Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов (150990)

Посмотреть архив целиком

Федеральное агентство по образования и науке РФ

Иркутский государственный технический университет

Кафедра теплоэнергетики











Расчетно-графическая работа

по дисциплине "Анализ теплотехнической эффективности оборудования" на тему:

"Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов"



Выполнил:

студент гр. ТЭ-06-1

Константинов В.В.

Проверил:

доцент кафедры ТЭ

Картавская В.М.



Иркутск 2009 г.



Введение


Полнота передачи располагаемой теплоты топлива в котле к рабочей среде определяется коэффициентом полезного действия (КПД) котла брутто. Коэффициент полезного действия котла брутто можно определить, установив сумму тепловых потерь при его работе [4]:



Такой метод определения называют методом обратного баланса. Погрешность определения КПД методом обратного баланса зависит от точности измерения тепловых потерь котлом. Каждая из них определяется со значительной погрешностью [5] , но относительная доля тепловых потерь составляет около десятой части общей теплоты топлива.

Среднестатистические данные по тепловым потерям q3, q4, q5 приведены в нормативном методе тепловых расчетов, потери теплоты топлива q2, q6 определяются расчетом.

Наибольшее значение из тепловых потерь имеет отвод теплоты из котла с уходящими газами q2. Она составляет q2 = 4,5-12,0%. При сжигании малореакционных твердых топлив (каменный уголь) в зависимости от способа сжигания могут оказаться значительными потери теплоты с механическим недожогом топлива (q4=2-5%). Остальные потери в сумме не превышают обычно 1%.

Целью расчетно-графической работы является определение КПД котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича и оценка погрешности его расчетов относительно расчетного.






Задание


Составить тепловой баланс котлоагрегата по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича М.Б. и определить КПД котла.

Исходные данные

Доля золы топлива в уносе: аун=0,95;

Содержание горючих в золе-уносе: сун=3 %.


Таблица 1. Техническая характеристика котлоагрегата

Основные сведения

Характеристика

Марка котлоагрегата

ГОСТ 3619-69

Е-50-3,9

Заводская

БКЗ-50-3,9

Производительность

т/ч

50

Параметры пара

Давление на выходе Р, МПа

3,9

Температура t, °С

440

Топливо

Березовскийбурый уголь

Расчетный КПД брутто , %

91,8

Температура уходящих газов, ºС

145


Таблица 2. Расчетные характеристики топлива из [3]

Месторождение

Марка

Элементарный состав на рабочую массу

топлива, %

Низшая теплота сгорания , МДж/кг,(ккал/кг)

Выход летучих

,%

Березовское

Б2Р

Влажность, WP

Зольность , AP

Сера, SP

Углерод, CP

Водород, HP

Азот, NP

Кислород, OP

15,67 (3740)

48,0

33,0

5,4

0,26

36,3

4,3

0,6

20,2






  1. Расчет объемов воздуха и продуктов горения


Расчет объемов воздуха и продуктов горения ведется на 1кг рабочего топлива при нормальных условиях (0оС и 101,3 кПа) по [6].

Теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при α=1, определяется по формуле


м3/кг.


Теоретические объемы продуктов горения (при α=1):

объем трехатомных газов


м3/кг;


объем водяных паров


м3/кг;


объем азота


м3/кг;


объем влажных газов


м3/кг;






объем сухих газов


м3/кг.


Действительные объемы воздуха и продуктов сгорания (при αух=1,4):

объем водяных паров


м3/кг;


объем дымовых газов


м3/кг;


объем сухих газов


м3/кг;

м3/кг.


2. Определение обобщенных характеристик топлива


Жаропроизводительность топлива – температура, до которой нагревались бы образующиеся продукты сгорания, если бы сгорание происходило в адиабатических условиях без подогрева воздуха и при стехиометрическом [соответствующем строго реакции горения (α=1)] расходе воздуха по [6].

Жаропроизводительность топлива без учета влаги в воздухе по [4]






ºС,


где =4,5563 м3/кг – объем влажных газов.

Жаропроизводительность топлива с учетом влаги в воздухе по [4]


ºС.


Жаропроизводительность топлива с учетом расхода теплоты на расплавление золы и влаги, содержащейся в воздухе по [4]:


ºС.


Максимальное теплосодержание сухих продуктов горения топлива по[4]


ккал/м3.


Изменение объема сухих продуктов горения в действительных условиях и при теоретических по[4]


.


Соотношение объемов влажных и сухих продуктов горения при α=1 по[4]





.


Отношение средней теплоемкости не разбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к их теплоемкости в температурном интервале 0ºС до tмакс=2042,26ºС по табл. 14-12 [5] c' = 0,835.

Отношение средней теплоемкости 1м3 воздуха в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к теплоемкости 1м3 неразбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5] k = 0,79.

Содержание трехатомных газов в сухих газах по [4]


.


Максимальное содержание трехатомных газов в сухих газах по[4]


.


3. Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича М.Б. и КПД (брутто) котлоагрегата


Составление теплового баланса котлоагрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством теплоты, называемым располагаемой теплотой , и суммой полезно использованной теплоты и тепловых потерь . На основании теплового баланса вычисляется КПД и необходимый расход топлива.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид (в абсолютных величинах), кДж/кг:


.


Принимая за 100%, находим составляющие баланса (qi) в относительных единицах. Тогда .

КПД котлоагрегата (брутто) по обратному балансу


,


где q2=6,22% – потери теплоты с уходящими газами; q3 = 0% – потери теплоты в котлоагрегате с химическим недожогом; q4 = 0,33% – потери теплоты в котлоагрегате от механической неполноты сгорания топлива; q5 = 0,935% – потери теплоты от наружного охлаждения; q6 = 0,00096% – потери с физической теплотой шлаков.

Относительная погрешность определения КПД котлоагрегата (брутто) методом обратного баланса составила:


.


Потери теплоты с уходящими газами по [4]


,


где tух=145ºС – температура уходящих газов; tхв=30ºС – температура холодного воздуха; tмакс =2015,86ºС – жаропроизводительность топлива с учетом влаги в воздухе; c'=0,835-отношение средней теплоемкости не разбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к их теплоемкости в температурном интервале 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5]; h – изменение объема сухих продуктов горения в реальных условиях и при теоритических;– соотношение объемов влажных и сухих продуктов горения при α=1; k = 0,79 отношение средней теплоемкости 1м3 воздуха в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к теплоемкости 1м3 неразбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5].

Потери теплоты в котлоагрегате по [4] с химическим недожогом отсутствуют q3=0%.

Потери теплоты по [4] в котлоагрегате от механической неполноты сгорания топлива


%,


где Qун – теплота сгорания уноса, отнесенная к 1м3/кг продуктов горения, ккал/м3; P – максимальное теплосодержание сухих продуктов горения топлива, ккал/м3.

Теплота сгорания уноса, отнесенная к 1м3 продуктов горения [4]:


ккал/м3,


где aун=0,95 – доля золы топлива в уносе; сун=3% – содержание горючих в золе-уносе.

Потери теплоты от наружного охлаждения котлоагрегата принимаются по рис. 4-9 из [2] при номинальной нагрузке (50т/ч) и составляют .

Потери с физической теплотой шлаков рассчитываются по формуле [6]


,


где ашл=1 – аун = 1–0,95=0,05 – доля золы в шлаке по табл.2.6 из [6]; t)шл=0,56 кДж/кг – энтальпия шлака при твердом шлакоудалении при температуре tшл=600ºС по табл.3.5 из [6].





Случайные файлы

Файл
2094-1.rtf
15245-1.rtf
101014.rtf
17476-1.rtf
10375-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.