Дипломная работа: Технічні характеристики казана ГМ-30-150 Розрахунок теплової схеми котельні
Обсяг водяних пар:
, ,(9)
де d = 10 г/м3 - вологовміст палива, віднесене до 1 м3 сухого газу при t = 10 °С.
.
Теоретичний обсяг димових газів:
, (10)
.
Дійсна кількість повітря, що надходить у топлення, відрізняється від теоретично необхідного в α раз, де α – коефіцієнт надлишку повітря. Вибираємо коефіцієнт надлишку повітря на вході в топлення αт і присоси повітря по газоходах Δ? і знаходимо розрахункові коефіцієнти надлишку повітря в газоходах ?.
Таблиця 12. Присоси повітря по газоходах (? і розрахункові коефіцієнти надлишку повітря в газоходах ?²
Ділянки газового тракту | Dα | α² |
Топлення | 0,14 | 1,14 |
Конвективний пучок | 0,06 | 1,2 |
Наявність присосів повітря приводить до того, що обсяг продуктів згоряння буде відрізнятися від теоретичного, тому необхідно розрахувати дійсні обсяги газів і об'ємні частки газів. Тому що присоси повітря не містять трьохатомних газів, то обсяг цих газів від коефіцієнта надлишку повітря не залежить і у всіх газоходах залишається постійним і рівним теоретичному.
Таблиця 13. Характеристика продуктів згоряння в поверхнях нагрівання
Величина | Одиниця | Топлення, | Конвективний пучок |
Коеф. надлишку повітря | − | 1,14 | 1,2 |
м3 /кг | 9,06 | 9,65 | |
м3 /кг | 2,2 | 2,21 | |
м3 /кг | 12,31 | 12,91 | |
− | 0,084 | 0,081 | |
− | 0,178 | 0,171 | |
− | 0,262 | 0,252 |
Ентальпії теоретичного обсягу повітря й продуктів згоряння, віднесені до 1 м3 палива, що спалюється, при температурі (, (З, розраховують по формулах:
,(11)
,(12)
де , , , - питомі ентальпії повітря, трьохатомних газів, азоту й водяних пар відповідно.
Ентальпію продуктів згоряння на 1 м3 палива при a> 1 розраховуємо по формулі:
.(13)
Результати розрахунків по визначенню ентальпій при різних температурах газів зводимо в таблицю:
Таблиця 14. Визначення ентальпії продуктів згоряння в газоходах казана
u, °З | I0 в =V0 × (ct)в | IRO2 = VRO2 ×(cν)RO2 |
I0 N2 = = V0 N2 × (cν)N2 |
I0 H2O = = V0 H2O × (cν)H2O |
I0 г = IRO2 + + I0 N2 + I0 H2O |
30 | 379,4 | - | - | - | 379,4 |
100 | 973,0 | 175,76 | 1001 | 329,18 | 1505,9 |
200 | 2588,1 | 371,28 | 2002 | 662,7 | 3036 |
300 | 3921,1 | 581,36 | 3018,4 | 1009,4 | 4609,1 |
400 | 5273,6 | 802,88 | 4057,9 | 1364,6 | 6225,4 |
500 | 6655,3 | 1035,8 | 5112,8 | 1730,9 | 7879,5 |
600 | 8075,9 | 1270,88 | 6190,8 | 2108,8 | 9569,7 |
700 | 9525,6 | 1519,44 | 7284,2 | 2500,4 | 11304,1 |
800 | 10994,9 | 1772,1 | 8416 | 2910,3 | 13098,5 |
900 | 12464,1 | 2029,04 | 9571,04 | 3322,3 | 14922,4 |
1000 | 13972,2 | 2290,1 | 10733,8 | 3760,5 | 16784,3 |
1100 | 15519,3 | 2555,2 | 11896,5 | 4198,6 | 18650,4 |
1200 | 17066,4 | 2825,6 | 13051,5 | 4645,5 | 20522,9 |
1400 | 20199,4 | 3369,6 | 15469,6 | 5576,4 | 24415,3 |
1600 | 23381,0 | 3917,68 | 17877,10 | 6542,1 | 28346,2 |
1800 | 26553,1 | 4475,12 | 20343,4 | 7338,4 | 32356,9 |
2000 | 29812,7 | 5036,72 | 22822,8 | 8558,7 | 36416,2 |
2200 | 33072,2 | 5602,48 | 25333,0 | 9589,8 | 40525,3 |
3.5 Тепловий баланс казана й витрата палива
Тепловий баланс парогенератора виражає якісне співвідношення між теплотою, що надійшла в агрегат, називаною розташовуваною теплотою й сумою корисно використовуваної теплоти й теплових втрат.
Таблиця 15. Розрахунок теплового балансу казана
Найменування | Позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | Одиниця | Розрахунок |
Розташовувана теплота згоряння палива | Qр р | Qр н + Qв.н + iтл | кДж/м3 | 36764,6 |
Втрата теплоти від хімічної неповноти згоряння палива | q3 | Табл. 4−3 [2] | % | 0,5 |
Втрата теплоти від механічної неповноти згоряння палива | q4 | Табл. 4−3 [2] | % | 0 |
Температура газів, що йдуть | uух | На вибір, табл. 1−3 [2] | °З | 160 |
Ентальпія газів, що йдуть | Iух | По I−u таблиці | кДж/кг | 3042 |
Температура повітря в котельні | tх.в. | На вибір | °З | 30 |
Теоретична ентальпія повітря в котельні | I0 х.в. | По I−u таблиці | кДж/кг | 385,3 |
Втрата теплоти з газами, що йдуть | q2 | % | 6,99 | |
Втрата теплоти від зовнішнього охолодження | q5 | По мал. 3−1 [2] | % | 1,9 |
Сума теплових втрат | Σq | q5 + q4 + q3 +q2 | % | 9,4 |
КПД казана | hка | 100 - Σq | % | 90,6 |
Коефіцієнт збереження теплоти | φ | − | 0,98 | |
Температура води на вході в казан | t¢в | З розрахунку | °З | 70 |
Ентальпія води на вході в казан | I¢в | Табл. VI−6 [2] | кДж/кг | 294,6 |
Температура води на виході з казана | t¢¢в | З розрахунку | °З | 150 |
Ентальпія води на виході з казана | I¢¢в | Табл. VI−7 [2] | кДж/кг | 633,1 |
Витрата води через казан | Qпол | З розрахунку | кВт | 271 |
Витрата палива на казан | В | м3 /з | 1,047 |
3.6 Розрахунок теплообміну в топленні
Таблиця 16. Перевірочний розрахунок топлення
Величина | Позначення | Розрахункова формула або спосіб визначення | Одиниця | Розрахунок |
Сумарна площа лучевоспр. поверхні | Нл | табл. II−9 [2] | м2 | 126,9 |
Повна площа стін топкової камери | Fст | по конструктивних розмірах | м2 | 137,2 |
Коеф. тепловий ефект-ти лучевосп. поверхні | Ψср | − | 0,67 |