РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Пароперегреватели. Количество теплоты (кДж/кг), восприня­тое паром в пароперегревателе, определяется по формуле

,                                            (2.38)

где φ — коэффициент сохранения теплоты; I  и I  — энтальпия продуктов сгорания на входе в пароперегреватель и выходе из него, кДж/кг; Δ α _пе — присос воздуха в газоходе пароперегрева­теля; V ⁰ — теоретически необходимый объем воздуха, м3/кг; (сθ )_хв — энтальпия холодного воздуха, кДж/кг; D _{п e} — расход па­ра через пароперегреватель, кг/с; В_р — расчетный расход топ­лива, кг/с; i _пп и i _нп — энтальпии перегретого пара на выходе из пароперегревателя и насыщенного пара на входе в пароперег­реватель, кДж/кг.

Конвективная поверхность (м²) нагрева пароперегревателя

,                                                                                                   (2.39)

где к_пе — коэффициент теплопередачи для пароперегревателя, кВт/(м²· К); Δ t _пе — температурный напор в пароперегревателе, °С

Температурный напор как для прямотока, так и для проти­вотока определяется как среднелогарифмическая разность тем­ператур:

,                                                                                              (2.40)

где Δ t _б — разность температур между продуктами сгорания и паром на том конце поверхности нагрева, где она наибольшая, °С; Δ t _м — разность температур между продуктами сгорания и паром на том конце поверхности нагрева, где она наименьшая, °С.

Если Δ t _б/Δ t _м< 1, 7, температурный напор определяется по формуле

Δ t _пе=(Δ t _б+Δ t _м)/2.                                                                                                 (2.41)

Экономайзеры. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятое одой в экономайзере, определяется по формуле

,                                               (2.42)

де I  и I  — энтальпии продуктов сгорания на входе в экономайзер и выходе из него, кДж/кг; Δ α _э — присос воздуха в газоходе экономайзера; D _э — расход воды через экономайзер, кг/с; i  и i  — энтальпии воды (или пароводяной смеси) на выходе из экономайзера и на входе в экономайзер, кДж/кг.

Расход воды через экономайзер

D _э = D(1+Р/100),                                                                                                 (2.43)

где Р — величина непрерывной продувки, %.

Энтальпия воды на выходе из экономайзера

.                                                                                               (2.44)

Конвективная поверхность (м²) нагрева экономайзера

,                                                                                                           (2.45)

где к_э — коэффициент теплопередачи для экономайзера, кВт/(м²· К); Δ t _э — температурный напор в экономайзере, °С, определяется по формулам (2.40) и (2.41).

Воздухоподогреватели. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятое воздухом в воздухоподогревателе, определяется по фор­муле

, (2.46)

где I  и I  — энтальпии продуктов сгорания на входе в воздухо­подогреватель и выходе из него, кДж/кг; Δ α _вп — присос воздуха в воздухоподогревателе; (сθ )_срв — энтальпия воздуха при средней температуре воздуха (t _срв), кДж/кг; β _вп — отношение объема воз­духа на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необ­ходимому; β _рц — доля рециркулирующего воздуха; I  и I  — энтальпии теоретически необходимого объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя и входе в него, кДж/кг. Средняя температура воздуха

t _срв=(t +t )/2,                                                                                                   (2.47)

где t  и t  — температура воздуха на входе в воздухоподогрева­тель и выходе из него, °С.

Отношение объема воздуха на выходе из воздухоподогрева­теля к теоретически необходимому

β _рц=α _т-Δ α _т-Δ α _пл,                                                                                                  (2.48)

где α _т — коэффициент избытка воздуха в топке; Δ α _т — присос воздуха в топке; Δ α _пл — присос воздуха в пылеприготовительной установке.

Доля рециркулирующего воздуха

где t , t _хв, t _гв — соответственно температура воздуха после сме­шения холодного воздуха с рециркулирующим, температура хо­лодного воздуха и температура горячего воздуха, идущего на рециркуляцию, °С.

Конвективная поверхность (м²) нагрева воздухоподогре­вателя

,                                                                                                   (2.49)

к_вп —коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя, кВт/(м²· К); Δ t _вп — температурный напор в воздухоподогревате­ле, °С, находится по формулам (2.40) и (2.41).

Задача 2.54. Определить количество теплоты, воспринятое паром в пароперегревателе котельного агрегата паропроизводительностью D=13, 5 кг/с, работающего на подмосковном угле марки Б2 с низшей теплотой сгорания Q =10516кДж/кг, если известны температура топлива на входе в топку t_T=20°С, теплоемкость рабочей массы топлива с =2, 1 кДж/(кг· К), давление насыщенного пара р_нп=4, 5 МПа, давление перегретого пара р_пп=4 МПа, температура перегретого пара t _пп=450°С, темпера­тура питательной воды t _пв=150°С, величина непрерывной про­дувки Р=3%, кпд котлоагрегата (брутто) η =88% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄ =4%.

Ответ: Q _{п e}=1906 кДж/кг.

Задача 2.55. Определить количество теплоты, воспринятое паром в пароперегревателе котельного агрегата, работающего на донецком угле марки Д состава: С^р=49, 3%; Н^р=3, 6%; S =3, 0%; N^p=l, 0%; О^р=8, 3%; А^р=21, 8%; W^p=13, 0%, если известны энтальпия продуктов сгорания на входе в пароперегреватель I =9318 кДж/кг, температура газов на выходе из пароперегрева­теля θ =600°С, коэффициент избытка воздуха за пароперегрева­телем α _пе=1, 3, присос воздуха в газоходе пароперегревателя Δ α _пе=0, 05, температура воздуха в котельной t _в=30°С и потери теплоты в окружающую среду q ₅= 0, 5%.

Ответ: Q_ne=2855 кДж/кг.

Задача 2.56. Определить количество теплоты, воспринятое паром в пароперегревателе котельного агрегата паропроизводительностью D=9, 73 кг/с, если известны давление насыщенного пара р_нп=1, 4 МПа, давление перегретого пара р_пп=1, 3МПа, температура перегретого пара t _пп=250°C, температура питатель­ной воды t _пв=100°С, величина непрерывной продувки Р=4%, кпд котлоагрегата (брутто) η =90% и потери теплоты от меха­нической неполноты сгорания топлива q ₄=3, 5%. Котельный агрегат работает на кузнецком угле марки Т с низшей теплотой сгорания горючей массы Q =34 345 кДж/кг, содержание в топ­ливе золы A^p=16, 8% и влаги W^p=6, 5%.

Ответ: Q_ne=1474 кДж/кг.

Задача 2.57. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из пароперегревателя котельного агрегата паропроизводительностью D=3, 89 кг/с, работающего на природном газе Саратовского месторождения с низшей теплотой сгорания Q =35 799 кДж/м³, если известны давление насыщенного пара р_нп=1, 5 МПа, давление перегретого пара р_пп=1, 4 МПа, темпе­ратура перегретого пара t _пп=350°С, температура питательной воды t _пв=100°C, величина непрерывной продувки Р=4%, кпд котлоагрегата (брутто) η =92, 0%, энтальпия продуктов сгора­ния на входе в пароперегреватель I =17220 кДж/м³, теорети­ческий объем воздуха, необходимый для сгорания топлива, V ⁰=9, 52 м³/м³, присос воздуха в газоходе пароперегревателя Δ α _пе=0, 05, температура воздуха в котельной t _в=30°C и потери теплоты в окружающую среду q ₅=1l%.

Решение: Расчетный расход топлива определяем по формуле (2.25):

=0, 326 кг/с.

Количество теплоты, воспринятое паром в пароперегревате­ле, находим по формуле (2.38):

=4388 кДж/м³.

Энтальпию насыщенного пара при давлении р_нп=1, 5 МПа нахо­дим по табл. 2 (см. Приложение): i _нп=i " =2791, 8 кДж/кг. Расход пара через пароперегреватель D _пе равен паропроизводительности котлоагрегата D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Коэффициент сохранения теплоты, по формуле (2.34),

φ =1-q ₅/100=1-1/100=0, 99.

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из пароперегрева­теля, по формуле (2.38),

=12769 кДж/м³.

Задача 2.58. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из пароперегревателя котельного агрегата паропроизводительностью D=5, 6 кг/с, работающего на челябинском угле марки БЗ с низшей теплотой сгорания Q =13 997 кДж/кг, если известны давление насыщенного пара р_нп=4, 3 МПа, давление перегретого пара р_пп=4 МПа, температура перегретого пара t _пп=430°С, температура питательной воды t _пв=130°С, кпд котло­агрегата (брутто) η =89%, энтальпия продуктов сгорания на входе в пароперегреватель I =7800 кДж/кг, теоретический объ­ем воздуха, необходимый для сгорания топлива V ⁰=3, 74 м³/кг, присос воздуха в газоходе пароперегревателя Δ α _пе=0, 04, тем­пература воздуха в котельной t _в=30°С, потери теплоты от меха­нической неполноты сгорания топлива q ₄=3% и потери теплоты в окружающую среду q ₅=1%.

Ответ: I =5487 кДж/кг.

Задача 2.59. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из пароперегревателя котельного агрегата, работающего на фрезерном торфе состава: С^р=24, 7%; Н^р=2, 6%; S =0, 1%; N^p=l, l%; О^р=15, 2%; A^p= 6, 3%; W^p=50, 0%, если известны тем­пература газов на входе в пароперегреватель θ =900°С, количе­ство теплоты, воспринятое паром в пароперегревателе, Q _пе=1200 кДж/кг, коэффициент избытка воздуха за пароперег­ревателем α _пе=1, 3, присос воздуха в газоходе пароперегревателя Δ α _пе=0, 05, температура воздуха в котельной t _в=30°С и потери теплоты в окружающую среду q ₅=0, 5%.

Ответ: I =4404 кДж/кг.

Задача 2.60. Определить количество теплоты, воспринятое паром и конвективную поверхность нагрева пароперегревателя котельного агрегата паропроизводительностью D=21 кгс/с, работающего на донецком угле марки А с низшей теплотой сгорания Q =22825кДж/кг, если известны температура топлива при входе в топку t_T=20°C, теплоемкость рабочей массы топлива с =2, 1 кДж/(кг· К), давление насыщенного пара р_нп=4 МПа, давление перегретого пара р_пп=3, 5 МПа, температура перегре­того пара t _пп=420°С, температура питательной воды t _пв=150°C, величина непрерывной продувки Р=4%, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%, коэффициент теплопередачи в пароперегрева­теле к _{n е}=0, 051 кВт/(м²· К), температура газов на входе в паропе­регреватель θ =950°C, температура газов на выходе из паропе­регревателя θ =605°С, температура пара на входе в пароперег­реватель t _нп=250°C и потери теплоты от механической непо­лноты сгорания топлива q ₄ =4, 0%.

Решение: Физическую теплоту топлива определяем по фор­муле (2.4):

Q _тл=с t _т=2, 1· 20=42 кДж/кг.

Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):

Q = Q + Q _тл=22825+42=22867 кДж/кг.

Натуральный расход топлива определяем по формуле (2.25):

=
=2, 77 кг/с.

D _пе = D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Расчетный расход топлива находим по формуле (2.26):

В_р=В(1-q ₄/100)=2, 77(1-4/100)=2, 66 кг/с.

Количество теплоты, воспринятое паром в пароперегревате­ле, определяем по формуле (2.38):

=3693 кДж/кг.

Энтальпию насыщенного пара при давлении р_нп=4 МПа нахо­дим по табл. 2 (см. Приложение): i _нп=i " =2800, 6 кДж/кг; D_ne = D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Температурный напор в пароперегревателе находим по фор­муле (2.41):

=442, 5°С.

Конвективная поверхность нагрева пароперегревателя, по формуле (2.39),

=435 м².

Задача 2.61. Определить конвективную поверхность нагрева пароперегревателя котельного агрегата паропроизводительностью D=13, 6 кг/с, работающего на карагандинском каменном угле, если известны давление насыщенного пара р_нп=4, 5 МПа, давление перегретого пара р_пп=4 МПа, температура перегретого пара t _пп=450°С, коэффициент теплопередачи в пароперегрева­теле к_пе=0, 045 кВт/(м²· К), температура газов на входе в паропе­регреватель θ =1052°С, температура газов на выходе из пароперегревателя θ =686°С и температура пара на входе в пароперег­реватель t _нп=256°С.

Ответ: Н_пе=312, 1 м².

Задача 2.62. Определить конвективную поверхность нагрева пароперегревателя котельного агрегата паропроизводительностью D=7, 05 кг/с, работающего на природном газе Саратовс­кого месторождения состава: СО₂=0, 8%; СН₄=84, 5%; С₂Н₆=3, 8%; С₃Н₈=1, 9%; С₄Н₁₀=0, 9%; С₅Н₁₂=0, 3%; N₂=7, 8%, если известны давление перегретого пара р_пп=1, 4 МПа, тем­пература перегретого пара t _пп=280°С, температура питательной воды t _пв=110°С, величина непрерывной продувки Р=4%, кпд котлоагрегата (брутто) η =91°/o, энтальпия продуктов сгорания на входе в пароперегреватель I =17320 кДж/кг, энтальпия про­дуктов сгорания на выходе из пароперегревателя I =12 070 кДж/кг, присос воздуха в газоходе пароперегревателя Δ α _пе=0, 05, температура воздуха в котельной t _в=30°С, потери теплоты в окружающую среду q ₅=1%, коэффициент теплопере­дачи в пароперегревателе к_пе=0, 05 кВт/(м²· К) и температурный напор в пароперегревателе Δ t _пе=390°C.

Ответ: H_ne =147 м².

Задача 2.63. Определить конвективную поверхность нагрева пароперегревателя котельного агрегата, работающего на донец­ком угле марки А состава: С^р=63, 8%; Н^р=1, 2%; S =l, 7%; N^p=0, 6%; О^р=1, 3%; A ^р=22, 9%; W^p=8, 5%, если известны рас­четный расход топлива B_p=1, 1 кг/с, температура пара на входе в пароперегреватель t _нп=316°C, температура перегретого пара t _пп=510°С, температура газов на входе в пароперегреватель θ =1000°С, температура газов на выходе из пароперегревателя θ =700°С, коэффициент избытка воздуха за пароперегревателем α _пе=1, 25, присос воздуха в газоходе пароперегревателя Δ α _пе=0, 05, температура воздуха в котельной t _в=30°C, коэффициент теплопередачи в пароперегревателе к_пе=0, 055 кВт/(м²· К) и потери теплоты в окружающую среду q ₅ =1%.

Ответ: H_ne =178 м².

Задача 2.64. Определить количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере котельного агрегата, работающего на малосернистом мазуте состава: С^р=84, 65%; Н^р=11, 7%; S =0, 3%; О^р=0, 3%; А^р=0, 05%; W^p=3, 0%, если известны температура газов на входе в экономайзер θ =330°С, температура газов на выходе из экономайзера θ =180°С, коэффициент избытка воздуха за экономайзером α _э=1, 3, присос воздуха в газоходе экономайзера Δ α _э=0, 1, температура воздуха в котельной t _в=30°C и потери теплоты в окружающую среду q ₅=1%.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):

V⁰=0, 089C^p+0, 226H^p+0, 033(S -O^p)=0, 089· 84, 65+0, 266· 11, 7+0, 033(0, 3-0, 3)=
=10, 62 м³/кг.

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.33):

V_{RO г}=0, 0187(C^P+0, 375S )=0, 0187(84, 65 + 0, 375· 0, 3)=1, 58 м³/кг.

Теоретический объем азота, по формуле (1.32),

=8, 39 м³/кг.

Теоретический объем водяных паров, по формуле (1.35),

V =0, 0124(9H^p+W^p)+0, 0161V ⁰ =0, 0124(9· 11, 7+3, 0)+0, 0161· 10, 62=1, 51 м³/кг.

Энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, по формуле (1.60),

I =I +(α _э-1)I = V (cθ ) +V (cθ ) +V (cθ ) +(α _т-1)V⁰(cθ )_в =

=1, 58· 623+8, 39· 432+1, 51· 512+(1, 3-1)10, 62· 445=6800 кДж/кг.

Значения энтальпий (cθ ) , (cθ ) , (cθ )  и (cθ )_в находим по табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из экономайзера, по формуле (1.60),

I =I +(α _э-1)I = V (cθ ) +V (cθ ) +V (cθ ) +(α _т-1)V⁰(cθ )_в =

=1, 58· 320+8, 39· 234+1, 51· 274+(1, 3-1)10, 62· 239=3644 кДж/кг.

Коэффициент сохранения теплоты, по формуле (2.34),

φ =1-q₅/100=1-1/100=0, 99.

Количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере, на­ходим по формуле (2.42):

Q ₃ =0, 99[6800-3644+0, 1· 10, 62· 40]=3166 кДж/кг.

Задача 2.65. Определить количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере котельного агрегата паропроизводительностью D=5, 45 кг/с, работающего на кузнецком угле марки Т с низшей теплотой сгорания Q =26180 кДж/кг, если известны давление перегретого пара р _nn=1, 4 МПа, температура перегре­того пара t _пп=280°С, температура питательной воды t _пв=100°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =86%, величина непрерывной продувки Р=3%, температура воды на выходе из экономайзера t =150°C и потери теплоты от механической неполноты сгора­ния топлива q ₄=4%.

Ответ: Q _э=2002 кДж/кг.

Задача 2.66. Определить количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере котельного агрегата паропроизводительностью D=7, 66 кг/с, работающего на природном газе Ставро­польского месторождения с низшей теплотой сгорания Q =35 621 кДж/кг, если известны давление перегретого пара р _nn=4 МПа, температура перегретого пара t _пп=425°С, темпера­тура питательной воды t _пв=100°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =90%, величина непрерывной продувки Р=3% и температу­ра воды на выходе из экономайзера t =168°С.

Ответ: Q _э =3313 кДж/м³.

Задача 2.67. Определить энтальпию воды на выходе из эко­номайзера котельного агрегата паропроизводительностью D=5, 6 кг/с, работающего на подмосковном угле марки Б2 с низ­шей теплотой сгорания Q =10516 кДж/кг, если известны тем­пература топлива на входе в топку t_T =20°C, теплоемкость рабо­чей массы топлива с =2, 1 кДж/(кг· К), давление перегретого пара р _nn=1, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=350°C, температура питательной воды t _пв=100°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%, величина непрерывной продувки Р=4%, эн­тальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер I =3860 кДж/кг, энтальпия продуктов сгорания на выходе из экономайзера I =2050 кДж/кг, теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания топлива V ⁰=2, 94 м³/кг, присос воздуха в газоходе экономайзера Δ α _э=0, 1, температура воздуха в котельной t _в=30°C, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄=4% и потери теплоты в окружающую среду q ₅=1%.

Ответ: i =896 кДж/кг.

Задача 2.68. Определить энтальпию воды на выходе из экономайзера котельного агрегата паропроизводительностью D=73 кг/с, работающего на кузнецком угле марки Т состава: C^p= 68, 6%; Н^p=3, 1%; S =0, 4%; N^p=1, 5%; O^p=3, l%; A^p =5, 8%; W^p=6, 5%, если известны расчетный расход топлива B_p=1, 1 кг/с, температура питательной воды t _пв=100°C, величина непрерывной продувки Р=4%; температура газов на входе в экономайзер θ =330°С, температура газов на выходе из экономайзера θ =150°С, коэффициент избытка воздуха за экономайзером α _э=1, 45, присос воздуха в газоходе экономайзера Δ α _э=0, 1, температура воздуха в котельной t _в=30°С и коэффициент сохранения теплоты φ =0, 99.

Ответ: i =697 кДж/кг.

Задача 2.69. Определить энтальпию воды на выходе из экономайзера котельного агрегата паропроизводительностью D =13, 8 кг/с, работающего на высокосернистом мазуте состава: C^p=83%; H^p=10, 4%; S =2, 8%; О^р=0, 7%; A^p=0, 1%; W^p=3, 0%, если известны температура подогрева мазута t_T=90°C, давление перегретого пара р _nn=1, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=280°С, температура питательной воды t _пв=100°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%; величина непрерывной продувки Р=3% и количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере, Q _э=3100 кДж/кг.

Ответ: i =641 кДж/кг.

Задача 2.70. Определить энтальпию продуктов сгорания на соде из экономайзера котельного агрегата, работающего на природном газе Саратовского месторождения состава: СО₂=0, 8%; СН₄=84, 5%; С₂Н₆=3, 8%; С₃Н₈=1, 9%; С₄Н₁₀=0, 9%; С₅Н₁₂=0, 3%; N₂=7, 8%, если температура газов на входе в экономайзер θ =300°С, коэффициент избытка воздуха за экономайзером α _э=1, 35, присос воздуха в газоходе экономайзера Δ α _э=0, l, температура воздуха в котельной t _в=30°C, количество теплоты, принятое водой в экономайзере, Q _э=2600 кДж/кг и потери теплоты в окружающую среду q₅=1%.

Ответ: I =3291 кДж/кг.

Задача 2.71. Определить энтальпию продуктов сгорания на коде из экономайзера котельного агрегата паропроизводительностью D=13, 8 кг/с, работающего на малосернистом мазуте состава: С^р=84, 65%; Н^р=11, 7%; S =0, 3%; O^p=0, 3%; А^р=0, 05%; W^p=3, 0%, если известны расчетный расход топлива В_р=1, 06 кг/с, температура питательной воды t _пв=100°С, тем­пература воды на выходе из экономайзера t =150°C, величина непрерывной продувки Р=4%, температура газов на входе в эко­номайзер θ =330°С, коэффициент избытка воздуха за экономай­зером α _э=1, 3, присос воздуха в газоходе экономайзера Δ α _э=0, 1, температура воздуха в котельной t _в=30°С и потери теплоты в окружающую среду q ₅ =1%.

Ответ: I =3868 кДж/кг.

Задача 2.72. Определить конвективную поверхность нагрева экономайзера котельного агрегата паропроизводительностью D=4, 0 кг/с, работающего на природном газе, если известны температура воды на входе в экономайзер t _пв=100°С, температу­ра воды на выходе из экономайзера t =152°С, коэффициент теплопередачи в экономайзере к_э=0, 02кВт/(м²· К), температура газов на входе в экономайзер θ =280°С и температура газов на выходе из экономайзера θ =150°С.

Ответ: H_э=541 м².

Задача 2.73. Определить количество теплоты, воспринятое водой, конвективную поверхность нагрева экономайзера котельного агрегата паропроизводительностью D=5, 45кг/с, работа­ющего на донецком каменном угле марки Т с низшей теплотой сгорания Q =24365 кДж/кг, если известны давление перегрето­го пара р _nn=1, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=260°C, температура питательной воды t _пв=104°C, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%, величина непрерывной продувки Р=3%, тем­пература воды на выходе из экономайзера t =164°С, коэффициент теплопередачи в экономайзере к_э=0, 021 кВт/(м²· К), темпе­ратура газов на входе в экономайзер θ =290°С, температура газов на выходе из экономайзера θ =150°С и потери теплоты от механической неполноты сгорания q ₄=4%.

Решение: Натуральный расход топлива определяем по формуле (2.25):

=
=0, 64 кг/с.

D_ne = D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Расчетный расход топлива находим по формуле (2.26):

В_р=В(1-q ₄/100)=0, 64(1-4/100)=0, 614 кг/с.

Расход воды через экономайзер, по формуле (2.43),

D _э = D(1+Р/100)=5, 45(1+3/100)=5, 61 кг/с.

Количество теплоты, воспринятое водой в экономайзере, на­ходим по формуле (2.42):

= 2293 кДж/кг.

Температурный напор в экономайзере определяем по фор­муле (2.40):

=76°С.

Конвективную поверхность нагрева экономайзера находим по формуле (2.45):

=882, 1 м².

Задача 2.74. Определить энтальпию воды на выходе и кон­вективную поверхность нагрева экономайзера котельного агрега­та паропроизводительностью D=5, 9 кг/с, работающего на до­нецком угле марки А, если известны расчетный расход топлива
В_р=0, 62 кг/с, количество теплоты, воспринятое водой в эконо­майзере Q _э=2520 кДж/кг, температура питательной воды t _пв=100°C, коэффициент теплопередачи в экономайзере к_э=0, 021 кВт/(м²· К), величина непрерывной продувки Р=4%, температура газов на входе в экономайзер θ =320°С и тем­пература газов на выходе из экономайзера θ =170°С.

Ответ: i ==672 кДж/кг; H _э=644 м².

Задача 2.75. Определить количество теплоты, воспринятое воздухом в воздухоподогревателе котельного агрегата, работа­ющего на донецком угле марки Т состава: С^р=62, 7%; Н^р=3, 1%; S =2, 8%; N^p=0, 9%; О^р=1, 7%; A ^р=23, 8%; W^p=5, 0%, если известны температура газов на входе в воздухоподогреватель θ =400°С, температура газов на выходе из воздухоподогрева­теля θ =300°С, коэффициент избытка воздуха за воздухоподог­ревателем α _вп=1, 4, присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 05, температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t =30°С, температура воздуха на выходе из воздухоподогрева­теля t =174°C и потери теплоты в окружающую среду q ₅=1%.

Ответ: Q _вп=1412 кДж/кг.

Задача 2.76. Определить количество теплоты, воспринятое воздухом в воздухоподогревателе котельного агрегата, работающего на карагандинском угле марки К, если известны тем­пература воздуха на входе в воздухоподогреватель t =30°С, температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя t =170°С, теоретически необходимый объем воздуха V ⁰=5, 61 м³/кг, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 3, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05 и присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 05.

Ответ: Q _вп=1331 кДж/кг.

Задача 2.77. Определить количество теплоты, воспринятое воздухом в воздухоподогревателе котельного агрегата, работа­ющего на природном газе Ставропольского месторождения со­става: СО₂=0, 2%; СН₄=98, 2%; С₂Н₆=0, 4%; С₃Н₈=0, 1%; С₄Н₁₀=0, 1%; N₂=1, 0%, если известны температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t =30°C, температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя t =180°С, коэффициент избыт­ка воздуха в топке α _т=1, 15, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05 и присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 06.

Ответ: Q _вп=2139 кДж/кг.

Задача 2.78. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из воздухоподогревателя котельного агрегата, работа­ющего на природном газе Саратовского месторождения, если известны температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t =30°С, температура воздуха на выходе из воздухоподогрева­теля t =170°С, теоретически необходимый объем воздуха V ⁰=9, 52 м³/м³, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 15, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 06, энтальпия продуктов сгора­ния на входе в воздухоподогреватель
I =7670 кДж/м³ и потеря теплоты в окружающую среду q ₅=1%.

Ответ: I =5724 кДж/м³.

Задача 2.79. Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из воздухоподогревателя котельного агрегата, работа­ющего на карагандинском угле марки К состава: С^p=54, 5%; Н^р=3, 3%; S =0, 8%; N^p=0, 8%; О^р=4, 8%; A ^р=27, 6%; W^p=8, 0%, если известны температура воздуха на входе в воздухоподогрева­тель t =30°C, температура воздуха на выходе из воздухоподог­ревателя t =177°C, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 3, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, коэффици­ент избытка воздуха за воздухоподогревателем α _вп=1, 45, присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 05, температура газов на входе в воздухоподогреватель θ =450°С и потери теплоты в окружающую среду q ₅ =1%.

Ответ: I =4123 кДж/кг.

Задача 2.80. Определить конвективную поверхность нагрева воздухоподогревателя котельного агрегата, работающего на донецком угле марки Т, если известны температура воздуха входе в воздухоподогреватель t =30°С, температура воздуха выходе из воздухоподогревателя t =175°C, коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 3, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 05, расчетный расход топлива B _р=0, 64 кг/с, теоретически необходимый объем воздуха V ⁰=6, 44 м³/кг, коэффициент теплопереда в воздухоподогревателе к_вп=0, 0182 кВт/(м²· К), температура газов на входе в воздухоподогреватель θ =412°С и температура газов на выходе из воздухоподогревателя θ =310°С.

Ответ: Н _вп=262 м².

Задача 2.81. Определить конвективную поверхность нагрева воздухоподогревателя котельного агрегата паропроизводительностью D=5, 9 кг/с, работающего на донецком угле марки Т состава: С^р=62, 7%; Н^р=3, 1%; S =2, 8%; N^p=0, 9%; O^p=1, 7; А ^p=23, 8%; W ^р =5, 0%, если известны давление перегретого пара р_пп=1, 4 МПа, температура перегретого пара t _пп=275°С, температура питательной воды t _пв=100°С, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%, величина непрерывной продувки Р=4%, температура воздуха на входе в воздухоподогреватель t =30°С, температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя t =170°С коэффициент избытка воздуха в топке α _т=1, 3, присос воздуха в топочной камере Δ α _т=0, 05, присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 06, коэффициент теплопередачи в воздухоподогревателе к_вп=0, 0178 кВт/(м²· К), температура газов на входе в воздухоподогреватель θ =402°С, температура газов на выходе воздухоподогревателя θ =300°С и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q ₄=4%.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (1.12):

Q =338C^p+1025H^p-108, 5(O^p-S )-25W^p=338· 62, 7+1025· 3, 1-108, 5(1, 7-2, 8)-25· 5, 0=
=24 365 кДж/кг.

Натуральный расход топлива, по формуле (2.25),

=

= 0, 713 кг/с.

D _пе = D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Расчетный расход топлива, по формуле (2.26),

В_р=В(1-q ₄/100)=0, 713(1-4/100)=0, 684 кг/с.

Теоретически необходимый объем воздуха находим по (1.27):

V⁰=0, 089C^p+0, 226H^p+0, 033(S -O^p)=0, 089· 62, 7+0, 266· 3, 1+0, 033(2, 8-1, 7)=6, 44 м³/кг.

Энтальпия теоретически необходимого объема воздуха на входе в воздухоподогреватель, по формуле (1.62),

I = V ⁰(ct )_в=6, 44· 40=258 кДж/кг.

Энтальпия теоретически необходимого объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя, по формуле (1.62),

I = V ⁰(ct )_в=6, 44· 226= 1455 кДж/кг.

Отношение объема воздуха на выходе из воздухоподогрева­теля к теоретически необходимому находим по формуле (2.48):

β _вп=α _т-Δ α _т=1, 3-0, 05=1, 25.

Количество теплоты, воспринятое воздухом в воздухоподог­ревателе, определяем по формуле (2.46):

Q _вп =(β _вп+Δ α _вп/2)(I -I ) =(1, 25 + 0, 06/2)(1455-258)=1532 кДж/кг.

Температурный напор в воздухоподогревателе находим по (2.41):

=251°C.

Конвективную поверхность нагрева воздухоподогревателя определяем по формуле (2.49):

=235 м².

Задача 2.82. Определить конвективную поверхность нагрева воздухоподогревателя котельного агрегата паропроизводительностью D =13, 5 кг/с, работающего на подмосковном угле марки Б2 состава: С^р=28, 7%: Н^р=2, 2%; S =2, 7%; N^p=0, 6%; О^р=8, 6%; А^р=25, 2%; W^p=32, 0%, если известны температура топлива на входе в топку t _T=20°С, давление перегретого пара р_пп=4 МПа, температура перегретого пара t _пп=450°С, температура питательной воды t _пв=150°C, кпд котлоагрегата (брутто) η =88%, величина непрерывной продувки Р=4%, энтальпия продуктов сгорания на входе в воздухоподогреватель I =3780 кДж/кг, энтальпия продуктов сгорания на выходе из воздухоподогревателя I =2770 кДж/кг, средняя температура воздуха t_{cp .в}=110°C, присос воздуха в воздухоподогревателе Δ α _вп=0, 05, коэффициент теплопередачи в воздухоподогревателе к_вп=0, 0174 кВт/(м²· К), температурный напор в воздухоподогревателе Δ t _вп=230°С, потери теплоты от механической неполно­ты сгорания топлива q ₄=4% и потери теплоты в окружающую среду q ₅=1%.

Ответ: Н _вп=967 м².

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: