По заданному виду топлива и паропроизводительности D=20 т/ч (рпп=2,4 МПа, tпп=380 °C, tпв=100 °C, q2=7,2 %, топливо - мазут) котельного агрегата выбрать тип топки и коэффициент избытка воздуха. Определить теоретически необходимый расход воздуха и суммарный объем продуктов сгорания, приведенный к нормальным условиям; составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД (брутто); часовой расход натурального и условного топлива, пренебрегая непрерывной продувкой.
Решение
Для мазута принимаем тип топки-камерная, коэффициент избытка воздуха α=1,1.
Состав топлива:
Wp
Ap
Sp Cp Hp Np
Op
3,0 0,1 2,8 83 10,4 - 0,7
Теоретически необходимое количество воздуха
V0=0,0889∙Cр+0,265∙Hр+0,033∙Sр-0,033∙Oр=
=0,0889∙83+0,265∙10,4+0,033∙2,8-0,033∙0,7=10,204 м3/кг.
Теоретический объем продуктов сгорания:
VN20=0,79∙V0+0,8∙Nр100=0,79∙10,204+0,8∙0100=8,06 м3/кг;
VRO20=0,011,866∙Cр+0,7∙Sр=0,011,866∙83+0,7∙2,8=1,57м3кг;
VH2O0=0,111∙Hр+0,0124∙Wр+0,0161∙V0=
=0,111∙10,4+0,0124·3+0,0161∙10,204=1,356 м3/кг.
Суммарный объем продуктов сгорания, приведенный к нормальным условиям
Vr=VRO20+VN20+VH2O0+1,061V0(α-1)=
=1,57+8,06+1,356+1,061·10,204·(1,1-1)=12,07 м3/кг.
Тепловой баланс котельного агрегата устанавливает равенство между поступающим в котел количеством теплоты и его расходом. Тепловой баланс, отнесенный к 1 кг жидкого топлива, будет иметь вид
Qрр=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5,
где Qрр - теплота, которой располагают;
Q1- полезно использованная теплота;
Q2- потери теплоты с уходящими газами;
Q3- потери теплоты от химического недожога;
Q4- потери теплоты от механической неполноты сгорания;
Q5- потери теплоты в окружающую среду.
КПД котельного агрегата брутто будет
η=100%-q2-q3-q4-q5=100-7,2-0,5-0-1,3=91 %.
Значения q3,q4,q5 – определяются по приложениям.
Часовой расход натурального топлива без учета непрерывной продувки
B=D(hпп-hпв)Qнрη=20∙103(3200-929,3)38800∙0,91=1286кгч,
где hпп- энтальпия перегретого пара, определяется по известным давлению и температуре перегретого пара с помощью h-S диаграммы; hпв- энтальпия питательной воды определяется по уравнению hпв=4,19∙tн - энтальпия кипящей воды при давлении в конденсаторе; tн - температура насыщения при давлении в конденсаторе, определяется по таблицам физических свойств воды и водяного пара.
Часовой расход условного топлива рассчитывается по уравнению
Bут=BQнрQут=12863880029300=1703кгч.
Контрольные вопросы. Дайте определение высшей и низшей теплоты сгорания топлива. Как они связаны друг с другом? Опишите типы и назначения пароперегревателей, экономайзеров и воздухоподогревателей.
Под высшей теплотой сгорания понимают то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании вещества, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов сгорания
.
Низшая теплота сгорания соответствует тому количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании, без учёта теплоты конденсации водяного пара. Теплоту конденсации водяных паров также называют скрытой теплотой парообразования (конденсации).
Низшая и высшая теплота сгорания связаны соотношением:
Q B = Q H + k ( W + 9 H ) {\displaystyle Q_{B}=Q_{H}+k(W+9H)},
где k — коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг); W — количество воды в горючем веществе, % (по массе); Н — количество водорода в горючем веществе, % (по массе).
Воздухоподогреватель и экономайзер устанавливаются с целью понижения температуры газообразных продуктов сгорания, уходящих из парового или водогрейного котла, что позволяет уменьшить потери теплоты с уходящими газами.
В воздухоподогревателе нагревается воздух, подаваемый в топку и углеразмольные устройства, сушилки для щепы и другие устройства котлоагрегата. По принципу действия различают рекуперативные и регенеративные воздухоподогреватели.
Рекуперативные воздухоподогреватели работают с неподвижной поверхностью нагрева, через которую непрерывно передается теплота от продуктов сгорания к воздуху. В регенеративных воздухоподогревателях поверхность нагрева омывается попеременно продуктами сгорания, нагреваясь при этом, и воздухом, отдавая ему теплоту.
Основным видом рекуперативных воздухоподогревателей является трубчатый воздухоподогреватель (ТВП) с вертикально расположенной трубной системой. Эти воздухоподогреватели выполняют из стальных труб наружным диаметром 30—40 мм при толщине стенки 1,2—1,5 мм. Трубы прямые вертикальные, концами приварены к трубным доскам и расположены в шахматном порядке. Обычно внутри труб проходят продукты сгорания, теплота которых передается воздуху, движущемуся между трубами. Для образования перекрестного тока воздуха трубную систему по высоте делят на несколько ходов промежуточными перегородками — досками; в местах поворота установлены воздушные перепускные короба
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
