Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива

Содержание: 1. Исходные данные …………………………………………………………………………. 3 2. Конструктивные характеристики парогенератора ……………………………………... 4 3. Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. 3.1. Определение коэффициента избытка воздух в топке и присосов воздуха по отдельным газоходам ……………………………………………………………………….. 5  3.2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания топлива ………………………….. 6 3.3. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания …………………………………. 9 4. Расчетный тепловой баланс, КПД и расход топлива ……………………………........... 13 6. Расчет конвективных газоходов. 6.1. Расчет первого конвективного газохода ………………………………………….. 22 6.2. Расчет второго конвективного газохода ………………………………………….. 25 8. Список используемой литературы ……………………………………………………... 31     1. Исходные данные. Населенный пункт: Новосибирск Котел ДЕ-10-14 Расчетная паропроизводительность D=10 т/ч; Рабочее давление котла: 1МПа Топливо: газ, месторождение Газли Коган . Состав топлива и его характеристики: =95,4 % ;     =2,6 % ;    =0,3 % ; =0,2 % ;    =0,2 % ;      =1,1 % ; =0,2 % . Низшая теплота сгорания Qнр=36590 кДж/м3 Площадь жилмассива, м2 Fж= 7500 Расход пара на технологические нужды, т/час Dтех= 2             Доля возврата конденсата от технологических потребителей Кв= 75 %.       2. КОНСТРУКТИВНЫЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОГЕНЕРАТОРА.   Парогенераторы ДЕ. Паровые котлы типа ДЕ выпускаются производительностью 4; 6,5; 10 и 25 т/ч и давлением 1,4 и 2,4 МПа. В качестве топлива в них используют природный газ или мазут. В отличие от ДКВр и КЕ в котлах ДЕ применена но­вая компоновка топки. Она расположена справа от конвективно­го пучка и имеет глубину, равную длине котла. Гоночная камера отделена от конвективного пучка глухой мембранной перего­родкой, выполненной из труб с вваренными между ними сталь­ными полосками (подставками). Длина верхнего и нижнего ба­рабана одинакова. Настенные трубы установлены на всех стен­ках конвективного газохода, и они соединяют верхний барабан с нижним.Топочная камера экранирована со всех сторон. Ширина топочной камеры всех парогенераторов серии ДЕ одинакова и составляет 1830 мм, глубина топки меняется в зависимости от паропроизводительности от 1980 до 7200 мм. Продукты сгора­ния из топки через окно, расположенное с левой стороны в кон­це топки, направляются в конвективную поверхность нагрева.У парогенераторов производительностью 4; 6,5 и 10 т/ч конвек­тивный газоход разделён перегородкой на две части, агрегаты производительностью 16 и 25 т/ч не имеют продольной перего­родки и в один ход омывают всю конвективную поверхность. Опускными трубами являются последние по ходу газов трубы конвективного пучка и трубы, вынесенные от верхнего барабана за пределы газохода. Котлоагрегаты ДЕ различных типоразме­ров имеют один поперечный профиль, отличаются длиной и ор­ганизацией движения дымовых газов в конвективном газоходе и на выходе из котла. На котлах производительностью от 4 до 10 т/ч устанавлива­ются горелки типа ГМ, на котлах производительностью 16 и 25 т/ч - аналогичные горелки типа ГМП с камерой предвари­тельной газификации. Обмуровка стенок котлов выполняется, как правило, трех­слойной. Причем в первом слое применяется огнеупорный кир­пич, все остальные слои состоят из изоляционных плит. Снару­жи поверхность стен обшивается стальными листами.  

РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ И ЭНТАЛЬПИЙ ВОЗДУХА И ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ.

Определение коэффициента избытка воздуха в топке и присосов воздуха    по отдельным газоходам.

Коэффициент избытка воздуха в топке α_т есть отношение действительно необходимого количества воздуха V к теоретиче­ски необходимомуV⁰: α_т= V/V⁰>1. При сжигании топлива в топках принимается в зависимости от вида топлива, способа его сжигания и типа топочного устройства.

Согласно [1] при сжигании природного газа V⁰ рекоменду­ется приниматьα_т= 1,05 - 1,15 , при сжигании мазута α_т= 1,15-1,25 и при сжигании угольной пыли α_т = 1,25 — 1,35.

Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам увеличивается. Это обусловлено тем, что газоходы работают под разряжением и воздух из окружающей среды через неплотности в обмуровке присасывается в газовый тракт. Обычно при расчётах температуру присосанного в ко­тельной воздуха принимают равной30°С.

Коэффициент избытка воздуха по мере движения продуктов сгорания по газоходам увеличивается. Это обусловлено тем, что газоходы работают под разряжением и воздух из окружающей среды через неплотности в обмуровке присасывается в газовый тракт. Обычно при расчётах температуру присосанного в ко­тельной воздуха принимают равной30°С.

Присос воздуха принято выражать в долях теоретически не обходимого для горения:

∆α=∆V_прс/ V⁰,                         (3.1)

где ∆V_прс- количество воздуха, присасываемого в соответст­вующий газоход агрегата; V⁰ - теоретический объём воздуха для сжигания топлива.

Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева подсчитывается прибавлением кα_т соответствующих присосов:

∆α=α_т+∑∆α_i(3.2)

Здесь ∆α_i - присос воздуха в отдельном газоходе, можно при­нять по [1] или табл.3.2.

Таблица 3.2

Расчётные значения присосов воздуха в топку и в газоходы паровых котлов при номинальной нагрузке

 

Топочные камеры и газоходы

∆α

Топочные камеры пылеугольных паровых котлов Слоевые топки и камерные для сжигания газа и мазута  Конвективный газоход: первый                                     второй Водяной экономайзер: чугунный                                                       стальной Воздухонагреватели трубчатые, на одну ступень Золоуловители циклонные и батарейные Газоходы на каждые 10 м длины: стальные                                                        кирпичные

0,050,100,050,100,100,08                               0,06                         0,05                          0,01                           0,05

 

 

Принимаем α_т=1,10

Из формулы (3.2):

α_тʺ=1,10+0,1=1,2

α_гIʺ=1,2+0,05=1,25

α_гIIʺ=1,25+0,1=1,35

α_вэʺ=1,35+0,08=1,43

Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания топлива

При тепловом расчёте парогенераторов необходимо опре­делить теоретические и действительные объёмы воздуха и про­дуктов сгорания. Расчёты проводятся на 1 кг при сжигании твёрдых и жидких топлив и на 1 м³ - при сжигании газов.

Это производится в такой последовательности:

1. Определить теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания:

при сжигании твёрдых и жидких топлив, м³/кг: 

V⁰ = 0,0476(0,5СО+0,5 Н₂ +1,5 Н₂S+∑(m+n/4) С_m Н_n- O₂);                 (3.3)

V⁰ = 0,0476(0,5*0+0,5*0 +1,5*0+∑(1+4/4) 95,4+(2+6/4) 2,6+(3+8/4) 0,3+(4+10/4) 0,2+(5+12/4) 0,2-0)=9,72 м³/кг;

 

2.Определите теоретический объём азота в продуктах сгорания при сжигании твёрдых и жидких топлив, м³/кг:

 

                        V⁰_N2= 0,79 V° + 0,001 N^p;                                                                   (3.4)

V⁰_N2=0,79*9,72+0,001*1,1=7,68см³/кг

 

3.Определить объём трёхатомных газов в продуктах сгоранияпри сжигании твёрдых и жидких топлив, м³/кг:

 

V_RO2 = 0,01 (С О₂ + СО + Н₂S +∑(1* С Н₄+2 С₂ Н₆+5 С₅ Н₈+4 С₅ Н₈+4 С₄ Н₁₀ +5 С₅ Н₁₂ )=0,01(0,2+)0+0+∑(1*95,4+2*2,6+3*0,3+4*0,2+5*0,2)=1,035                                        (3.5)

4.Определить теоретический объём водяных паров в продуктах сгорания:

при сжигании твёрдых и жидких топлив, м³/кг:

 

V⁰н₂о = 0,01(Н₂S + Н₂+∑n/2 * С_m Н_n +0,124* α_т)+0,161V⁰=0,01(0+0+∑(4/2*95,4+3*2,6+4*0,3+5*0,2+6*0,2)+0,0161*9,72=2,1765м³/к;  (3.6)

5.Определить средний коэффициент избытка воздуха для каж­дой рассчитываемой поверхности нагрева:

 

                                  α_ср= (α' + α")/2,                                                       (3.7)

 

где α' и α" - коэффициенты избытка воздуха перед газоходом и после него.

 

α_{т ср}= 1,15

     α_{I ср}= (1,2 +1,25)/2=1,225

     α_{II ср}= (1,25 + 1,35)/2=1,3

     α_{вэ ср}= (1,35 + 1,43)/2=1,39

 

6.Определить избыточное количество воздуха для каждого газохода:

V^е_из6= (α_ср- 1) V⁰                      (3.8)

 

V^е_из6=(1,15-1)*9,72=1,458

V^е_из6=(1,225-1)* 9,72=2,187

V^е_из6=(1,3-1)* 9,72=2,916

V^е_из6=(1,39-1)* 9,72=3,8

 

 

7.Определить действительный объём водяных паров для твёр­дых и жидких топлив, м³/кг:

V_H20=V⁰_Н2О+0,0161(α_ср- 1) V°            (3.9)

 

V_H20=2,1765+0,0161*1,458=2,2м³/кг

V_H20=2,1765+0,0161*2,187=2,21 м³/кг

V_H20=2,1765+0,0161*2,916=2,22м³/кг

V_H20=2,1765+0,0161*3,8=2,24м³/кг

 

 

8.Определить действительный суммарный объём продуктов сгорания для твёрдых и жидких топлив, м³/кг:

 

V_Г=V⁰_R02 +V⁰_N2 +(α_cp- 1)V⁰+V_H2o+0,0161(α_cp- 1) V°.(3.10)

V_Г=1,035+7,68+1,458+2,2=12,37м³/кг

V_Г=1,035+7,68+2,187+2,21=13,112м³/кг

V_Г=1,035+7,68+2,916+2,22=13,85м³/кг

V_Г=1,035+7,68+3,8+2,24=14,75м³/кг

 

9.Определить объёмные доли трёхатомных газов и водяных па­ров, а также суммарную объёмную долю по формулам

                                                                r_RO2=V_RO2/V_Г                                                   (3.11)

r_RO2=1,035/12,37=0,084

r_RO2=1,035/13,112=0,079

 

 

r_RO2=1,035/13,85=0,075

r_RO2=1,035/14,75=0,070

 

r_НO2=V_Н2О/V_Г                                                            (3.12)

r_Н2О=2,2/12,37=0,178

r_Н2О=2,21/13,112=0,168

r_Н2О=2,22/13,85=0,160

r_Н2О=2,24/14,75=0,152

 

 

r_П=r_RO2 + r_RO2                                                            (3.13)

r_П=0,084+0,178=0,262

r_П=0,079+0,168=0,247

r_П=0,075+0,160=0,235

r_П=0,070+0,152=0,222

 

Результаты расчетов действительных объемов продуктов сгорания по всем газоходам и других параметров сводятся в таблице 3.3.

 

 

Величина	Расчетная формула	Теоретические объемы: V0=9,72 м3/кг; V0N2 = 7,68 м3/кг; VRO2=1,035м3/кг; VH20=2,1765м3/кг;
		Участки газового тракта
		Топка	Конвективные пучки		Водя-ной эконо-майзер Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 528; Мы поможем в написании вашей работы! Поделиться с друзьями: Мы поможем в написании ваших работ! . . © 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.049)