольный		¾
	Число труб в 1-м по ходу ПС поперечном ряду		шт.
	Число труб во 2-м и 3-ем ряду фестона		шт.
	Длина труб фестона -в 1-м ряду -во 2-м ряду -в 3-м ряду		м м м	По рабочему чертежу	5,1 4,4 3,45
	Общая длина труб фестона		м
	Теплообменная поверхность фестона		м2
	Сечение для прохода ПС		м2
	Эффективная толщина излучающего слоя		м

Таблица№11 Поверочный тепловой расчет фестона

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Температура продуктов сгорания перед фестоном		0C	из расчёта топки
	Энтальпия продуктов сгорания пред фестоном			– таблица	21184,297
	Температура продуктов сгорания за фестоном		0C		1047,1
		997,1
	Энтальпия продуктов сгорания за фестоном			– таблица	20119,11
	19054,11
	Тепловое восприятие по балансу
	Температура насыщения при давлении в барабане		0C	табл. 2 [5]
	Средняя температура продуктов сгорания		0C
	Температурный напор на входе фестона		0C		1097,1-255=842,1
	Температурный напор на выходе фестона		0C		1047,1-255=792,1
		997,1-255=742,1
	Средний температурный напор		0C
	Средняя скорость продуктов сгорания в газоходе
	Коэффициент теплоотдачи конвекцией			рис. П8 [1]
	рис. П8 [3]
	Температура загрязнённой стенки		0C		255+80=335
	Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами			-по рис. П4 [1]
	-по рис. П4 [1]
	Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами			-по рис. П5 [1]	¾
	-по рис. П5 [1]	¾
	Суммарная оптическая толщина запыленного потока		¾
	Коэффициент теплового излучения продуктов сгорания		¾
	Коэффициент теплоотдачи излучением			-по рис. П10 [1]
	-по рис. П10 [1]
	Коэффициент теплоотдачи от ПС к стенке
	Коэффициент тепловой эффективности		¾	табл. П14 [1]	0,85
	Коэффициент теплопередачи
	Тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи
	Расчётная температура продуктов сгорания на выходе из фестона		0C		982,8
	Действительное количество тепла, воспринятое фестоном				2405,43
	Энтальпия продуктов сгорания на выходе фестона			– таблица	18754,1