Определение состава топлива

Содержание

Введение…………………………………………...……………………………3

1) Исходные данные…………………………………………………..………..5

2) Определение состава топлива………………………………………………6

3) Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания……………..7

3.1) Определение присосов воздуха и коэффициента избытка воздуха по отдельным частям газохода……………………………………………………………7

3.2) Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания…………………….……7

3.3) Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания……………………...14

4) Расчётный тепловой баланс и расход топлива……………….…………..29

4.1) Расчёт потерь теплоты……………………………………………..……29

4.2) Расчёт КПД и расхода топлива…………………………………...…….31

5) Расчёт топочной камеры………………………………………………….31

5.1) Определение геометрических характеристик топки……………..……31

5.2) Расчёт однокамерной топки……………………………………….…….36

Список используемой литературы…………………………………...………43

Введение

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технологические нужды, вентиляцию, отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоэлектроцентралями, производственными и районными отопительными котельными.

В настоящее время введены в эксплуатацию значительные объекты общественных, жилых и промышленных зданий и сооружений, которые требуют больших затрат тепловой энергии. Эти объекты снабжаются тепловой энергией от крупных теплоэлектроцентралей, работающих на органическом топливе.

К числу крупных котельных агрегатов относятся установки с паропроизводительностью до 4000 т/ч, давлением пара до 25 МПа и температурой пара 570 ⁰С.

Однако наряду с мощными современными котельными установками в стране имеется большое число котельных с агрегатами небольшой производительности для снабжения паром и горячей водой промышленных предприятий, предприятий сельского и коммунального хозяйства.

Пар в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве применяют для технологических нужд, вентиляционных установок, в сушилках, для отопления производственных и жилых помещений, а также для нагрева воды, используемой в производстве и для бытовых нужд.

Для удовлетворения потребности в паровых котлах отечественная промышленность выпускает котлы, которые различают по давлению:

− низкого давления (0,9 и 1,4 МПа);

− среднего давления (2,4 и 3,9 МПа);

− высокого давления (9,8 и 13,8 МПа);

− закритического давления (25 МПа).

Котельный агрегат включает топочное устройство, трубную систему с барабанами, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, а также каркас с лестницами и помостами для обслуживания, обмуровку, газоходы и арматуру.

К вспомогательным механизмам и устройствам относят дымососы и дутьевые вентиляторы, питательные, водоподогревательные и пылеприготовительные установки, системы топливоподачи, золоулавливания (при сжигании твёрдого топлива), мазутное хозяйство (при сжигании жидкого топлива), газорегуляторную станцию (при сжигании газообразного топлива), контрольно – измерительные приборы и автоматы.

Т. о. паровой котёл представляет собой устройство с топкой, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара давлением выше атмосферного.

Исходные данные

1.Расчётная паропроизводительность котла: D = 264 кг/с=950,4 т/ч.

2.Основное топливо – Мазут высокосернистый.

3.Давление на выходе из котла первичного пара -2,55 МПа.

4.Температура питательной воды -260℃.

5.Температура первичного пара -565 ℃.

6.Давление в топке Па-3000.

7.Нагрузка в процентах от номинальной-80.

8.Тип котла ТГМП-326.

9.Продувку принять 3%.

Определение состава топлива

Таблица 1 – Основные расчётные параметры топлива

Топливо		Элементарный состав, %				Теплота сгорания на сухую массу, , кДж/кг

		Мазут топочный
Высокосернистый		83	10,4	2,8	0,7	38800
	(1, табл. 2.9)

Результаты расчёта

Таблица 3 – Объёмы продуктов сгорания, объёмные доли трёхатомных газов

Величина	Средний коэф-т избытка воздуха в газоходе пов-ти нагрева	Газоход
Величина	Средний коэф-т избытка воздуха в газоходе пов-ти нагрева	Верх топочной камеры, фестон	ПП (пароперегреватель)		1 конвективный пучок	2 конвективный пучок	Водяной экономайзер
Коэф-т избытка воздуха после поверхности нагрева	1,105	1,1	1,13	1,13		1,18	1,2
Избыточно количество воздуха, м3/кг	1,081	1,029	1,34	1,34		1,845	2,06
Объём водяных паров, м3/ м3	1,5074	1,5066	1,5115	1,5115		1,5198	1,523
Полный объём продуктов сгорания, м3/ м3	12,279	12,226	12,540	12,540		13,063	13,272
Объёмная доля трёхатомных газов	0,126	0,127	0,124	0,124		0,119	0,117
Объёмная доля водяных паров	0,121	0,122	0,119	0,119		0,114	0,112
Суммарная объёмная доля	0,247	0,249	0,243	0,243		0,233	0,229
Теоретические объёмы, м3/кг

Результаты расчёта

Таблица 4 – Энтальпия продуктов сгорания I = f(υ)

Поверхность нагрева	Температура после поверхности нагрева, 0С	I⁰_в, кДж/м3	I⁰_г, кДж/м3	I^в_изб, кДж/м3	I, кДж/м3
Верх топочной камеры, фестон, α =1,1	2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800	31652,98 29923,1 28193,2 26504,5 24826,1 23137,1 21448,6 19759 18122,7 16475,2 14827,7 13231,1 11676,8	37600,78 35527,26 33431,16 31369,17 29319,73 27275,8 25272,63 23240,62 21257,06 19316,43 17381,37 15462,14 13566,99	3323,6 3141,9 2960,29 2782,97 2606,74 2435,73 2252,103 2074,69 1902,88 1729,89 1556,91 1389,26 1226,064	40924,34 38668,9 36391,45 34152,14 31925,74 29710,73 27524,103 25314,69 23159,94 21046,32 18938,28 16851,14 14793,054
Пароперегреватель, αпп =1,13	1000 900 800 700 600 500	14827,7 13231,1 11676,8 10111,6 8567,1 7063,1	17381,37 15462,14 13566,99 11712,15 9906,44 8157,22	1556,91 1389,26 1226,064 1061,72 899,54 741,6	18938,28 16851,14 14793,054 12773,72 10805,98 8898,82
1 конвективный пучок, αпп =1,13	1000 900 800 700 600 500	14827,7 13213,1 11676,8 10111,6 8567,1 7063,1	17381,37 15462,14 13566,99 11712,15 9906,44 8157,22	1556,91 1389,26 1226,064 1061,72 899,54 741,6	18938,28 16851,14 14793,054 11712,15 10805,98 8898,82
2 конвективный пучок, αк =1,18	700 600 500 400 300 200	10111,6 8367,1 7063,1 5591,3 4159,99 2749,3	11712,15 9906,44 8157,22 6433,34 4759,93 3135,44	1061,72 899,54 741,6 587,1 436,8 288,64	12773,72 10805,98 8898,82 7020,44 5196,73 3424,08
Водяной экономайзер, αэ =1,2	400 300 200 100	5591,3 4159,99 2749,3 1369,5	6433,34 4759,93 3135,44 1546,69	587,1 436,8 288,64 143,79	7020,44 5196,73 3424,08 1690,48

Расчёт потерь теплоты

При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара.

Тепловой баланс котла для 1м³ природного газа при нормальных условиях

где – располагаемая теплота, кДж/м³;

Q₁ – полезная теплота, содержащаяся в паре, кДж/м³;

Q₂ – потери теплоты с уходящими газами, кДж/м³;

Q₃ – потери теплоты химической неполноты сгорания, кДж/м³;

Q₄ – потери теплоты механической неполноты сгорания, кДж/м³;

Q₅ – потери теплоты от наружного охлаждения, кДж/м³;

Q₆ – потери теплоты от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке и от охлаждения панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, кДж/м³;

Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах от располагаемой теплоты

Расчёт топочной камеры

Расчёт однокамерной топки

Расчёт теплообмена в топке парового котла основывается на приложении теории подобия к топочным процессам.

Степень черноты топки

Для камерных топок при сжигании природного газа

Список используемой литературы

1. Роддатис К. Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности / Под ред. К. Ф. Роддатиса. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 488 с.: ил.

2. Эстеркин Р. И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. Для техникумов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. – 280 с., ил.

3. Зыков А. К. Паровые и водогрейные котлы: Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – (Б-ка тепломонтажниика). – 128 с., ил.

4. Ривкин С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1984. − 80 с., ил.

5. Гусев Ю. Л. Основы проектирования котельных установок. – М.: Сиройиздат, 1973. – 248 с.

6. Деев Л. В., Балахничев Н. А. Котельные установки и их обслуживание: Практ. пособ. для ПТУ. – М.: Высшая школа, 1990. – 239 c., ил.

7. Киселёв Н. А. Котельные установки: Учеб. пособ. для подгот. рабочих на пр-ве. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1979. – 270 с., ил.

8. 1979. – 270 с., ил.