Расчет парогенератора ГМ-50-1

 
 

II. Топливо и продукты горения. 

2.1)  Вид топлива: Мазут малосернистый (№96)

2. Объёмы воздуха и продуктов горения при a=1,0 и 760 мм.рт.ст.:

 
 

 Расчитываем  приведённую влажность W^П и зольность А^П

   

 

Для контроля проверим баланс элементарного состава:

      C^P+ H^P+ S^P+ N^P+ O^P+ A^P+ W^P=100%

            84,65%+11,7%+0,3%+0,3%+0,05%+3,0%=100%

2.3)  При a>1 объёмы продуктов горения, объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, безразмерную концентрацию золы, массу газов, их плотность расчитывают по всем газоходам для средних и конечных значений a.  

Объёмы и массы  продуктов горения, доли трёхатомных  газов и водяных паров

 

2.4) Энтальпию  золы учитывают только в том случае, если приведённая зольность уноса золы из топки удовлетворяет условию (долю золы уносимую газами принимаем а_ун=0,95=95%):

 

 
 

Þ энтальпию золы не учитываем. 
 
 

2.5) Энтальпии  воздуха и продуктов горения  по газоходам парового котла  (ккал/кг) 

 

III. Определение расчётного расхода топлива. 

3.1) Располагаемое  тепло топлива Q^р_р находим по формуле:

Q^р_р=Q^р_н+Q_в.вн+i_тл

3.2) Величину  тепла, вносимого воздухом, подогреваемом  вне парового котла, Q_в.вн учитывают только для высокосернистых мазутов. Топливо проектируемого котла - малосернистый мазут. 

где (I^o_в)^’ при t^’_вп =100 ^oC Þ (I^o_в)^’=322 ккал/кг; 

3.3) Величину физического тепла топлива находим по формуле:

i_тл= C_тл t_тл, где t_тл =100 ^oC; C_тл =0,415+0,0006×t_тл=0,415+0,0006×100=0,475 ккал/(кг× ^oC);

i_тл= 0,475×100=47,5 ккал/кг;

3.4) Q^р_р=Q^р_н+i_тл=9620+47,5=9667,5 ккал/кг;

3.5) Потери тепла  с химическим недожогом  q₃=0,5%;

                        с механическим недожогом  q₄=0,0%;

3.6)  Потеря тепла с уходящими газами:

где (I^o_хв) при t =30 ^oC;   I^o_хв=9,5×V^o =9,5×10,62=100,89 ккал/кг;

I_ух=709,135 ккал/кг;   t_ух=150 ^oC; a_ух=1,27;

 

3.7) Потеря тепла  от наружного охлаждения котла:  q₅=0,92% (при D = 50 т/ч); 

3.8) КПД парового  котла “брутто” находят по методу обратного баланса:

h_пк=100-(q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆)=100-(6,01+0,5+0,92)=92,57 %;

Коэффициент сохранения тепла: 

3.9) Расход топлива, подаваемого в топку:  
 

 где  Qпк=Dк×(I_пе- I_пв)×1000;   при  P_пе = 40 кгс/см²  и t_пе = 440^oC  Þ  I_пе = 789,8 ккал/кг;

 а  при P_пв = 1,08×P_б = 1,08×45 = 48,6 кгс/см²  и t_пв = 140^oC  Þ  I_пе = 141,3 ккал/кг;

Qпк = 50×(789,8- 141,3)×1000=3,2425·10⁷ккал/кг; 
 
 

3.10) Расход  топлива используют при выборе и расчёте числа и мощности горелочных устройств. Тепловой расчёт парового котла, определение объёмов дымовых газов и воздуха, количество тепла, отданного продуктами горения поверхностям нагрева, производятся по расчётному расходу фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты горения: 
 
 
 

IV. Выбор схемы сжигания топлива. 

4.1) Схему  топливосжигания выбирают в зависимости  от марки и качества топлива.  Подготовка к сжиганию мазута  заключается в удалении из  него механических примесей, повышении давления и подогрева для уменьшения вязкости. 

4.2) В  проектируемом паровом котле  установлены горелки (в количестве  трёх штук) с механическими форсунками  суммарной производительностью  110¸120% от паропроизводительности котла; мазут подогревают до 100¸130^оС. Скорость воздуха в самом узком сечении амбразуры должна быть 30¸40 м/с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

V. Поверочный расчёт топки. 

Задачей поверочного расчёта является определение  температуры газов на выходе из топки J_т^’’ при заданных конструктивных размерах топки, которые определяют по чертежам парового котла. 

V.1. Определение конструктивных размеров и характеристик топки. 

5.1.1) По  чертежу парового котла определяем  размеры топки и заполняем  таблицу

 

5.1.2) Среднее  значение коэффициента тепловой  эффективности для топки в  целом определяют по формуле:

5.1.3) Активный  объём топочной камеры определяют  по формуле:

Эффективная толщина  излучающего слоя:

 

V.2. Расчёт теплообмена в топке.

5.2.1)  Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки q_т^’’ с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки а_т и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

          При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

Где T_т^’’ = J_т^’’ + 273 - абсолютная температура газов на выходе из топки, [K];  T_a = J_a + 273 -температура газов, которая была бы при адибатическом сгорании топлива, [K]; B_о – критерий Больцмана, определяемый по формуле: 
 
 

Из этих формул выводятся рясчётные.

2. Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Т_а :

Где количество тепла, вносимое в топку с воздухом Q_в, определяют по формуле:

Полезное  тепловыделение в топке Q_т соответствует энтальпии газов I_а, котрой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т.е Q_т= I_а Þ Т_а=2352,4 К;

3. Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

           М=А-B×x_т;  где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают: А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании мазута).  

      Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле: