Б) При сжигании газообразных топлив

Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

 

Прежде чем приступить к выполнению данного раздела курсового проекта студент определяет элементарный состав топлива по табл. 1 (для твердого или жидкого топлив) и по табл. 2 в случае использования в качестве проектного топлива природного газа.

 

А) При сжигании твёрдых и жидких топлив

Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха a= I) определяется

 

Vо =0,0889 ( Ср + 0,375Sро к) + 0,265Нр - 0,0333Ор , м3/кг (I.I)

 

Теоретические объёмы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха ( = 1) определяются по следующим формулам:

 

= 0,79 Vо + 0,8 , м3/кг; (1.2)

 

Объём трёхатомных газов

 

= 0,01866 (Ср + 0,375 ), м3/кг; (1.3)

 

Теоретический объём водяных паров

 

= 0,111 Нр + 0,0124 Wр + 0,0161 Vо , м3/кг. (1.4)

 

При наличии парового дутья или парового распыливания мазута при расходе пара G в величину дополнительно включается член 1,24 G , где G = 0,05…0,1 кг пара/кг мазута.

 

Б) При сжигании газообразных топлив

 

Теоретическое количество воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха a = 1) определяется

 

Vо = 0,0476 [ 0,5 СО + 0,5 Н2 + 1,5 Н2 S + Σ (m + n /4) Сm Нn – О2 ], м33. (1.5)

 


 

Таблица I

Основные характеристики твердого и жидкого топлив

 

Цифры шифра Вид Топлива Состав , % Низшая теплота сгорания Qнp, кДж/кг     Vо                  
  Wp   Ap   Spo+k   Cp   Hp   Np   Op  
 
  Марка угля                            
Донецкий Д 13,0 21,8 3,0 49,3 3,6 1,0 8,3 5,16 0,94 4,08 0,64 5,67  
Донецкий 14,0 25,8 3,9 44,8 3,4 1,0 7,1 4,78 0,86 3,78 0,63 5,27  
Донецкий Г 8,0 23,0 3,2 55,2 3,8 1,0 5,8 5,83 1,05 4,61 0,61 6,28  
Донецкий Т 5,0 23,8 2,8 62,7 3,1 0,9 1,7 6,43 1,19 5,09 0,51 6,79  
Кузнецкий Д 12,0 13,2 0,3 58,7 4,2 1,9 9,7 6,02 1,10 4,77 0,71 6,58  
Кузнецкий Г 8,5 11,0 0,5 66,0 4,7 1,8 7,5 6,88 1,24 5,45 0,74 7,42  
Грамотеинский Г 14,0 9,5 0,5 59,5 4,0 1,5 11,0 6,0 1,11 4,75 0,71 6,58  
Кедровский СС 10,0 11,3 0,5 67,7 3,6 1,6 5,3 6,81 1,27 5,39 0,63 7,29  
Краснобродский Т 10,0 16,2 0,3 65,7 3,0 1,7 3,1 6,54 1,23 5,18 0,56 6,97  
Томусинский СС 12,0 18,9 0,4 59,1 3,4 1,7 4,5 6,02 1,11 4,77 0,62 6,50  
Карагандинский К 8,0 27,6 0,8 54,7 3,3 0,8 4,8 5,60 1,03 4,43 0,56 6,02  
Экибастузский СС 7,0 38,1 0,8 43,4 2,9 0,8 7,0 4,42 0,81 3,50 0,48 4,79  
Ленгерский Б3 29,0 11,4 1,7 45,0 2,6 0,4 9,9 4,42 0,85 3,49 0,72 5,06  
Подмосковный Б2 32,0 25,2 2,7 28,7 2,2 0,6 8,6 2,94 0,55 2,33 0,69 3,57  
Воркутинский Ж 5,5 23,6 0,8 59,6 3,8 1,3 5,4 6,15 1,12 4,97 0,59 6,58  
Интинский Д 11,0 25,4 2,6 47,7 3,2 1,3 8,8 4,88 0,91 3,87 0,57 5,35  
Львовско- Волынский Г   10,0   19,8   2,6   55,5   3,7   0,9   7,5     5,75   1,05   4,55   0,63   6,23  
Бабаевский Б1 56,5 7,0 0,5 25,4 2,4 0,2 8,0 2,69 0,48 2,09 1,01 3,58  
Кизеловский Г 6,0 31,0 6,1 48,5 3,6 0,8 4,0 5,33 0,95 4,22 0,56 5,73  
Челябинский Б3 18,0 29,5 1,0 37,3 2,8 0,9 10,5 3,74 0,70 2,96 0,59 4,26  
Егоршинский ПА 8,0 23,9 0,4 60,3 2,5 0,9 4,0 5,9 1,13 4,67 0,47 6,27  
Волчанский Б3 22,0 33,2 0,2 28,7 2,3 0,5 13,1 2,73 0,54 2,16 0,57 3,27  
Веселовский Б3 24,0 30,4 0,4 29,9 2,3 0,5 12,5 2,86 0,56 2,27 0,60 3,43  
Ткибульский Г 13,0 27,0 1,3 45,4 3,5 0,9 8,9 4,71 0,86 3,73 0,63 5,22  
Ангренский Б2 34,5 13,1 1,3 39,8 2,0 0,2 9,1 3,81 0,75 3,01 0,71 4,47  
Кокянгакский Д 10,5 17,9 1,7 55,8 3,7 0,6 9,8 5,67 1,05 4,49 0,63 6,17  
Кызылкиянский Б3 28,0 14,4 0,9 44,4 2,4 0,5 9,4 4,3 0,83 3,40 0,68 4,92  
Шурабский Б3 21,5 14,1 1,2 47,3 3,0 0,6 12,3 4,63 0,89 3,66 0,67 5,22  
  Марка мазута                            
Малосернистый 3,0 0,05 0,3 84,65 11,7 0,3 10,62 1,58 8,39 1,51 11,48  
Сернистый 3,0 0,1 1,4 83,8 11,2 0,5 10,45 1,57 8,25 1,45 11,28  
Высокосернистый 3,0 0,1 2,8 83,0 10,4 0,7 10,2 1,57 8,06 1,36 10,99      
                             
Таблица 2 Основные характеристики газообразных топлив    
Цифры шифра Вид топлива Состав, % Низшая теплота сгорания Qн p кДж/ м3     Vо                  
    СН4     С2Н6       С3Н8     С4Н10     С5Н12     N2     CО2  
 
 
  Природный газ                            
Саратов-Москва 84,5 3,8 1,9 0,9 0,3 7,8 0,8 9,52 1,04 7,60 2,10 10,73  
  Первомайск-Сторожовка   62,4   3,6   2,6   0,9 0,9   0,2   30,2   0,1     7,51   0,82   6,24   1,64   8,7  
  Саратов-Горький   91,9   2,1   1,3   0,4   0,1   3,0   1,2     9,57   1,03 7,59   2,13   10,75  
Ставрополь-Москва (I нитка)   93,8   2,0   0,8   0,3   0,1   2,6   0,4     9,58   1,02   7,60   2,14   10,76  
Ставрополь-Москва (II нитка)   92,8   2,8   0,9   0,4   0,1   2,5   0,5     9,68   1,04   7,67   2,16   10,86  
Ставрополь-Москва (III нитка)   91,2   3,9   1,2   0,5   0,1   2,6   0,5     9,81   1,06   7,78   2,18   11,01  
  Серпухов-Ленинград   89,7   5,2   1,7   0,5   0,1   2,7   0,1     10,0   1,08   7,93   2,21   11,22  
Гоголево-Полтава 85,8 0,2 0,1 0,1 - 13,7 0,1 8,26 0,37 6,66 1,86 9,39  
Дашава-Киев 98,9 0,3 0,1 0,1 - 0,4 0,2 9,52 1,0 7,52 2,15 10,68  
Рудки-Минск 95,6 0,7 0,4 0,2 0,2 2,8 0,1 9,45 1,0 7,49 2,12 10,62  
Угерско-Киев 98,5 0,2 0,1 - - 1,0 0,2 9,43 0,99 7,46 2,13 10,59  
Брянск-Москва 92,8 3,9 1,1 0,4 0,1 1,6 0,1 9,91 1,06 7,84 2,20 11,11  
Шебелинка-Харьков 92,8 3,9 1,0 0,4 0,3 1,5 0,1 9,96 1,07 7,88 2,21 11,16  
Шебелинка-Москва 94,1 3,1 0,6 0,2 0,8 1,2 - 9,98 1,07 7,90 2,22 11,19  
  Кумертау-Магнитогорск   81,7   5,3   2,9   0,9   0,3   8,8   0,1     9,74   1,06   7,79   2,13   10,98  
  Промысловка-Астрахань   97,1   0,3   0,1   -   -   2,4   0,1     9,32   0,98   7,38   2,11   10,47  
                                                         

 



 


 

Теоретические объёмы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (a= 1) определяются по следующим формулам:

Теоретический объём азота

 

= 0,79 Vo + N2 /100, м33; (1.6)

 

Объём трёхатомных газов

 

= 0,01 ( СО2 + СО + Н2 S + Σ m Сm Нn ), м33 ; (1.7)

 

Теоретический объём водяных паров

 

== 0,01 ( Н2S + Н2 +Σ n /2 Сm Нn + 0,124dГ.ТΛ ) + 0,0161 V, м33, (1.8)

где dГ.ТΛ - влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1м3 сухого воздуха, г /м3.

В формулах (1.4) и (1.8) влагосодержание воздуха принято равным 10 г на 1 кг сухого воздуха.

Рассчитанные значения , , , - для топлив, приведенных в табл. 1, 2, можно сравнить с соответствующими данными из табл. XIV, XV /I/.

Расчёт объёмов продуктов сгорания для всех видов топлив рекомендуется вести согласно табл. 3, составленной применительно к котлу с четырьмя газоходами (топка, первый и второй котельные пучки, водяной экономайзер). Аналогично составляется данная таблица для котлов с иной структурой газоходов.

 

1.2. Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания

 

Энтальпии дымовых газов на 1 кг (1 м3) топлива подсчитываются по формуле

, кДж/кг, (1.9)

где - энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха a=1 и температуре газов u, 0С; кДж/кг (кДж/м3);

- энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях, кДж/кг (кДж/м3).

Рассчитанные значения и для твердых, жидких и газообразных топлив приведены в табл. 6.

 

 


Таблица 3

Объёмы газов, объёмные доли трёхатомных газов, концентрация золы

 

      Размерность   V0 = V0 N2= VRO2= V 0 H2O= Ap=
  Газоходы
  Топка     I котельный пучок   II котельный пучок   Водяной экономайзер  
Коэффициент избытка воздуха за газоходы,   – = αI кп = αII кп =
Средние значения коэффициента в газоходах,   –  
Объём водяных паров V = V + 0,0161 (aср -1) Vо   м3/кг, (м33)        
Объём дымовых газов VГ = V + V + V + ( -1) Vо   м3/кг, (м33)        
Объёмная доля сухих трёхатомных газов       –        
Объёмная доля водяных паров   –        
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов и водяных паров   –        
Безразмерная концентрация золы в дымовых газах       кг/кг        

 

Примечания к табл. 3. 1) Значения величины присосов воздуха в газоходах определяются из табл. 4. 2) Для твёрдых топлив значение коэффициента избытка воздуха определяется из табл. 5. 3) При сжигании жидких и газообразных топлив значение принимается равным 1,1. 4) Значения a в последующих газоходах определяются следующим образом:

; ;

Масса дымовых газов определяется по формуле ; кг /кг

Приведенные Ап и Wп определяются по формулам: ;

 

Таблица 4

Присосы воздуха в газоходах котлов при номинальной нагрузке

 

 

  Г а з о х о д ы   Величина присоса
Топочные камеры газомазутных и пылеугольных котлов Газомазутные и пылеугольные с твёрдым шлакоудалением с металлической обшивкой То же без металлической обшивки   0,05 0,08
  Топочные камеры слоевых топок   Механические и полумеханические     0,1
  Газоходы конвективных поверхностей нагрева   Первый котельный пучок котлов паропроизводительностью D < 50 т/ч Второй котельный пучок котлов паропроизводительностью D < 50 т/ч Первичный пароперегреватель Экономайзер чугунный с обшивкой котлов паропроизводительностью D < 50 т/ч Экономайзер чугунный без обшивки котлов паропроизводительностью D < 50 т/ч Воздухоподогреватель трубчатый котлов паропроизводительностью D < 50 т/ч     0,05   0,1 0,03   0,1   0,2   0,06

 


Таблица 5

Расчётные характеристики слоевых механизированных топок

 

 

  Наименование величин   Обозначение   Размерность Топки с цепной решеткой прямого хода Топки с ПМЗ и цепной решеткой прямого хода  
Каменные угли Бурые угли  
Типа кузнецких Г и Д АП =1,4 Типа донецких Г и Д АП = 3,2 Типа артемовского WП = 7,4 АП = 4,2 Типа веселовского WП = 8,4 АП = 6,5  
Донецкий АС, АМ, АП = 2  
   
1. Видимое теплонапряжение зеркала горения   кВт/м2   950…1150          
2.Видимое теплонапряже- ние топочного объёма   кВт/м3   300…450   300…450   300…450   300…450   300…450  
3. Коэффициент избытка воздуха в топке   -   1,6   1,4   1,4   1,4   1,4  
4. Доля золы топлива в уносе α   %     20 /9   17 /7,5   19 /8,5   15 /7  
5, Потери от химической неполноты сгорания   q3   %   0,5   0,5…1   0,5…1   0,5…1   0,5…1  
6. Потери от механической неполноты сгорания   q*4   %   13,5…10   5,5…3   6…3,5   5,5…4   7,5…5,5  

 

* При наличии на котле устройств возврата уноса принимается меньшая величина.

Продолжение табл. 5

 

  Топки с ПМЗ и цепной решеткой обратного хода
  Каменные угли   Бурые угли
Типа кузнецких Г и Д АП = 1,4 Типа донецких Г и Д АП = 3,2 Типа сучанского Г,СС АП = 5,7 Типа кузнецкого Г,СС АП = 1,69 Типа иршабородинского WП = 8,8 АП = 6,5 Типа артемовского WП = 8,4 АП = 6,4 Типа харанорского WП = 13,6 АП = 2,9 Типа веселовского WП = 8,4 АП = 6,5 Типа подмосковного WП = 12,8 АП = 8,9
 
1400 -1800 1400 -1800 1400 -1600 1400 -1800 1400 -1800 1400 -1800 1400 -1800 1400 -1800 1150 -1400
300…450 300…450 300…450 300…450 300…450 300…450 300…450 300…450 300…450
1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4
20,9 17 /7,5 11 /5 20 /8 27 /12 19 /8,5 19 /8,5 15 /7 11 /5
0,5…1 0,5…1 0,5…1 0,5…1 0,5…1 0,5…1 0,5…1 0,5…1 0,5…1
5,5…3 6…3,5 7,6…5,5 11…5 6…3 5,5…4 7…4 7,5…5,5 7…5,5
  Окончание табл. 5. Топки с ПМЗ и неподвижной решеткой  
  Каменные угли   Бурые угли
Донецкий АС и АМ АП = 2 Типа кузнецких Г и Д АП = 1,4 Типа донецких Г и Д АП = 3,2 Типа кузнецких Г,СС А = 1,69 Типа иршабородинского WП = 8,8 АП = 1,6 Типа артемовского WП = 7,4 АП = 4,2 Типа веселовского WП = 8,4 АП = 6,5 Типа харанорского WП = 13,6 АП = 2,9 Типа подмосковного WП = 12,8 АП = 8,9
   
950 -1150 950 -1150 950 -1150 950 -1150 950 -1150 950 -1150 950 -1150 950 -1150 800 –1000
250 -350 250 -350 250 -350 250 -350 250 -350 250 -350 250 -350 250 -350 250 –350
1,7 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
16 /7 13 /6 16 /7 22 /9,5 15 /7 12,5 /5,5 15 /7 10,5 /5
0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
13,5…10 5,5…3 6,6…4,5 11…5 6…3 5,5…4 8…6,5 7,5…5 9…7,5
                             

 


Таблица 6

Энтальпия воздуха и продуктов сгорания на 1 кг твёрдых и жидких топлив при α = 1, кДж /кг

 

 

  Вид топлива Энтальпия   Температура, С
                                       
00 Донецкий ДР
01 Донецкий Д отсев
02 Донецкий Г
03 Донецкий Т
04 Кузнецкий Д
05 Кузнецкий Г
06 Грамотеинский Г
07 Кедровский СС
08 Краснобродский Т
09 Томусинский СС
10 Карагандинский К
11 Экибастузский СС
 
Продолжение табл. 6
12 Ленгерский Б3
13 Подмосковный Б2
14 Воркутинский Ж
15 Интинский Д
16 Львовско –Волынский Г
17 Бабаевский Б1
18 Кизеловский Г
19 Челябинский Б3
20 Егоршинский ПА
21 Волчанский Б3
22 Веселовский Б3
23 Ткибульский Г
24 Ангренский Б2
25 Кок-Янганский Д
 
Пролрожение табл. 6
26 Кызылкиянский Б3
27 Шурабский Б3
28 Мазут малосернистый
29 Мазут сернистый
30 Мазут высокосернистый
  Энтальпия воздуха и продуктов сгорания на 1 м3 газообразных топлив при α = 1, кДж/ м3
  Вид топлива Энтальпия Температура, С
                   
31 Саратов – Горький
32 Первомайск – Сторожовка
33 Саратов – Горький
34 Ставрополь – Москва (I нитка)
35 Ставрополь – Москва (II нитка)
36 Ставрополь – Москва (III нитка)
   
Окончание табл. 6
37 Серпухов – Ленинград
38 Гоголево – Полтава  
39 Дашава - Киев  
40 Рудки - Минск
41 Угерско - Киев
42 Брянс - Москва
43 Шебелинка – Харьков
44 Шебелинка – Москва
45 Кумертау – Магнитогорск
46 Промысловка – Астрахань
                                           

 

Примечание: Энтальпии воздуха и продуктов сгорания при температурах, не указанных в таблице, определяются интерполяцией.

 


 

К энтальпии дымовых газов следует добавлять энтальпию золы, подсчитываемую по формуле

, кДж/кг, (1.10)

где – энтальпия 1кг золы, найденная по табл. 7;

– доля золы топлива, уносимой газами, принимается по табл.6, %.

При приведенной величине уноса золы из топки

£ 6 (1.11)

значением энтальпии золы можно пренебречь.

Значения энтальпий продуктов сгорания сводят в табл.8, форма которой составлена применительно к котлу с четырьмя газоходами (топка, I и II котельный пучки, водяной экономайзер).

При составлении Н-u таблицы рекомендуется для каждого значения коэффициента избытка воздуха определять величину Н в пределах, немного превышающих реально возможные температуры в газоходах. Около величины Н целесообразно помещать величину DН - разность двух соседних по вертикали значений Н при одном значении а.

Для удобства проведения расчетов на миллиметровой бумаге строится Н-u диаграмма.

 


Таблица 7

Энтальпия 1 кг золы, кДж/кг

 

u, оС
(сu)зл 80,9 169,3 360,3 458,8 560,6 662,9 767,6 875,7 984,6

 

u, оС
(сu)зл 1097,8 1206,7 1361,7 1583,8 1759,8 1877,1 2065,7 2187,2 2388,3

 

Таблица 8.

Энтальпия продуктов сгорания (Н-u таблица)

 

оС ,   ,   ,   кДж/кг
Топка I котельный пучок II котельный пучок Водяной экономайзер
Н Н Н Н
                         

Примечание: 1. *Для жидких и газообразных топлив отмеченные * графы 4 и 5 отсутствуют.

2. *Для твердых при выполнении условия (1.11)

 

 

2. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА

 

На основании теплового баланса вычисляются КПД котла и необходимый расход топлива.

 

2.1. Располагаемое тепло на 1 кг твердого, жидкого или на 1м3 газообразного топлива определяется соответственно по формулам:

 

кДж/кг , (2.1)

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Шестое положение теории цветности | Определение параметра М.


Дата добавления: 2017-11-04; просмотров: 11; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2017 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.226 сек.