Поверочный тепловой расчет топки парового котла

Введение в проектирование котлов

Задачи проектирования котла: 1. Технологическая схема организации топлива

2. Тепловая схема котла

Тепловая схема котла – это совокупность технических решений по организации движения продуктов сгорания (ПС) и рабочего тела (РТ) в поверхностях нагрева и организации регулирования температуры перегрева пара.

Тепловая схема котла определяет организацию движения продуктов сгорания в газоходах котлах. • Это состояние газового тракта: наддув, уравновешенная тяга или разряжение, и компоновка котла. • Последовательность расположения поверхностей нагрева рабочего тела по ходу продуктов сгорания. • Условия теплообмена в поверхностях нагрева в зависимости от уровня температуры ПС. (конвективный, полурадиационный, радиационный) • Характер движения потоков теплоносителя в поверхности нагрева. (прямоток, противоток…)

• Способ регулирования температуры перегретого пара по трактам как высокого, так и низкого давления.

Начальные условия формирования тепловой схемы котла определяются техническим заданием на проект, а граничные условия – опорными точками по газовому, пароводяному и воздушному трактам. Выбор опорных точек должен обеспечить надежную работу поверхностей нагрева и котла в целом.

Основным документом для разработки проекта является техническое задание, которое содержит перечень основных требований к проектируемому объекту.

ТЗ может включать в себя: 1. Указания области назначения. Котел, предназначенный для выработки пара

2. Параметры назначения на номинальной нагрузке. a. Для всех котлов i. Паропроизводительность ii. Давление перегретого пара iii. Температура перегретого пара

iv. Температура питательной воды

b. Для котлов с промперегревом: i. Паропроизводительность по тракту низкого давления

ii. tпе.вт.

c. Если котел работает с ГТУ, то указывается: i. Мощность ГТУ NГТУ ii. Расход продуктов сгорания GПС iii. Температура за газовой турбиной tГТ’’ iv. Избыток воздуха в ПС на выходе из ГТ αГТ’’

3. Вид топлива. Указывается состав топлива и теплота сгорания.

a. Для газообразного топлива указывается плотность газа при н.у.

b. Для жидкого топлива указывается температура вспышки, застывания и зависимость вязкости от температур.

c. Для твердого топлива приводится состав золы, температурные характеристики золы t1, t2, tЗ, tн.ж., коэффициент размолоспособности кл.о., коэффициент абразивности, насыпной вес топлива, выход летучих Vdaf.

d. Возможно указание улучшенных, ухудшенных и расчетных характеристик топлива.

4. Степень газоплотности исполнения.

5. КПД котла для расчетного расхода топлива.

6. Диапазон изменения нагрузок котла. Dmin…Dmax.

7. Срок службы котла и режим работы. Обычно котел проектируется на 30 лет. В зависимости от режима различают базовые (все время на одной нагрузке), полупиковые (днем максимум, ночью минимум) и пиковые (как и полупиковые, только в выходные не работаем). Максимальный срок работы пикового котла – 10 лет. Полупиковые котлы проектируются на 15 лет.

8. Требования по экологии.

9. Обеспечение надежности оборудования. Обеспечивается выбором материалов и уровней температур.

10. Требования к показателю блочности оборудования. Здесь указывается число блоков (в %). Обычно показатель составляет 89-90%. Показатель блочности равен нулю, если все детали котла привезут на монтажную площадку по отдельности.

11. Требования к унификации. Мы должны по максимуму в котле использовать стандартные вещи.

12. Способ шлакоудаления.

13. Тип пусковой схемы для котла с промперегревом. Существует 1-байпасная (если ПП низкого давления не охлаждается при пуске) и 2-байпасная (если ПП низкого давления охлаждается при пуске).

14. Обеспечение требований ремонтопригодности и обслуживание. В процессе эксплуатации надо иметь доступ к поверхностям нагрева. Ремонтопригодность – возможность ремонта при выходе какого-либо узла из строя. Обслуживание – доступ к поверхности нагрева (лазы, люки, проемы).

15. Организация нагрева воздуха.

16. Организация подготовки топлива.

Так как расчеты котла ведутся также и не номинальную нагрузку, то желательно иметь зависимости Dпе.вт. = f(D), tпе.вт. = f(D), pвт.’ = f(D), tвт.’ = f(D), pпв. = f(D).

1.2 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Объемы воздуха и продуктов сгорания при сжигании твердых и жидких топлив
в атмосферном воздухе определяется по приведенным ниже формулам. Теоретическое
количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива
(коэффициент избытка воздуха α=1).

Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного
сгорания топлива (α=1)

,

.

Теоретические
объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с
теоретически необходимым количеством воздуха (α=1):

1)
азота

;

) трехатомных газов

;

) водяных паров

,

.

Коэффициент
избытка воздуха на выходе из топки

принимаем
.

Объемы
продуктов сгорания при избытке воздуха α>1

1)
водяных паров

;

)
дымовых газов

;

)
объемные доли трехатомных газов

;

.

Величины
объемов  и  подсчитываются
раздельно для топки и расположенных за ней поверхностей нагрева по средним
значениям коэффициента избытка воздуха. Результаты этих расчетов представлены в
виде таблицы (приложение А).

Число
колонок таблицы объемов воздуха и продуктов сгорания определяется количеством
поверхностей нагрева заданного котла и их компоновкой. Поэтому, прежде чем
приступать к составлению таблицы, указанной в приложении А необходимо
определить по чертежам и эскизам заданного котла число поверхностей нагрева.
Для традиционных компоновок поверхностей нагрева котлов средней мощности за
топкой расположены следующие поверхности нагрева: ширмы (ШПП), конвективный
пароперегреватель 2-ой и 1-ой ступеней (КПП₁ и КПП₂),
водяной экономайзер 2-ой ступени (ЭК₂), воздухоподогреватель 2-ой
ступени (ВП₂), водяной экономайзер 1 ступени (ЭК₁) и
воздухоподогреватель 1 ступени (ВП₁) (рисунок 1).

Рисунок
1 – Схема компоновки поверхностей нагрева котла:

–
топка, 2 -ШПП, 3 – КПП₂, 4 – КПП₁, 5 – ЭК₂, 6
– ВП₂, 7 – ЭК₁, 8 – ВП₁

Концентрация
золы в продуктах сгорания

,

где
а_ун – доля золы топлива, уносимой газами,

G_r –
масса продуктов сгорания.

Для
котлов с твердым шлакоудалением . Масса
продуктов сгорания определяется по формуле

.

Результаты
этих расчетов сведены в таблицу (приложение А).

После
определения компоновки поверхностей нагрева по газоходам котла, необходимо
принять величину коэффициента избытка воздуха на выходе из топки  и присосы воздуха в газоходах , где располагаются поверхности нагрева котла.

Присосы
воздуха в зависимости от принятой компоновки поверхностей нагрева по отдельным
газоходам (),

)
присосы воздуха в газоход ширмового пароперегревателя

;

2) присосы воздуха в газоход конвективного пароперегревателя

,

где
n – число ступеней;

)
присосы воздуха в газоход второй ступени водяного экономайзера

 ;

4) присосы воздуха в газоход второй ступени воздухоподогревателя

;

5) присосы воздуха в газоход первой ступени водяного экономайзера

;

6) присосы воздуха в газоход первой ступени воздухоподогревателя

.

Коэффициент избытка воздуха за i-ой поверхностью по ходу движения дымовых газов после топки определится
как

где  – присосы воздуха в i-ой поверхности нагрева.

1) избыток воздуха за ширмовым пароперегревателем

;

) избыток воздуха за конвективным пароперегревателем 2-ой ступени

) избыток воздуха за конвективным пароперегревателем 1-ой ступени

;

) избыток воздуха за второй ступенью водяного экономайзера

) избыток воздуха за второй ступенью воздухоподогревателя

) избыток воздуха за первой ступенью водяного экономайзера

) избыток воздуха за первой ступенью воздухоподогревателя

.

Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе каждой поверхности нагрева

где
.

1) в газоходе ширмового пароперегревателя

) в газоходе конвективного пароперегревателя (2 ступень)

) в газоходе конвективного пароперегревателя (1 ступень)

) в газоходе второй ступени водяного экономайзера

) в газоходе второй ступени воздухоподогревателя

) в газоходе первой ступени водяного экономайзера

) в газоходе первой ступени воздухоподогревателя

2.6 Конструктивный тепловой расчет чугунного экономайзера

Таблица 15 – Геометрические характеристики экономайзера

№	Наименование, условное обозначение, единицы измерения	Величина
1	Наружный диаметр труб d, мм	76х8
2	Толщина стенки труб s, мм	8
3	Размеры квадратного ребра b, мм b^, мм	150 146
4	Длина трубы l, мм	2000
5	Число труб в ряду zP, шт.	5
6	Поверхность нагрева с газовой стороны одной трубы, НТР, м2	2,95
7	Живое сечение для прохода газов одной трубы FТР, м2	0,120
8	Поверхность нагрева с газовой стороны одного ряда НР, м2	14,75
9	Живое сечение для прохода газов FГ, м2	0,6
10	Сечение для прохода воды fВ, м2	0,014
11	Поверхность нагрева экономайзера НЭК, м2	165,07
12	Количество рядов экономайзера nР, шт.	10
13	Количество петель nПЕТ, шт.	5
14	Высота экономайзера hЭК, м	1,5
15	Общая высота экономайзера с учетом рассечек S hЭК, м	2

d, s, b, b^ – принимаем по рисунку 3;

l, z_P –
принимается по таблице характеристик чугунных экономайзеров;

Н_Р и F_ТР –
принимается по таблице характеристик одной трубы ВТИ в зависимости от длины
трубы.

Поверхность нагрева с газовой стороны одного ряда равна:

Н_Р = Н_ТР* z_P.

Живое сечение для прохода газов равно:

F_Г = F_ТР* z_P.

Сечение для прохода воды одного ряда равно:

f_В = p* d2_ВН/4* z_P/106,

где d_ВН = d – 2s – внутренний диаметр трубы, мм.

Поверхность нагрева экономайзера равна:

Н_ЭК = Q_s.ЭК*В_Р*103/k*Dt, (2.6-1)

где Q_s.ЭК – тепловосприятие экономайзера, определенное по уравнению
теплового баланса, принимаем по таблице характеристик чугунных экономайзеров, В_Р
– секундный расход топлива, вычисленный в предыдущем задании, k – коэффициент теплопередачи, также
принятый по таблице характеристик чугунных экономайзеров, Dt – температурный напор определяем
также по таблице характеристик чугунных экономайзеров

Н_ЭК = 3140*0,133*103/22*115 = 304,35 м (2.6-2)

Количество рядов в экономайзере равно (принимается целое
четное число):

n_Р = Н_ЭК/ Н_Р = 304,35/17,7 = 16 (2.6-3)

Количество петель равно: n_ПЕТ = n_Р / 2 = 8. (2.6-4)

Высота экономайзера равна: h_ЭК = n_Р* b*10-3 = 10*150/1000 =1,5 м. (2.6-5)

Общая высота экономайзера с учетом рассечек равна:

S h_ЭК = h_ЭК + 0,5* n_РАС = 1,5 + 0,5*1 = 2 м, (2.6-6)

где n_РАС – количество ремонтных рассечек, которые ставятся через каждые
8 рядов.

Рисунок 3 – Труба ВТИ

Рисунок 4 – Эскиз чугунного экономайзера ВТИ.

Заключение

В данной курсовой работе мною был произведен тепловой и поверочный
расчет парового котла Е (ДЕ) – 6,5 – 14 – 225 ГМ, топливом для которого является
газ газопровода «Кумертау – Ишимбай – Магнитогорск». Определила температуру и
энтальпию воды, пара, и продуктов сгорания на границах поверхностей нагрева,
КПД котла, расход топлива, геометрические и тепловые характеристики топки и
чугунного экономайзера.

Список использованной литературы

1. 
Методические
указания к курсовому проекту по дисциплине «Котельные установки». Иваново.
2004.

2. 
Эстеркин Р.И.
Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. – Л.:
Энергоатомиздат. 1989.

3. 
Эстеркин Р.И.
Промышленные котельные установки. – 2-е перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат.
1985.

4. 
Тепловой расчет
котлов (Нормативный метод). – 3-е перераб. и доп. – Спб.: НПО ЦКТИ. 1998.

5. 
Роддатис К.Ф.
Справочник по котельным установкам малой производительности. – М. 1985.

6. 
Паровые и
водогрейные котлы. Справочное пособие. – 2-е перераб. и доп. Спб.: «Деан».
2000.

7. 
Паровые и
водогрейные котлы. Справочное пособие/ Сост. А.К.Зыков – 2-е перераб. и доп.
Спб.: 1998.

8. 
Липов Ю.М.,
Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. –
М.: Энергоатомиздат. 1988.

9. 
Александров А.А.,
Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара:
Справочник. – М.: Изд-во МЭИ. 1999.

Расчет и проектирование паровых котлов

Расчет и проектирование паровых котлов состоит из нескольких этапов: тепловой расчет топочной камеры, тепловой расчет поверхностей нагрева, аэродинамический расчет газового тракта в пределах котла, гидравлический расчет циркуляционного контура и выполнение чертежей готового котла в трех проекциях. В реальности такими расчетам занимаются проектные организации, поэтому мой сайт предназначен в основном для студентов телоэнергетического факультета, которые в процессе обучения выполняют курсовые работы по расчету котельных агрегатов или дипломные работы. Расчеты топочной камеры и поверхностей нагрева бывают двух видов: поверочный и конструктивный. Основной целью конструктивного метода является определение всех геометрических характеристик топки по заданному тепловосприятию ,которое в свою очередь определяется температурой на выходе из топки . В случае проведения поверочного теплового расчета, решается обратная задача, т.е. По известным геометрическим характеристикам, определяются величины.

Этапы

1. определение расчетных характеристик топлива
2. выбор способа шлакоудаления
3. выбор типа углеразмольных мельниц и обоснование выбора системы пылеприготовления (для твердотопливных котлов)
4. составление тепловой схемы котла
5. расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
6. расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
7. тепловой баланс котла
8. определение расхода топлива
9. выбор типа, размеров и способа компоновки горелок
10. выбор основных конструктивных характеристик топки
11. тепловой расчет топочной камеры
12. проверка компоновки топочной камеры

В процессе выполнения работы могут возникнуть проблемы, связанные с правильным определением температуры уходящих газов, а также проблемы, связанные с определением конструктивных размеров топки, которые решались при помощи метода последовательных приближений, для нахождения оптимальных значений.

При выполнении теплового расчета поверхностей нагрева парового котла его паропроизводительность, параметры пара и питательной воды являются заданными. Поэтому цель расчета состоит в выборе рациональной компоновки и определении размеров всех поверхностей нагрева котла (конструктивный расчет) или же в определении температур и тепловосприятий рабочего тела в поверхностях нагрева заданного котла (поверочный расчет).

Особенностью как конструкторского, так и поверочного теплового расчета является необходимость применения метода последовательных приближений, что значительно повышает трудоемкость вычислений.

Часто у студентов не хватает времени, а еще чаще терпения. Многие заходят в тупик, возникает масса вопросов. Или руки совсем опустились? Написав нам, мы поможем найти ответ на любые вопросы, выполнить расчеты, чертежи.

В нашей стране очень сильно развито индивидуальное строительство. Хорошо если дом строится в городе или населенном пункте где имеются централизованные коммуникации: водопровод, газопровод, канализация, электроснабжение, теплоснабжение, тогда с инженерным обеспечением дома проблем не возникает. Но когда хотя бы один из видов энергетического обеспечения отсутствует, то у владельца дома возникают проблемы, конструктивное решение которых целиком лежит на его плечах.

В данной статье возьмем например отсутствие теплоснабжения, тогда владельцу придется устанавливать собственный отопительный котел для отопления, либо устраивать печное отопление. Все это требует определенных теплотехнических расчетов, например расчет мощности котла. Есть умельцы которые пытаются сконструировать отопительные котлы собственными руками. Это могут быть газовые котлы, на твердом или жидком топливе. Конструкция у всех примерно одинаковая. К примеру сваривают топку, из листов метала или делают кирпичную, внутрь устанавливаю змеевик либо просто сверху устанавливают бак в котором нагревается вода. Соответственно все это делают без каких либо расчетов. В следствии получают котлы с низким КПД. Написав нам, мы поможем сделать необходимые расчеты и правильно сконструировать отопительный котел. Но советуем лучше покупать готовые изделия. Так же мы поможем посчитать необходимую мощность котла отопления.

Также на сайте будут выложены примеры расчета и вы сможете сделать все самостоятельно, но зачем трепать себе нервы?

Контакты:

Тепловой расчет парового котла

МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего
профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт –
Энергетический

Направление
(специальность) – Автоматизация технологических процессов и производств (в
теплоэнергетике)

Кафедра –
Автоматизации теплоэнергетических процессов

ТЕПЛОВОЙ
РАСЧЕТ ПАРОВОГО КОТЛА

Е-220-10-510
(БКЗ-220-100-4С)

Пояснительная
записка к курсовому проекту

по дисциплине
«Технологические процессы и производства ТЭС и АЭС»

ФЮРА
311.232.001 ПЗ

Выполнил:                   ____________ Гартунг М.Г.

студент гр. 6291

Руководитель, ____________ Визгавлюст Н.В.

ассистент кафедры ПГС

Томск – 2012

Введение

Тепловой расчет котла выполняется поверочным методом, целью которого
является оценка возможности работы и эффективности заданного котла в целом и
отдельных его компонентов при переводе на сжигание нового топлива.

Тепловой расчет котла включает ряд этапов: расчеты с топливом, расчет
объемов и тепловосприятии воздуха и продуктов сгорания, определение расхода
топлива, расчет топки, распределение тепловосприятии по элементам конвективной
шахты, водяного экономайзера или воздухоподогревателя. Выполнение поверочного
теплового расчета производится на основании исходных данных, представленных в
задании.

Расчетными теплотехническими характеристиками топлива являются
элементарный состав рабочей массы (СT, HT, , NT, ОT),
зольность АТ и влажность WT рабочего топлива, низшая
теплота сгорания , выход летучих на горючую массу Vdaf и тепловые характеристики золы (t_A, t_B, t_C).

. Расчет
элементарного состава и теплотехнических характеристик топлива, объемов и
энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Описание конструкции котла

По характеру движения рабочей среды парогенератор ТП-230 относится к агрегатам с естественной циркуляцией. Рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и не обогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами – коллекторами и барабанами. В обогреваемой части контура вода частично испаряется, образовавшийся пар отделяется от воды в барабанах и, пройдя через пароперегреватель, подается на турбину. Испарившаяся часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.

Парогенератор ТП-230 выполнен по П-образной схеме. В одной его вертикальной шахте расположена топочная камера, в другой экономайзер и воздухоподогреватель, вверху в поворотном горизонтальном газоходе размещается конвективный пароперегреватель.

Характерной особенностью парогенераторов этой серии является наличие двух барабанов, соединенных по пару и воде между собой пароперепускными трубами. Начальная стадия отделения пара от воды происходит в основном в разделительном барабане меньшего диаметра. Последующее осушение пара происходит в основном барабане большего диаметра. Водоопускные трубы включены в основной барабан около его нижней образующей.

Размещение над топочной камерой двух барабанов хорошо компонуется с конструкцией топочных экранов. Сверху топка ограничивается потолочными трубами, которые являются продолжением труб фронтального экрана и включаются верхними концами непосредственно в разделительный барабан.

Дымовые газы выходят из топочной камеры через разведенные (фестонированные) в 4 ряда трубы заднего экрана, также включенные верхними концами в разделительный барабан.

Подъемные трубы работают друг с другом параллельно, однако их конфигурация, длина, освещенность факелом различна. Для обеспечения надежной циркуляции их группируют в отдельные контуры. В контур циркуляции включают подъемные трубы, идентичные по своему гидравлическому сопротивлению и тепловой нагрузке. Каждый отдельный контур имеет свои опускные трубы. В котле ТП-230 16 контуров циркуляции: по 3 контура на боковых экранах и по 5 на фронтовом и заднем экранах.

Пароперегреватель чисто конвективного типа. Регулирование температуры перегретого пара производится двумя пароохладителями поверхностного типа. Охлаждение и частичная конденсация пара осуществляется за счет нагрева части питательной воды, отводимой с этой целью из питательной линии в пароохладитель.

Двухступенчатый экономайзер, служащий для подогрева питательной воды уходящими газами, состоит из отдельных пакетов змеевиков.

Трубчатый воздухоподогреватель, предназначенный для нагрева дутьевого воздуха, транспортирующего угольную пыль при сжигании твёрдого топлива и подаваемого в зону горения топлива, состоит из двух ступеней, между которыми размещается нижняя часть (ступень) экономайзера.

Расчет теплообмена в топке

4.1 Геометрические характеристики топки

Геометрические характеристики топки определяем по чертежу котла ТП-230, учитывая рекомендации, изложенные в § 4.1 (2).

При расчёте теплообмена в топочной камере её объём , м3, определяется по чертежам котла. Границами объёма являются осевые плоскости экранных труб или обращённые в топку поверхности защитного огнеупорного слоя; в местах, не защищённых экранами – стены топочной камеры. В выходном сечении камеры её объём ограничивается плоскостью, проходящей через оси первого ряда труб ширм, фестона или котельного пучка. Нижней границей объёма топки является под. При наличии холодной воронки за нижнюю границу объёма топки условно принимается горизонтальная плоскость, отделяющая её нижнюю половину (см. рис. 6.1 (1)).

1) Площади поверхностей стен:

где площадь соответственно задней, фронтовой и боковой стены, м2;

площадь фестона (плоскость проходящая через оси первого ряда труб фестона), м2;

м2 ширина топочной камеры;

м2 глубина топочной камеры.

Полная поверхность стен:

Поверхность стен, занятая горелками:

где м – диаметр выходной амбразуры горелки.

Поверхность стен, занятая экранами:

2) Объем топочной камеры:

3) Лучевоспринимающую поверхность стен определяем по формуле (6-06а) (1):

где – площадь i-ой стены, занятая экраном, м2;

– угловой коэффициент i-го экрана (см. номограмму 1 (1)).

Угловой коэффициент гладкотрубных экранов определяется в зависимости от их конструкции (см. п. 6-06 (1)).

Для фестона =1. Для настенных топочных экранов угловой коэффициент  можно рассчитать по формуле (4.31) (2). Диаметр и шаг труб всех экранов одинаковы. Поэтому лучевоспринимающая поверхность экранов вычисляется совместно по одному значению углового коэффициента . Диаметр экранных труб d = 76 мм, шаг труб S = 95 мм, S/d = 1,25. Относительное расстояние от труб до стены /d = 57,5/76 » 0,8.

 = 1- 0,2(S/d- 1) = 1- 0,2(95/76 – 1) = 0,95,

где S/d – относительный шаг труб настенного экрана;

3) Определяем степень экранирования топки:

4) Эффективная толщина излучающего слоя топки рассчитывается по формуле (6-07) (1):

где – объём топочной камеры, м3; F_ст − полная поверхностьстен топки, м2.

5) Расчетное тепловое напряжение топочного объема определяем по формуле (4.8) (2):

Допустимое тепловое напряжение топочного объема определяем по табл. XVIII (1): =180 кВт/м3.  нормативное требование выполняется.

4.2. Коэффициент теплового излучения топочной камеры

Коэффициент теплового излучения топочной камеры x_т введен вместо применявшейся ранее степени черноты топки e_т. Он является радиационной характеристикой излучающего тела и зависит только от его физических свойств и температуры.

Поглощательная способность (степень черноты) e_т характеризует степень поглощения падающего излучения и дополнительно зависит от спектра этого излучения. Для серых и черных тел эти два коэффициента x_т и e_т численно равны. Для определения температуры газов на выходе из топки рассчитывают коэффициент теплового излучения топки x_т.x_т определяется коэффициентом излучения газового факела x_ф, заполняющего топочный объем, и тепловой эффективностью экранных поверхностей y_ср. x_трассчитывается по формуле (4.36)(2):

где – коэффициент излучения газового факела;

– коэффициент тепловой эффективности экранных поверхностей.

Коэффициент излучения газового факела x_ф зависит от температуры  газов на выходе из топки (от абсолютной температуры  газов на выходе из топки). При выполнении расчётов сначала задаются  по табл. 4.7 (2) (см. стр. 38, 39 (2)), а затем рассчитывают её значение. Принятое и расчётное значение не должны отличаться более чем на 100 °С.

1) Коэффициент излучения газового факела при сжигании твердых топлив определяем по формуле (4.37) (2):

где – оптическая толщина поглощения топочной среды;

– коэффициент ослабления (поглощения) лучей топочной средой, 1/(м ∙МПа);

– давление газов в топочной камере, МПа, для топок, работающих под разрежением и с наддувом не более 5 кПа, принимают

р= 0,1МПа;

S – эффективная толщина излучающего слоя, м. (S= 6,62 м).

Коэффициент k 1/(м∙МПа), ослабления лучей топочной средой определяем по формуле (4.39) (2):

где  – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, 1/(м∙МПа);

 – коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, 1/(м∙МПа);

− коэффициент ослабления лучей горящими коксовыми частицами, по рекомендациям, изложенным в (2) стр. 43, принимаем =0,5 1/(м∙МПа).

По формуле (4.40) (2) определяем коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

2.3 Расчет и составление таблиц энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Построение I – ν диаграммы

Энтальпии воздуха и продуктов сгорания считаются для каждого
значения коэффициента избытка воздуха α в области, перекрывающей ожидаемый
диапазон температур в газоходе.

Таблица 6 –Энтальпии 1 м3 воздуха и
продуктов сгорания.

t, °С	(сt) СО2	(сt) N2	(сt) H2O	(сt) в
кДж/м3
2000	4844	2965	3926	3066
1800	4305	2644	3458	2732
1600	3769	2324	3002	2403
1400	3239	2009	2559	2076
1200	2717	1705	2132	1754
1000	2213	1398	1723	1438
800	1712	1098	1334	1129
600	1231	808	969	830
400	776	529	626	542
200	360,0	261,0	304,0	267,0
100	171,7	130,1	150,5	132,7

Таблица 7 –Энтальпии воздуха и продуктов сгорания при
α > 1.

Поверхность нагрева	t°С	I0.r	Iв	(α – 1) Iв	Ir	ΔIr
кДж/м3
Топка, вход в конвективный пучок и пароперегреватель αТ = 1,12	2000	36594,4	29862,8	3583,5408	33010,83	3678,39
1800	32525,6	26609,7	3193,1616	29332,44	3647,7
1600	28493,4	23405,2	2808,6264	25684,73	3577,04
1400	24534,1	20220,2	2426,4288	22107,69	3454,64
1200	20703,1	17084	2050,0752	18653,05	3427,6
1000	16906,2	14006,1	1680,7344	15225,46	3335,47
800	13209,6	10996,5	1319,5752	11889,98
Конвективный пучок и пароперегреватель αК.П = 1,19	1000	16906,2	14006,1	2381,0404	14525,15	3184,99
800	13209,6	10996,5	1869,3982	11340,16	3051,33
600	9663,15	8084,2	1374,314	8288,836	2909,43
400	6276,85	5279,08	897,4436	5379,406	2759,2
200	3062,31	2600,58	442,0986	2620,211
Экономайзер αЭК = 1,24	400	6276,85	5279,08	1266,9792	5009,871	2571,7
200	3062,31	2600,58	624,1392	2438,171	1232,32
100	1516,05	1292,5	310,19952	1205,846

Данные для расчета энтальпий принимаются по таблицам 4 и 6. Энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха a = 1 и температуре газов t, °С, рассчитывается по формуле:

 (2.3-1)

Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха для
полного сгорания газа при температуре t, °С, определяется по формуле:

 (2.3-2)

Энтальпия действительного объема дымовых газов на 1 м3
топлива при температуре t, °С:

 (2.3-3)

Изменение энтальпии газов:

 (2.3-4)

где  – расчетное
значение энтальпии;  – предыдущее по
отношению к расчетному значение энтальпии. Показатель
 снижается по мере
уменьшения температуры газов t, °С. Нарушение этой закономерности
указывает на наличие ошибок в расчете энтальпий. В нашем случае это условие
соблюдается. Построим I – ν диаграмму по данным таблицы 7.

Рисунок 1 – I –
ν диаграмма

Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива

3.1 Тепловой баланс котельного
агрегата

Составление теплового баланса
котельного агрегата заключается в установлении равенства между поступившим в
агрегат количеством тепла, называемым располагаемым теплом, и суммой полезно
использованного тепла и тепловых потерь. На основании теплового баланса
вычисляются КПД котла и необходимый расход топлива.

Располагаемую теплоту 1 кг сжигаемого
топлива , кДж/кг,
определяем по формуле (3.4)

где − низшая теплота сгорания
рабочей массы топлива, МДж/кг;

− физическая теплота
топлива, кДж/кг, учитывается для жидких и сильновлажных твердых топлив, когда WР>1,6. Для Анадырского угля марки 3Б
принимаем =0;

Q_внш − теплота, подводимая к воздуху
от внешнего источника, кДж/кг, Q_внш = 0;

Q_пф − теплота, вносимая в топку
при распылении мазута паром, кДж/кг, Q_пф = 0;

Q_к − теплота, поглощаемая при сжигании сланцев,
кДж/кг, Q_к =0.