Для всех видов топлива энтатьпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, в кДж/кг или кДж/м при расчетной температу ре &, °С, определяют по форму лам:
// (4.11)
Hf = (PRO, CRO, (4.12)
Энтатьпия продуктов сгорания при избытке возду ха а > 1
Я, = я,"+(а-1)я;/ + я.,,. (4.13)
В приведенных форму лах: св, cR(, , сн,,, с1. — теплоемкости соответственно воздуха, трехатомных газов, водяных паров и азота при постоянном давлении, кДж/(м-К). их значения приведены в табл. 4.3; Я., — энтатьпия золы, кДж/кг:
Я = 0,01а Арс (4.14)
;[ * ун ;[ * ‘
Где сл — теплоемкость золы, кДж/(кг-К), приведена в табл. 4.3.
|
Объемы продуктов сгорания, объемные доли трехатомных газов и концентрация золовых частиц {.макет) |
Энтатьпия золы невелика по сравнению с другими составляющими и учитывается, когда приведенный унос летучей золы с потоком газов значителен: аунАп> 1,4 %-кг/МДж.
|
Таблица 4.2
|
Результаты расчета энтальпий газов при действительных избытках воздуха в газоходах сводятся в таблицу по форме табл. 4.4, составленной на примере для принятой ранее конструкции парового котла (см. табл. 4.1).
|
Расчетные характеристики камерных топок при D > 21 кг/с (75 т/ч) |
Поскольку на данном этапе расчета температура газов за той или иной поверхностью нагрева еще не известна, расчет энтальпий газов выполняется на весь возможный (ожидаемый) за данной поверхностью диапазон температур. Искомая температура или энтатьпия за поверхностью нагрева определяется по найденному’ в расчете или принятому значению пу тем линейной интерполяции (по Лагранжу) в пределах имеющегося диапазона. Экстраполяция за пределы выбранного диапазона допускается при отклонении рассчитываемой величины не более чем нам 100 °С.
|
Таблица 4.3. Средняя теплоемкость воздуха, газов, водяных паров (кДж/(мл К)) и золы (кДж/(кг-К))
|
|
Энтальпии продуктов сгорания, кДж/кг {.макет) |
|
Таблица 4.4
|
ЭКОНОМИЧНОСТЬ РАБОТЫ ПАРОВОГО КОТЛА.
5.1. Коэффициент полезного действия и потери теплоты
Коэффициент полезного действия, %, проектируемого парового котла определяется методом обратного батанса:
Пк = 100 " (‘7; + Чз + Чл + Чъ + Чб ) • (5 •1)
Задача расчета сводится к определению тепловых потерь для принятого типа парового котла и сжигаемого топлива. Потеря теплоты с уходящими газами с/,. %, зависит от заданной (выбраним!) температуры уходящих газов и избытка воздуха продуктов сгорания покидающих котел
О;
Где И. — энтатьпия уходящих газов, кДж/кг или кДж/м’: определяется из табл. 4.4 по & при избытке воздуха в продуктах сгорания за воздухоподогревателем: Н — энтатьпия холодного возду ха, определяемая по табл. 4.4 при расчетной температу ре / к и (у, = 1: Ор — располагаемая теплота сжигаемого топлива, кДж/кг или кДж/м В большинстве случаев Ор принимается равной и только при внешнем (каториферном) подогреве возду ха перед поступлением его в возду хоподогреватель, а также при предварительном нагреве топлива (мазута) располагаемую теплоту определяют = к QI, где kq — коэффициент, учитывающий долю дополнительного посту пления теплоты с топливом:
Kq =l + (0,055fM +0,35AfnJl0- (5-3)
Здесь tM — температура мазута, обычно составляет 90-140 °С; А/,,,,, — нагрев возду ха в калориферної! установке, °С (подогрев за счет рецирку ляции горячего воздуха не учитывается).
Потери теплоты с химическим q., %, и механическим q,, %, недожогом топлива зависят от вида топлива и способа его сжигания и принимаются на основании опыта эксплуатации паровых котлов согласно рекомендациям из табл. 4.2.
Потеря теплоты от наружного охлаждения q5, %, через внешние поверхности в котлах большой тепловой мощности невелики (менее 0,5 %) и уменьшается с ростом единичной мощности котла. Ее значение при номинатьной расчетной нагрузке можно определить из следу ющих зависимостей:
При паропроизводительности котла DHOM = 42-250 кг/с (160-900 т/ч)
■ = (54)
Lg D
О ном
При Dhom > 250 кг/с принимается q5 = 0,2 %.
При нагрузках, отличающихся от номинальной, потери теплоты q5 изменяются и пересчитываются по формуле
4s =4*^- (5-5)
Потери теплоты от наружного охтаждения системы пылеприготовления невелики; они в значительной мере компенсируются выделением теплоты при работе мельниц, и поэтому оба указанных фактора не учитываются.
Разбивка потери тепла от наружного охтаждения котла по отдельным газоходам практически не сказывается на результатах расчета. Доли этой потери, приходящиеся на отдельные газоходы, для упрощения принимаются пропорциональными количеству тепла, отдаваемого газами в соответствующих газоходах. Поэтому при определении количества тепла, отданного газами, потери от наружного охлаждения учитываются введением коэффициента сохранения тепла
Ф = 1—(5.6) 100
Потеря теплоты с физическим теплом шлака ц., %, обязательно учитывается при жидком шлакоудалении (при любой зольности топлива), а при твердом шлакоудалении — только в случае для многозольных топлив, когда Ар > 2,50р, где Ор выражено в МДж/кг. Расчет потерь с физическим теплом шлака выполняется по формуле:
‘ ,5.7,
Где ашл = 1 — а. и — доля шлакоулавливания в топочной камере; (с/)|П| — энтшгьпия шлака, при твердом шлакоудалении принимается /|П| = 600 °С и (с/)п| | = 560 кДж/кг. В случае жидкого шлакоудаления температура жидкого шлака принимается равной /|П| = /, +100 °С, а теплоемкость шлака при температу рах от 1300 до 1700 °С может быть найдена по выражению сшл = 1.1 + 0.2(/гг| | -1300)/400. При отсутствии данных о температу ре жидкоплавко — го состояния штака /, принимают /|П| = 1500 °С, а энтальпию (с/)|П| = 1800 кДж/кг.