Энтальпии воздуха и
продуктов сгорания
Энтальпия
теоретически необходимого воздуха определяется по формуле:
Энтальпия
теоретического объёма дымовых газов:
Энтальпия
действительного объёма продуктов сгорания:
Энтальпия
золы в дымовых газах:
Так как приведённая
величина уноса золы 
, то энтальпией золы при определении
энтальпии действительного объёма продуктов сгорания пренебрегаем.
Таблица 2. Удельные энтальпии
воздуха и газов (ккал/м3) при заданных температурах.
|
Температура, °С |
Воздух (ct)в |
Углекислый газ (cv)CO2 |
Азот (cv)N2 |
Водяные пары (cv)H2O |
|
130 |
41,20 |
54,04 |
40,33 |
46,83 |
|
316 |
101,52 |
141,64 |
98,75 |
116,76 |
|
600 |
198,20 |
292,00 |
192,00 |
231,00 |
|
1040 |
358,00 |
550,40 |
347,40 |
431,20 |
Определим
энтальпии газов на выходе из топки,
температура
газов: υ»=1040°С
Определим
энтальпии газов за пароперегревателем,
температура
газов: υ»=600°С
Определим
энтальпии газов за экономайзером,
температура
газов: υ»=316°С
Определим
энтальпии уходящих газов, температура: υ»=130°С
Таблица 3. Энтальпии газов на выходе
из топки, за пароперегревателем, за экономайзером, уходящих газов.
|
Газоход |
|
Температура газов, оС |
|
|
|
|
Топка, |
α«Т=1,2 |
1040 |
1561,64 |
1929,67 |
2241,00 |
|
Конвективный |
α«кпп=1,23 |
600 |
864,09 |
1060,07 |
1258,81 |
|
Водяной |
α«вэ=1,25 |
316 |
442,56 |
536,86 |
647,50 |
|
Воздухо-подогреватель |
α«вп=αух= =1,28 |
130 |
179,6 |
215,57 |
265,86 |
,
,
,Тепловой баланс
котла и определение расхода топлива
При
расчёте котла коэффициент полезного действия брутто определяется из обратного
баланса по выражению:
, где q2,…,q6 – потери тепла в котлоагрегате, %
Рассматриваемое
топливо уголь, поэтому потери тепла от химической неполноты сгорания топлива q3, потери с физическим теплом шлаков q6 примем равными 0.
Потери
тепла от механической неполноты сгорания топлива примем q4=0,5 при Ап=5,104<6,
для бурых углей.
В
зависимости от паропроизводительности котла 
потери
тепла от наружного охлаждения принимаем: 
.
Потеря тепла с
уходящими газами определяется по выражению:
,
где
-энтальпия уходящих газов (за
воздухоподогревателем), ккал/кг;
-энтальпия холодного воздуха при 300С.
Следовательно,
Тогда, 
Теперь
найдём коэффициент сохранения тепла:
Полный
расход топлива, подаваемого в топку котла, вычисляется из прямого баланса
тепла:
Тогда,
Расчётный
расход топлива:
Расходы воздуха и газов
Количество
холодного воздуха, засасываемого дутьевыми вентиляторами:
где 
— присосы воздуха в системе
пылеприготовления;
— относительная утечка воздуха в
воздухоподогревателе;
— температура холодного воздуха;
Расход
газов у дымососов:
где 
— присосы в золоуловителях и газоходах
после воздухоподогревателя;
Список литературы
1.
Методическое указание «Котельные установки». Составил канд. техн. наук, доц.
В.Н. Баранов. Кафедра ТЭС.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание — внизу страницы.
Исходные данные и порядок расчета.
Для определения энтальпий продуктов
сгорания необходимо знать их состав и
объем, а также температуру, которая
различна для вариантов С и Б и задана в
задании. Значение энтальпий 1 м3различных газов и влажного воздуха в
зависимости от их температуры приведены
в таблице 3.
Таблица 3 — Энтальпии 1 м3газов и
влажного воздуха
|
|
Энтальпии |
|||
|
|
|
|
|
|
|
100 |
170 |
130 |
151 |
132 |
|
200 |
353 |
260 |
305 |
267 |
|
300 |
560 |
392 |
463 |
403 |
|
400 |
773 |
527 |
627 |
542 |
,
Энтальпии газов при промежуточных
температурах определяют методом линейной
интерполяции.
Расчет энтальпий произведем отдельно
для вариантов С и Б.
А) С установкой экономайзера
Температура уходящих газов
ºС(приложение
А, таблица 4).
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3.
Энтальпия теоретических
объемов воздуха и продуктов сгорания:
кДж/кг
кДж/кг.
кДж/кг,
кДж/кг,
Энтальпия
действительных объемов продуктов
сгорания при температуре
ºС:
,
кДж/кг.
Б) Без установки экономайзера.
Температура уходящих газов
ºС.
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3;
кДж/м3.
Энтальпия теоретических объемов воздуха
и продуктов сгорания:
,
кДж/кг,
,
кДж/кг,
Энтальпия действительных объемов
продуктов сгорания при температуре
ºС:
кДж/кг
кДж/кг.
6 Тепловой баланс котельного агрегата Общие положения
Тепловой баланс составляется для
определения КПД котлоагрегата и расхода
топлива при установившемся тепловом
состоянии котлоагрегата.
Уравнение теплового баланса:
,
где
— располагаемое тепло, кДж/кг;
— теплота, полезно воспринимаемая в
котлоагрегате поверхностями нагрева,
кДж/кг;
— потери тепла соответственно с уходящими
газами, от химической неполноты сгорания,
от механического недожога, в окружающую
среду, с физическим теплом шлаков,
кДж/кг.
В курсовом проекте не учитывается тепло
горячего воздуха, подаваемого в топку
и подогреваемого вне котлоагрегата, а
также тепло парового дутья, затраты
тепла на размораживание смерзшегося
топлива и т.д. Поэтому можно принять:
,
кДж/кг.
Используемое топливо имеет расчетную
теплоту сгорания
МДж/кг.
Из таблицы 6 Приложения А для бурого
угля, сжигаемого в слоевой топке имеем:
— потери от химической неполноты сгорания
;
— потери от механической неполноты
сгорания
;
— температура холодного воздуха
ºС.
Энтальпия теоретического объема
холодного воздуха, необходимого для
полного сгорания 1 кг топлива:
кДж/кг.
Составление теплового баланса производим
отдельно для двух вариантов конструкции.
А) С экономайзером.
Потери теплоты с уходящими газами:
где
— энтальпия уходящих газов, кДж/кг или
кДж/м3;
— коэффициент избытка воздуха за
котлоагрегатом;
— энтальпия теоретического объема
(холодного) воздуха, подаваемого в топку.
В курсовом проекте условно температуру
холодного воздуха принять равной
(не следует искать смысловую связь между
этими температурами).
Удельная теплоемкость 1 м3воздуха
в интервале температур 0 – 100°С составляет
кДж/м3∙°С.
кДж/кг,
.
.
По рисунку 11 для выбранного в результате
расчета тепловой схемы котельной
котлоагрегата Е-25-14ГМН имеем:
.
Рисунок11 — Зависимость потери тепла в
окружающую среду от производительности
котлоагрегата; 1 — с экономайзером; 2 —
без экономайзера.
Потерями тепла с физическим теплом
шлаков
пренебрегаем.
После нахождения всех потерь можно
определить коэффициент полезного
действия котлоагрегата (брутто):
,
Из расчета тепловой схемы имеем:
кг/с;
кДж/кг;
кДж/кг;
кДж/кг;
.
Расход топлива, подаваемого в топку:
где
— паропроизводительностькотлоагрегата,
кг/с;
— энтальпия пара, выходящего из
котлоагрегата, кДж/кг;
— энтальпия питательной воды, кДж/кг
(условно энтальпию питательной воды
принимаем равной энтальпии кипящей
воды в деаэраторе);
— расход котловой воды на непрерывную
продувку, %;
— энтальпия кипящей воды в котлоагрегате,
кДж/кг;
— низшая теплотасгораниятоплива,МДж/кг;
кг/с.
Расход полностью сгоревшего в топке
топлива:
кг/с.
Б) Без экономайзера.
Потери теплоты с уходящими газами:
,
кДж/кг,
,
.
По рисунку 10
.
,
.
Расход топлива, подаваемого в топку в
данном варианте, изменится только за
счет изменения
:
,
кг/с.
Расчетный расход топлива:
,
кг/с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Топливо для котельных агрегатов
Жидкое топливо (котельный мазут)
Твердое топливо и его классификация
Газовое топливо
Экономия топлива в котлоагрегатах
Снижение выбросов окислов серы
Расчет трубопроводов
Экономия тепловой энергии на предприятии
Котельные установки с паровыми и водогрейными котлами и их компоновка
Состав котельной установки
Технологическая схема производства тепла в котельной
Устройство котельных помещений
Вода для питания паровых и водогрейных котлов
Характеристика природных вод и требования к качеству питательной воды
Подготовка воды для питания котлов
Деаэрация питательной и подпиточной воды для питания котлов
Водный режим котельных агрегатов
Горение топлива
Теоретический объем воздуха и дымовых газов
Коэффициент избытка воздуха
Энтальпия воздуха и продуктов сгорания
Тепловой баланс котельных агрегатов
Коэффициент полезного действия КПД котельных агрегатов
Составные части теплового баланса котельного агрегата
Энтальпия воздуха
и продуктов сгорания 1 кг твердого, жидкого или 1 м3 газообразного
топлива определяется по сумме энтальпий газообразных продуктов сгорания, входящих в состав дымовых газов.
Энтальпия воздуха, кДж/м3
( при коэффициенте избытка воздуха α =1)
Iв° = α ּVв° ּСв ּtв, (1)
где Св — теплоемкость воздуха, м3
• °С, при его температуре tв , ˚С.
Vв°
— теоретический объем воздуха,
a
— коэффициент избытка воздуха ,
Энтальпия газообразных продуктов
сгорания, кДж/м3 (при α = 1),
Iг° = (VRо2 ּСсо2 + VN2 ּСN2 + Vн2оּСн2о) ּtг (2)
где Ссо2, СN2 Сн2о — средние объемные теплоемкости двуокиси углерода, азота и водяных паров при постоянном давлении и температуре, кДж/(м3ּ°С).
Энтальпия дымовых газов, кДж/м3
, при α > 1
Iг= I°г + (α – 1) ּVв° ּСв ּ tг (3)
Теплоемкость газов
изменяется в зависимости от их температуры. Средние объемные значения
теплоемкости для воздуха, водяного пара и дымовых газов приведены в таблице
14.
Таблица 14. Средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении и нормальных условиях
|
Температура, °С |
Двуокись углерода |
Сухой воздух Св |
Водяной пар Сн2о |
|||
|
кДж (м3 х С) |
ккал/(м3 х С) |
кДж/( м3 х С) |
ккал/(м3 х С) |
кДж/( м3 х С) |
ккал/(м3 х С) |
|
|
0 |
1,0009 |
0,3821 |
1,2980 |
0,3098 |
1,4954 |
0,3569 |
|
100 |
1,7015 |
0,4061 |
1,3014 |
0,3106 |
1,5063 |
0,3595 |
|
200 |
1,7887 |
0,4269 |
1,3081 |
0,3122 |
1,5234 |
0,3636 |
|
300 |
1,8641 |
0,4449 |
1,3181 |
0,3146 |
1,5485 |
0,3684 |
|
400 |
1,9311 |
0,4609 |
1,3311 |
0,3177 |
1;5666 |
0,3739 |
|
500 |
1 ,9902 |
0,4750 |
1,3437 |
0,3207 |
1,5909 |
0,3797 |
|
600 |
2,0426 |
0,4875 |
1,3575 |
0,3240 |
1,6160 |
0,3857 |
|
700 |
2,0899 |
0,4988 |
1,3718 |
0,3274 |
1,6424 |
0,3920 |
|
800 |
2,1327 |
0,5090 |
1,3852 |
0,3306 |
1,6692 |
0,3984 |
|
900 |
2,1708 |
0,5181 |
1,3986 |
0,3338 |
1,6969 |
0,4050 |
|
1000 |
2,2051 |
0,5263 |
1,4107 |
0,3367 |
1,7241 |
0,4115 |
|
1100 |
2,2366 |
0,5338 |
1,4225 |
0,3395 |
1,7514 |
0,4180 |
Пример 11. Определить энтальпию уходящих дымовых газов при температуре 200°С и коэффициенте избытка воздуха за котлом αух = 1,4 для топлива, с составом (Ср=52,1%; Нр=3,8%; Sр4=2,9%; Nр=1,1%; Ор=9,1%) , данным в
Примере 5 (см. ссылку Теоретический объем воздуха и дымовых газов).
Подставляя
данные из примеров 5 и 7 в формулы (42) и (43) и пользуясь таблицей 12,
Таблица 12. Характеристика газообразного топлива
|
|
|
|
|
|
|
|
||
| Водород | Н2 |
10820 |
2579 |
| Окись углерода | СО |
12640 |
3018 |
Сероводород |
Н2S | 23450 |
5585 |
| Метан | СН4 | 35850 |
8555 |
| Этан | С2Н6 | 63 850 |
15226 |
| Пропан | С3Н8 | 91300 |
21795 |
| Бутан | С4Н10 | 118700 |
22338 |
| Пентан | С5Н12 | 146200 |
34890 |
| Этилен | С2Н4 | 59200 |
14107 |
Пропилен |
С3Н6 | 85980 |
20541 |
| Бутилен | С4Н8 | 113 400 |
27111 |
| Бензол | С6Н6 | 140400 |
33528 |
получим
(при α = 1)
I°г = (0,99 • 1,789 + 3,98 • 1,308 + 0,62 • 1,523)200 =
1584 кДж/кг
или
I°г = (0,99 • 0,4269 4+ 3,98 • 0,3122 + 0,62 • 0,3636)200 = 378 ккал/кг.
Энтальпия дымовых газов при α = 1,4 по формуле (3)
Iг = 1584 + (1,4 —
1) 5,03 • 1,308 • 200 = 2110 кДж/кг
или
Iг = 378 + (1,4 —
1) 5,03 • 0,3122 • 0 = 503 ккал/кг.