Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Все расчеты выполняются по формулам с источника (1).

 

2.2.1 Определяем теоретический объем воздуха V⁰, м³/м³, необходимого для полного сгорания при сжигании газа:

 

V⁰=0,0476 [0,5 СО+0,5Н₂+1,5Н₂S+∑(m + )С_mН_n-О₂]

 

Где: m – число атомов углерода;

n – число атомов водорода.

 

V⁰=0,0476[(1+ )95,5+(2+ )2,7+(3+ )0,4+(4+ )0,2+(5+ )0,1]=

=0,0476[191+8,1+2,4+1,3+0,8]=9,7

 

2.2.2 Определяем теоретический объем азота V⁰_N2, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа:

 

V⁰_N2=0,79 V⁰ +

V⁰_N2=0,79 * 9,7+ =7,7

 

2.2.3 Определяем объём трехатомных газов V_RO2, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа:

 

V_RO2=0,01(СО₂+СО+Н₂S+∑ m С_mН_n).

V_RO2=0,01(0,1+(1*95,5+2*2,7+3*0,4+4*0,2+5*0,1)=1,035

 

2.2.4 Определяем теоретический объём водяных паров V⁰_H2O, м³/м³, в продуктах сгорания при сжигании газа:

 

V⁰_H2O=0,01(Н₂S+Н₂+∑  С_mН_n+0,124d_г.тл)+0,0161 V⁰

 

где: d_г.тл – влагосодержание газообразного топлива, отнесенного к 1 м³ сухого газа, г/м³, d_г.тл =10

 

V⁰_H2O=0,01(  *95,5+  *2,7+  *0,4+  *0,2+  *0,1+0,124*10)+

+0,0161*9,7=2,195

2.2.5 Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева.

 

 

где: a^′– коэффициент избытка воздуха перед газохода;

a^″– коэффициент избытка воздуха после газохода.

 

a″ = a′+ Da

 

где: Da – присос воздуха в поверхность нагрева,

По таблице 3,1 источник 1 для котла ДЕ 6,5 -14 присос воздуха составляет:

- топка Da_Т =0,05 (α^”_т=1,1)

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева Da¹_кп=0,05 (α^”_1кп=1,15)

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева Da²_кп=0,1 (α^”_2кп=1,25)

- водяной экономайзер (чугунный) Da_вэ=0,08 (α^”_вэ =1,35)

Средний коэффициент избытка воздуха:

- топка

 

 

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

 

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

 

- водяной экономайзер

 

 

Определяем избыточное количество воздуха V^в_изб, м³/м³, для каждого газохода:

 

V^в_изб = V⁰ (a_ср –1)

 

- топка

 

V^в_{изб (т)}= 9,7(1,075 –1)=0,73

 

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

V^в_{изб(1кп)} = 9,7 (1,125 –1)=1,2

 

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

V^в_{изб(2кп)} = 9,7(1,2 –1)=1,94

 

- водяной экономайзер

 

V^в_изб(вэ) = 9,7 (1,3 –1)=2,91

 

2.27 Определяем действительный объём водяных паров V_H2O, м³/м³, для газа

 

V _H2O=V⁰_H2O + 0,0161 (a_ср–1) V⁰

 

- топка V^Т _H2O=2,195 + 0,0161 (1,075–1) 9,7=2,207

 

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

V^1кп _H2O=2,195 + 0,0161 (1,125–1) 9,7=2,215

 

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

V^2кп _H2O=2,195 + 0,0161 (1,2–1) 9,7=2,226

 

- водяной экономайзер

 

V^вэ _H2O=2,195 + 0,0161 (1,3–1) 9,7=2,24

 

2.2.8 Определяем действительный суммарный объём продуктов сгорания V_г, м³/м³, для газа:

 

V_г= V_RO2 + V⁰_N2 +(α_ср-1)V⁰ + V_H2O+ 0,0161 (a_ср–1) V⁰

 

- топка V^т_г= 1,035 + 7,7 +(1,075-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,075–1) 9,7=11,67

 

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

V^1кп _г= 1,035 + 7,7 +(1,125-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,125–1) 9,7=12,155

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрев

 

V^2кп _г= 1,035 + 7,7 +(1,2-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,2–1) 9,7=12,885

 

- водяной экономайзер

 

V^вэ _г= 1,035 + 7,7 +(1,3-1)9,7 + 2,195 + 0,0161 (1,3–1) 9,7=13,89

 

2.2.9 Определяем объемные доли трехатомных газов r_RO2 и водяных паров r_H2O, а также суммарную объемную долю r_п

 

r_RO2= V_RO2 / V_г  ; r_H2O= V_H2O / V_г ; r_п = r_RO2+ r_H2O

- топка

 

r^т _RO2= 1,035 / 11,67= 0,089; r_H2O= 2,195 / 11,67=0,188; r_п = 0,089+ 0,188=0,277

 

- первый котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

r^1кп _RO2= 1,035 / 12,155=0,085;  r_H2O= 2,195 / 12,155=0,181;  r_п = 0,085+ 0,181=0,266

 

- второй котельный пучок конвективной поверхности нагрева

 

r^2кп _RO2= 1,035 / 12,885=0,080;  r_H2O= 2,195 / 12,885=0,17;  r_п = 0,080+ 0,170=0,25

 

- водяной экономайзер

 

r^вэ _RO2= 1,035 / 13,89=0,075; r_H2O= 2,195 / 13,89=0,16; r_п = 0,075+ 0,16=0,235

 

2.2.10 Теоретический объем продуктов сгорания  V⁰ _г (м³/м³):

 

V° _г= V° _RO2 + V⁰_N2  + V° _H2O

V° _г= 1,035 + 7,7  + 2,195 =10,93

 

Все расчетные данные заносятся в таблицу 1.

 

Таблица 1. Объемов продуктов сгорания.

Наименование величины и расчетная формула	Размерность	V0=9,7 м3/м3;   V0N2=7, 7м3/м3; VRO2=1,035 м3/м3; V0H2O=2,195 м3/м3; V°г=10,93 м3/м3;
		Топка	Конвективные пучки		Водяной Экономайзер
			1	2
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева, a”		1,1	1,15	1,25	1,35
Средний коэффициент избытка воздуха в поверхности нагрева, aср		1,075	1,125	1,2	1,3
Объем водяных паров VH2O=V0H2O+0,0161 (aср–1) V0	м3/м3	2,207	2,215	2,226	2,24

Объем дымовых газов                Vг= VRO2 + V0N2 +(αср-1)V0 + VH2O+ +0,0161 (aср–1) V0	м3/м3	11,67	12,155	12,885	13,89
Объемные доли трехатомных газов rRO2= VRO2 / Vг		0,089	0,085	0,08	0,075
Объемные доли водяных паров rH2O= VH2O / Vг		0,188	0,181	0,17	0,16
Суммарная объемная доля rп = rRO2+ rH2O		0,277	0,266	0,25	0,235

 

Построение Н-Т диаграммы

 

Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания производим при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева. Расчёт производим для всего возможного диапазона температур после поверхностей нагрева от 100 до 2100⁰C. Энтальпии на 1 м³ воздуха, трехатомных газов, азота, водяных паров (кДж/м³, принимаются из таблицы 3,4, источник 1.

 

3.1 Определяем энтальпию теоретического объема воздуха Н⁰_в (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

 

Н⁰_в=V⁰*(Ct) возд.

 

Для 100°С                                           Н⁰_в=9,7*133=1290,1

Для 200°С                                           Н⁰_в=9,7*267=2589,9

Для 300°С                                           Н⁰_в=9,7*404=3918,8

Для 400°С                                           Н⁰_в=9,7*543=5267,1

Для 500°С                                           Н⁰_в=9,7*686=6654,2

Для 600°С                                           Н⁰_в=9,7*832=8070,4

Для 700°С                                           Н⁰_в=9,7*982=9525,4

Для 800°С                                           Н⁰_в=9,7*1134=10999,8

Для 900°С                                           Н⁰_в=9,7*1285=12464,5

Для 1000°С                                         Н⁰_в=9,7*1440=13968

Для 1100°С                                         Н⁰_в=9,7*1600=15520

Для 1200°С                                         Н⁰_в=9,7*1760=17072

Для 1300°С                                         Н⁰_в=9,7*1919=18614,3

Для 1400°С                                         Н⁰_в=9,7*2083=20205,1

Для 1500°С                                         Н⁰_в=9,7*2247=21795,9

Для 1600°С                                         Н⁰_в=9,7*2411=23386,7

Для 1700°С                                         Н⁰_в=9,7*2574=24967,8

Для 1800°С                                         Н⁰_в=9,7*2738=26558,6

Для 1900°С                                         Н⁰_в=9,7*2906=28188,2

Для 2000°С                                         Н⁰_в=9,7*3074=29817,8

Для 2100°С                                         Н⁰_в=9,7*3242=31447,4

 

3.2 Определяем энтальпию теоретического объема продуктов сгорания Н⁰_г (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

 

Н⁰_г =V_RO2*(Ct) RO₂ +V⁰_N2*(Ct) N₂+V⁰_H2O*(Ct) H₂O

 

Для 100°С                   Н⁰_г =1,035*170+7,7*130+2,195*151=1508,15

Для 200°С                   Н⁰_г =1,035*359+7,7*261+2,195*305=3050,775

Для 300°С                   Н⁰_г =1,035*561 +7,7*393+2,195*464=4625,18

Для 400°С                   Н⁰_г =1,035*774+7,7*528+2,195*628=6245,15

Для 500°С                   Н⁰_г =1,035*999+7,7*666+2,195*797=7911,585

Для 600°С                   Н⁰_г =1,035*1226+7,7*806+2,195*970=9604,25

Для 700°С                   Н⁰_г =1,035*146+7,7*949+2,195*1151=11351,055

Для 800°С                   Н⁰_г =1,035*1709+7,7*1096+2,195*1340=13370,4

Для 900°С            Н⁰_г =1,035*1957+7,7*1247+2,195*1529=15029,095

Для 1000°С          Н⁰_г =1,035*2209+7,7*1398+2,195*1730=16848,25

Для 1100°С          Н⁰_г =1,035*2465 +7,7*1550+2,195*1932=18727,04

Для 1200°С          Н⁰_г =1,035*2726+7,7*1701+2,195*2138=20612,02

Для 1300°С          Н⁰_г =1,035*2986+7,7*1856+2,195*2352=22544,4

Для 1400°С          Н⁰_г =1,035*3251+7,7*2016+2,195*2566=24781,28

Для 1500°С              Н⁰_г =1,035*3515+7,7*2171+2,195*2789=26476,6

Для 1600°С          Н⁰_г =1,035*3780+7,7*2331 +2,195*3010=28467,95

Для 1700°С          Н⁰_г =1,035*4049+7,7*2490+2,195*3238=30471,11

Для 1800°С          Н⁰_г =1,035*4317+7,7*2650+2,195*3469=33750,23

Для 1800°С          Н⁰_г =1,035*4586+7,7*2814+2,195*3700=34535,8

Для 2000°С          Н⁰_г =1,035*4859+7,7*2973+2,195*3939=36567,175

Для 2100°С          Н⁰_г =1,035*5132+7,7*3137+2,195*4175=38630,645

 

3.3 Определяем энтальпию избыточного количества воздуха Н^в_изб (кДж/м³), для всего выбранного диапазона температур:

 

Н^в_изб = (α -1) Н⁰_в

 

Где: α- коэффициент избытка воздуха после газохода

Верх топочной камеры

Для 800°С                            Н^в_изб = (1,1-1) 10999,8=1099,98

Для 900°С                            Н^в_изб = (1,1-1) 12464,5=1246,45

Для 1000°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 13968=1396,8

Для 1100°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 15520=1552

Для 1200°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 17072=1707,2

Для 1300°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 18614,3=1861,43

Для 1400°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 20205,1=2020,51

Для 1500°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 21795,9=2179,59

Для 1600°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 23386,7=2338,67

Для 1700°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 24967,8=2496,78

Для 1800°С                          Н^в_изб. = (1,1-1) 26558,6=2655,86

Для 1900°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 28188,2=2818,82

Для 2000°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 29817,8=2981,78

Для 2100°С                          Н^в_изб = (1,1-1) 31447,4=3144,74

1-й конвективный пучок

Для 300°С                             Н^в_изб = (1,15-1) 3918,8=587,82

Для 400°С                             Н^в_изб = (1,15-1) 5267,1=790,065

Для 500°С                             Н^в_изб = (1,15-1) 6654,2=998,13

Для 600°С                             Н^в_изб = (1,15-1) 8070,4=1210,56

Для 700°С                             Н^в_изб = (1,15-1) 9525,4=1428,81

Для 800°С                             Н^в_изб = (1,15-1) 10999,8=1649,97

Для 900°С                             Н^в_изб = (1,15-1) 12464,5=1869,68

Для 1000°С                           Н^в_изб = (1,15-1) 13968=2095,2

2-й конвективныйпучок

Для 200°С                            Н^в_изб = (1,25-1) 2589,9=647,5

Для 300°С                            Н^в_изб = (1,25-1) 3918,8=979,7

Для 400°С                            Н^в_изб = (1,25-1) 5267,1=1316,8

Для 500°С                            Н^в_изб = (1,25-1) 6654,2=1663,6

Для 600°С                            Н^в_изб = (1,25-1) 8070,4=2017,6

Для 700°С                            Н^в_изб = (1,25-1) 9525,4=2381,35

Водяной экономайзер

Для 100°С                             Н^в_изб = (1,35-1) 1290,1=451,535

Для 200°С                             Н^в_изб = (1,35-1) 2589,9=906,465

Для 300°С                             Н^в_изб = (1,35-1) 3918,8=1371,58

Для 400°С                             Н^в_изб = (1,35-1) 5267,1=1843,485

 

3.4 Определяем энтальпию продуктов сгорания Н (кДж/м³):

 

Н = Н ⁰_г+ Н ^в_изб+ Н _зл

 

где: Н_зл – энтальпия золы и определяется по формуле;

 

Н_зл=(Ct) золы (А^р/100)α_ун

 

где: А^р- минеральные примеси, при газе А^р=0

Н_зл=0

Верх топочной камеры

 

Для 800°С                            Н = 16746,74+ 1552=13096,88

Для 900°С                            Н = 16746,74+ 1552=14662,75

Для 1000°С                          Н = 16746,74+ 1552=16471,8

Для 1100°С                          Н = 16746,74+ 1552=18298,74

Для 1200°С                          Н = 18420,57+1707,2=20127,77

Для 1300°С                          Н = 20133,6+ 1861,43=21995,03

Для 1400°С                          Н = 22151,13+ 2020,51=24171,64

Для 1500°С                          Н = 23617,83+ 2179,59=25797,42

Для 1600°С                          Н = 25382,7+ 2338,67=27721,37

Для 1700°С                          Н = 27152,16+ 2496,78=29648,94

Для 1800°С                          Н = 30194,5+ 2655,86=32850,36

Для 1900°С                          Н = 30743,3+ 2818,82=33562,12

Для 2000°С                           Н = 32529,7+ 2981,78=35511,48

Для 2100°С                           Н = 34351,27+ 3144,74=37496,01

1-й конвективный пучок

Для 300°С                             Н = 4149,58+ 587,82=4737,4

Для 400°С                             Н = 5601,45+ 790,065=6391,52

Для 500°С                             Н = 7094,66+ 998,13=8092,79

Для 600°С                             Н = 8610+ 1210,56=9820,56

Для 700°С                             Н = 10171,28+ 1428,81=11600,09

Для 800°С                             Н = 11996,9+ 1649,97=13646,87

Для 900°С                             Н = 13416,3+ 1869,68 =15285,98

Для 1000°С                           Н = 15075+2095,2=17170,2

2-й конвективный пучок

Для 200°С                             Н = 2738,15+647,5=3385,65

Для 300°С                             Н = 4149,58+979,7=5129,28

Для 400°С                              Н = 5601,45+1316,8=6918,25

Для 500°С                             Н = 7094,66+1663,6=8758,26

Для 600°С                             Н = 8610+2017,6=10627,6

Для 700°С                             Н = 10171,28+ 2381,35=12552,35

Водяной экономайзер

Для 100°С                             Н = 1353,62+ 451,535=1805,155

Для 200°С                             Н = 2738,15+906,465=3644,625

Для 300°С                            Н = 4149,58+ 1371,58=5521,16

Для 400°С                            Н = 5601,45+ 1843,485=7444,935

 

Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 2.

 

Таблица 2. Энтальпия продуктов сгорания.

Поверхность нагрева	t °C	I0в кДж/м3	I0г кДж/м3	Iвизб кДж/м3	I кДж/м3
Верх топочной камеры, фестон, αт=1,1	2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800	31447,4 29817,8 28188,2 26558,6 24967,8 23386,7 21795,9 20205,1 18614,3 17072 15520 13968 12464,5 10999,8	34351,27 32529,7 30743,3 30194,5 27152,16 25382,7 23617,83 22151,13 20133,6 18420,57 16746,74 15075 13416,3 11996,9	3144,74 29817,8 2818,82 2655,86 2496,78 2338,67 2179,59 2020,51 1861,43 1707,2 1552 1396,8 1246,45 1099,98	37496,01 35511,48 33562,12 32850,36 29648,94 27721,37 25797,42 24171,64 21995,03 20127,77 18298,74 16471,8 14662,75 13096,88
1–й конвективный пучок, aкп1=1,15	1000 900 800 700 600 500 400 300	13968 12464,5 10999,8 9525,4 8070,4 6654,2 5267,1 3918,8	15075 13416,3 11996,9 10171,28 8610 7094,66 5601,45 4149,58	2095,25 1869,68 1649,97 1428,81 1210,56 998,13 790,065 587,82	17170,2 15285,98 13646,87 11600,09 9820,56 8092,79 6391,52 4737,4
2–й конвективный пучок, aкп2=1,25	700 600 500 400 300 200	9525,4 8070,4 6654,2 5267,1 3918,8 2589,9	10171,28 8610 7094,66 5601,45 4149,58 2738,15	2381,35 2017,6 1663,6 1316,8 979,7 647,5	12552,35 10627,6 8758,26 6918,25 5129,28 3385,65
Водяной экономайзер, αэк=1,35	400 300 200 100	5267,1 3918,8 2589,9 1290,1	5601,45 4149,58 2738,15 1353,62	1843,485 1371,58 906,465 451,535	7444,935 5521,16 3644,615 1805,155

 

По результатам расчетов выполняем построение графика зависимости энтальпий продуктов сгорания Н от температуры Т.

 

Тепловой баланс котла