Вихідні дані для теплового розрахунку котла КВ-ГМ-100

1.4.1 Вихідні дані для теплового розрахунку котла КВ-ГМ-100

Вид палива – природний газ з родовища Шебелінка-Харків.

Склад газу: СН₄ = 92,8 %; С₂Н₆ = 3,9 %; С₃Н₈ = 1 %; С₄Н₁₀ = 0,4 %;

С₅Н₁₂ = 0,3 %; N₂ = 1,5 %; СО₂ = 0,1 %.

Коефіцієнт надлишку повітря:

-  топка α = 1,1;

- котельний пучок α = 1,15.

Теплоносій - вода.

Температура води на вході - t_вод = 70 ⁰C.

Температура води на виході - t"_вод = 150 ⁰C.

Температура холодного повітря - t_х.п. =30 ⁰С.

Нижча робоча теплота палива – Q^p_н = 37,3 МДж/м³.

Робочий тиск - Р_вод = 2,5 МПа.

1.4.2 Тепловий баланс

Робоча розташовувана теплота палива Q^р_р , кДж/м³

Q^p_p= Q^p_н=37332,9.(1.1)

Температура газів, що йдуть _ух., ⁰С

_ух.=180.(1.2)

Ентальпія газів, що йдуть (з I -  таблиці) І_ух.., кДж/м³

І_ух. = 2758,696. (1.3)

Температура холодного повітря t_х..n.., °С

t_x.n.. (1.4)

Ентальпія теоретично необхідної кількості повітря (з I -  таблиці) I_x.n., кДж/м³

 

I_x.n. =417,148. (1.5)

Втрата теплоти від хімічного недопалу (з таблиці XX [1]) q₃, %

q₃ = 0,5. (1.6)

Втрата теплоти від механічного недопалу (з таблиці XX [1]) q₄, %

q₄ = 0. (1.7)

 

Втрата теплоти з газами, що ідуть q₂, %

 

, (1.8)

.

Втрата теплоти у навколишнє середовище (з рисунку 5-1 [1]) q₅, %

q₅ = 0,2. (1.9)

Втрата теплоти зі шлаком q₆, %:

 

q₆ = 0. (1.10)

Сума теплових втрат ∑q, %

 

∑q=q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆=6,105+0,5+0+0,2+0=6,805. (1.11)

Розрахунковий ККД котельного агрегату η_к.а..,%

η_к.а. =100-∑q = 100-6,805 = 93,195. (1.12)

Витрата води через котлоагрегат (по завданню) G_вод, т/год

 

G_вод=1235. (1.13)

 

Кількість корисно використаної теплоти Q_п., кВт

 

. (1.14)

 

Витрата палива В, м³/год

. (1.15)

Розрахункова витрата палива В_р, м³/год

. (1.16)

Коефіцієнт збереження теплоти φ

 

. (1.17)

 

1.4.3 Розрахунок топки

Розрахунок теплообміну в топках водогрійних котлів ґрунтується на додатку теорії подоби до топкових процесів. На базі цієї теорії розроблений нормативний метод розрахунку котельних агрегатів [1].

Об'єм топки (з заводських характеристик) V_т, м³

V_т = 388,0. (1.18)

Видима теплова напруга топкового об'єму

- дійсне розрахункове q_v, кВт/м³

 

. (1.19)

- нормативне (з таблиці XX [1]) q_v0, кВт/м³

 

q_v0 = 350. (1.20)

q_v <q_v0.(1.21)

Діаметр труб екранів (з заводських характеристик) , мм

. (1.22)

Відстань від осей труб до стін (з заводських характеристик) e, мм

e = 30. (1.23)

Площі стін зайнятих екранами (з заводських характеристик):

- бічних F_бок., м²: (1.24)

- фронтового і заднього , м² F_з + F_ф=105. (1.25)

Крок екранних труб (з заводських характеристик), мм

. (1.26)

Кутовий коефіцієнт екрана (з номограма 1 [1])

- бічного : . (1.27)

- фронтового і заднього, м². (1.28)

Коефіцієнт забруднення (з таблиці 6-2 [1]) ξ

ξ=0,65. (1.30)

Коефіцієнт теплової ефективності екранів

- бічного  . (1.31)

 - фронтового і заднього , м²

- . (1.32)

 

Сумарна поверхня стін топки , м²

. (1.34)

Середній коефіцієнт теплової ефективності екранів

. (1.35)

Ефективна товщина випромінюючого шару, м

. (1.36)

Температура газів на виході з топки (приймається з майбутнім уточненням) , °С

. (1.37)

Ентальпія газів на виході з топки (з I -  таблиці) , кДж/м³

(1.38)

Сумарна об'ємна доля трьохатомних газів і водяної пари (з розрахунку на ЕОМ)

(1.39)

Добуток ,

.. (1.40)

Коефіцієнт ослаблення променів газовими частками (з номограми 3 [1])

, :

. (1.41)

Коефіцієнт ослаблення променів трьохатомних газів , :

. (1.42)

Коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки

. (1.43)

Відношення

(1.44)

Коефіцієнт ослаблення променів сажистими частками , :

(1.45)

.

Ступінь чорноти світного полум'я

. (1.46)

Ступінь чорноти газового факела

. (1.47)

Коефіцієнт усереднення (за пунктом 6-07 [1])

. (1.48)

Ефективний ступінь чорноти факела

. (1.49)

Ступінь чорноти топки

. (2.50)

Температура повітря на вході в топку , ⁰С

. (1.51)

Ентальпія теоретично необхідної кількості повітря , кДж/м³

. (1.52)

Теплота, внесена в топку повітрям , кДж/м³

. (1.53)

Тепловиділення в топці , кДж/м³

.(1.54)

Теоретична температура горіння (з I- таблиці) , ⁰C

, (1.55)

 К. (1.56)

Середня сумарна теплоємність продуктів згоряння , кДж/м³

. (1.57)

Середнє теплове навантаження поверхонь нагрівання , кВт/м²

. (1.58)

Висота розміщення пальників (за кресленням) , м

=1,82. (1.59)

Висота топки , м

. (1.60)

Відносна висота розміщення пальників

. (1.61)

Коефіцієнт виправлення (за пунктом 6-14 [1])

. (1.62)

Характеристика положення максимуму температури

. (1.63)

Параметр (за пунктом 6-13 [1])

. (1.64)

Розрахункова температура газів на виході з топки , ⁰С

(1.65)

.

Ентальпія газів на виході з топки (з І- таблиці) , кДж/м³

(1.66)

Питома кількість теплоти, передана в топці випромінюванням , кДж/м³

(1.67)

Сумарна кількість теплоти, переданої в топці , кВт

. (1.68)

Витрата мережної води через екранні труби , кг/год

. (1.69)

Нагрівання води при проходженні через екранні труби , ⁰С

. 1.70)