Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания.



Количество теплоты, содержащееся в воздухе или продуктах сгорания, называют теплосодержанием (энтальпией) воздуха или продуктов сгорания. При выполнении расчетов принято энтальпию воздуха и продуктов сгорания относить к 1 кг сжигаемого твердого и жидкого топлива и к 1 м3 газообразного топлива. Расчет энтальпий продуктов сгорания производится при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева (значения коэффициента избытка воздуха берутся из табл. 2.). Расчет следует производить для всего возможного диапазона температур после поверхностей нагрева, так как температуры эти неизвестны. В дальнейших расчетах при использовании значений энтальпии допускается линейная интерполяция в интервале температур 100 К.

Энтальпия теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур:

, [кДж/кг, кДж/м3]

где: B – энтальпия 1 м3 воздуха, кДж/м3 принимается для каждой выбранной температуры из таблицы 4 Приложение 2; - теоретический объем воздуха, необходимый для горения.

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температур:

, [кДж/кг, кДж/м3]

где: , , - энтальпия 1 м3 трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объема водяных паров, принимается для каждой выбранной температуры (табл. 4 Приложение 2); - объемы трехатомных газов, теоретические объемы азота и водяных паров (табл. 2.).

Энтальпия избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур:

, [кДж/кг, кДж/м3]

Энтальпия продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха α>1

, [кДж/кг, кДж/м3]

Энтальпия золы, учитывается только при аун·Ар> 1.4 [кг·102/МДж]:

, [кДж/кг]

где: - энтальпия 1кг золы.

Для нашего примера 0,35*0,55<1.4, энтальпия золы не учитывается.

Результаты расчета энтальпии продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводятся в таблицу (форма расчетной таблицы применительно к промышленному котлоагрегату приведена в табл. 3).


Таблица 3. Энтальпия продуктов сгорания.

Поверхность нагрева Тем-ра после пов. Нагрева ºС        
Топочная камера 7257,9 4433,5 2735,0 12098,0 7241,15 4400,18 1814,4 1108,4 683,75 21170,30 12783,05 33953,35
I конвективный пучок 3064,9 2413,6 2090,1 4954,62 3658,63 3326,77 919,47 724,08 627,03 8938,99 6796,31 6043,90
Пароперегреватель 2090,1 1606,9 1155,7 3326,77 2562,21 1775,88 731,53 562,4 404,49 6148,4 4731,51 3336,07
II конвективный пучок 1770,8 1307,9 859,88 2810,25 2066,83 1346,38 796,86 588,55 386,94 5377,91 3963,28 2593,2
Водяной экономайзер 859,88 714,08 568,29 1346,38 1115,94 885,502 472,93 392,74 312,55 2679,19 2222,76 1766,342
Воздухоподогреватель 568,29 283,08 281,96 885,502 661,014 436,53 346,65 172,67 171,99 1800,442 1116,764 890,48

 

Данные таблицы 3 позволяют в последующих расчетах по температуре продуктов сгорания определить их энтальпию:

, [кДж/кг, кДж/м3]

или, наоборот, по энтальпии продуктов сгорания – их температуру:

, [ºС]

где: Iб,Iм – энтальпия, соответствующая большей и меньшей температурам искомого интервала температур, приведенным в табл. 3; tизв – температура, для которой вычисляется энтальпия; tм – температура, соответствующая меньшей энтальпии искомого интервала; Iизв – энтальпия, по значению которой определяется температура. По итогам расчета энтальпии строится график для определения температуры и энтальпии графическим методом.

 

 


Литература

1. К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий Справочник по котельным установкам средней и малой производительности. 1989, Москва, Энергоатомиздат.

2. Р.И. Эстеркин Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. 1989, Ленинград, Энергоатомиздат ленинградское отделение.


 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1


Задания по дисциплине «Теория горения»:

Выполнить тепловой расчет и спроектировать котельный агрегат по следующим исходным данным:

№ варианта Вид топлива WP, % AC, % Количество газоходов
Донецкий Д
Донецкий Г
Саратов – Москва - -
Саратов – Горький - -
Ставрополь – Москва - -
Серпухов – Ленинград - -
Брянск – Москва - -
Кумертау –Ишимбай - Магнитогорск - -
Промысловка – Астрахань - -
Ставрополь–Невинномысск-Грозный - -
Саушино – Лог – Волгоград - -
Коробки – Лог – Волгоград - -
Бухара – Урал - -
Урицк – Сторожовка - -
Линево – Кологривовка – Вольск - -
Средняя Азия – Центр - -
Уренгой – Помары - Ужгород - -
Экибастузский
Подмосковный
Печерский
Кизеловский
Челябинский
Ирша-Бородинское
Сучанский
Артемовское
Кузнецкий
Донецкий Т
Мазут малосернистый - -
Мазут сернистый - -
Мазут высокосернистый - -

 


Таблица №1 Расчетные характеристики некоторых твердых и жидких топлив.

Бассейн, месторождения Марка топлива Класс Состав рабочей массы топлива % Qрн, МДж/кг
WP AP SOP+K CP HP NP OP
Донецкий Д Р 13,0 21,8 3,0 49,3 3,6 1,0 8,3 19,59
  Г Р 8,0 23,0 3,2 55,2 3,8 1,0 5,8 22,02
  Т Р 5,0 23,8 2,8 62,7 3,1 0,9 1,7 24,20
Кузнецкий Д Р,СШ 12,0 13,2 0,3 58,7 4,2 1,9 9,7 22,82
Томусинские Черниговский углеразрезы 1СС 2СС Р 12,0 18,9 0,4 59,1 3,4 1,7 4,5 22,57
Экибастузский СС Р 7,0 38,1 0,8 43,4 2,9 0,8 7,0 16,75
Подмосковный Б2 Р 32,0 25,2 2,7 28,7 2,2 0,6 8,6 10,42
Печерский Ж Р 5,5 23,6 0,8 59,6 3,8 1,3 5,4 23,65
Кизеловский Г Р,К,М 6,0 31,0 6,1 48,5 3,6 0,8 4,0 19,68
Челябинский Б3 Р 18,0 29,5 1,0 37,3 2,8 0,9 10,5 13,94
Ирша-Бородинское Б2 Р 33,0 6,0 0,2 43,7 3,0 0,6 13,5 15,66
Сучанский Т Р 5,0 22,8 0,5 64,6 2,9 0,8 3,4 24,24
Артемовское Б3 Р,СШ 24,0 24,3 0,3 35,7 2,9 0,7 12,1 13,31
Торф - фрезерный 50,0 6,3 0,1 24,7 2,6 1,1 15,2 8,12
Мазут малосернистый 3,0 0,05 0,3 84,6 11,7 0,3 40,28
  сернистый 3,0 0,1 1,4 83,8 11,2 0,5 39,73
  высокосернистый 3,0 0,1 2,8 83,8 10,4 0,7 38,77

 


Таблица №2 Расчетные характеристики природных газов

Газопровод Состав газа по объему, % Qpн, кДж/кг
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 N2 CO2
Саратов – Москва 84,5 3,8 1,9 0,9 0,3 7,8 0,8
Саратов – Горький 91,9 2,1 1,3 0,4 0,1 3,0 1,2
Ставрополь – Москва 93,8 2,0 0,8 0,3 0,1 2,6 0,4
Серпухов – Ленинград 89,7 5,2 1,7 0,5 0,1 2,7 0,1
Брянск – Москва 92,8 3,9 1,1 0,4 0,1 1,6 0,1
Кумертау –Ишимбай - Магнитогорск 81,7 5,3 2,9 0,9 0,3 8,8 0,1
Промысловка – Астрахань 97,1 0,3 0,1 2,4 0,1
Ставрополь–Невинномысск-Грозный 98,2 0,4 0,1 0,1 1,0 0,2
Саушино – Лог – Волгоград 96,1 0,7 0,1 0,1 2,8 0,2
Коробки – Лог – Волгоград 93,2 1,9 0,8 0,3 0,1 3,0 0,7
Бухара – Урал 94,9 3,2 0,4 0,1 0,1 0,9 0,4
Урицк – Сторожовка 91,9 2,4 1,1 0,8 0,1 3,2 0,5
Линево – Кологривовка – Вольск 93,2 2,6 1,2 0,7 - 2,0 0,3
Средняя Азия – Центр 93,8 3,6 0,7 0,2 0,4 0,7 0,6
Уренгой – Помары - Ужгород 98,4 0,1 - - - 1,2 0,3

 

 


 

Условные обозначения следует давать в соответствии с принятыми в Нормативном методе.

Перечень основных обозначений.

Физическая величина Единица Обозначение
Топливо и очаговые остатки Твердое и жидкое топливо Содержание на рабочую массу: - Влаги - Золы - Двуокиси углерода - Серы общей, сульфатной - Углерода - Водорода - Азота - Кислорода Теплота сгорания рабочей массы по колориметрической бомбе: - Высшая - Низшая Выход летучих на горючую массу Приведенная зольность топлива Приведенная влажность топлива Остаток топлива на сите с отверстиями 90 и 200 нкм Секундный расход топлива Расчетный расход топлива с поправкой на механическую полноту сгорания Массовая доля одного вида в смеси топлив Доля тепловыделения одного из топлив в смеси топлив Газообразное топливо Содержание влаги в газообразном топливе Низшая теплота сгорания 1 м3 сухого газа Плотность сухого и влажного газа Воздух и продукты сгорания Теоретический объем воздуха необходимого для сгорания Теоретический объем азота Суммарный объем углекислого газа СО2 и сернистого газа SO2 Объем продуктов сгорания при α=1 Полный объем продуктов сгорания Объемные доли трехатомных газов, водяных паров и их сумма Массовая концентрация золы в продуктах сгорания Удельная теплоемкость продуктов сгорания Суммарная удельная теплоемкость продуктов сгорания Энтальпия продуктов сгорания 1кг твердого и 1м3 газообразного топлива Энтальпия продуктов сгорания 1кг (1м3) топлива при α=1 Энтальпия воздуха теоретически необходимого для сгорания топлива Температура воздуха Температура продуктов сгорания Коэффициент избытка воздуха Присос воздуха в газоходах Отношение количества воздуха к теоретически необходимому Тепловой баланс, нагрузки Располагаемая теплота на 1кг (1м3) топлива Полезные тепловыделения в топке на 1кг (1м3) топлива Количество теплоты, переданное поверхности нагрева излучением на 1кг (1м3) топлива Полезно используемая теплота Потери теплоты при работе котла Удельная нагрузка зеркала горения Удельная нагрузка топочного объема Вода и пар Паропроизводительность, расход пара Количество воды идущей на продувку Расход питательной воды Расход перегретого, насыщенного пара Абсолютное давление Энтальпия перегретого и насыщенного пара Энтальпия питательной воды Энтальпия воды при кипении Теплота парообразования Снижение энтальпии пара в пароохладителе Энтальпия пара (воды) на входе в поверхность и на выходе из нее   Температура и давление Теоретическая (адиабатная) температура сгорания Температура на выходе из топки Температура уходящих газов Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель и на выходе из него Температура воды на входе в экономайзер и на выходе из него Температура питательной воды Температура пара на входе в пароперегреватель и на выходе из него Температура наружной поверхности загрязнений Большее и меньшее значение температурного напора Средний температурный напор Теплопередача Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами Степень черноты факела Степень черноты топки Коэффициент теплоотдачи межтрубным излучением продуктов сгорания Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке конвекцией Суммарный коэффициент теплоотдачи от газов к стенке Коэффициент теплового сопротивления внешнего загрязнения (коэффициент загрязнения) Коэффициент тепловой эффективности Коэффициент использования поверхности нагрева Коэффициент теплопередачи Скорость газов Геометрические характеристики Объем топочной камеры Площадь зеркала горения Площадь поверхности нагрева Площадь поверхности стен Степень экранирования топки Коэффициент, учитывающий загрязнение лучевоспринимающих поверхностей Площадь лучевоспринимающей поверхности Эффективная толщина газового слоя Наружный и внутренний диаметры Эквивалентный диаметр Поперечный, продольный и диагональный шаг Площадь живого сечения для прохода газов и пара (воды) Площадь живого сечения для поперечного и продольного потоков Части поверхности нагрева, омываемые поперечным и продольным потоком     %     кДж/кг % кг·102/МДж кг·102/МДж % кг/с кг/с - - кДж/м3 кг/м3 м3/кг м33 - кг/кг кДж/м3К кДж/кгК кДж/кг кДж/кг кДж/кг ºC ºC - - - кДж/кг кДж/кг кДж/м3 кДж/м3 % кВт/м2 кВт/м3 кг/с кг/с кг/с кг/с МПа кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг ºC ºC - - - - - Вт/м2К м/с м3 м2 м2 м2 - м2 м мм мм мм м2   Wp Ap (CO2)Pk Spоб, Spст Cp Hp Np Op   VГ AП WП R90, R200 В Вр g q dГ.ТЛ μзл СГ VC I B ν α Δα β q qR qV Д Дпр Дпв Дппнп Р hпп, hнп hпв hкип r Δhпв h',h' νа νТ’’ tух t'вп, t’’вп t'эк, t’’эк tпв t'пс, t’’пс tз Δtб, Δtм Δt krrn rзл μзл аф аТ αл αк α1 ε Ψ ξ к w VT k H FСТ χ ζ Hл S dн, dвн dэ S1, S2, S’2 F, f Hпок, Нпр

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2


Таблица 1. Множители для пересчета состава топлива.

Заданная масса топлива Искомая масса топлива
Рабочая Сухая Горючая
Рабочая
Сухая
Горючая

 

Таблица 2 Расчетные значения коэффициента воздуха на выходе из топки αТ.

Вид топки Топливо Значение
С пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной колосниковой решеткой Донецкий антрацит АС и АМ Каменные угли типа кузнецких Г и Д Донецких Г и Д Бурые угли типа ирша-бородинского, артемского, веселовского, подмосковного, харанорского 1.4-1.7 1.4-1.5     1.4-1.5
С цепной решеткой прямого хода Донецкий антрацит АС и АМ 1.5-1.6
С пневмомеханическими забрасывателями и с цепной решеткой обратного хода Донецкий антрацит АС и АМ Каменные угли типа кузнецких Г и Д Донецких Г и Д Бурые угли типа ирша-бородинского, артемского, Веселовского, подмосковного, харанорского     1.3-1.4  
Камерная (при пылевидном сжигании с твердым шлакоудалением) Антрацитовый штыб, полуантрациты, тощие угли. Каменные, бурые угли и фрезерный торф. Мазут Природный газ.   1.2-1.25   1.2 1.1 1.05 –1.1
Скоростного горения Рубленная щепа (wº=50%) Дробленые отходы и опилки (wº=50%) 1.2 1.3

Примечание: Меньшее значения αТ для паровых котлов паропроизводительностью Д>10 т/ч.

 

Таблица 3. Присосы воздуха по газоходам.

Газоходы агрегата Величина присоса
Газоход камеры догорания 0,00
Газоход первого котельного пучка 0,05
Газоход пароперегревателя 0,05
Газоход второго котельного пучка 0,10
Газоход стального экономайзера 0,08
Газоход чугунного экономайзера с обшивкой 0,10
Газоход чугунного экономайзера без обшивки 0,20
Газоход трубчатого подогревателя 0,06

Примечание: значения для первого и второго котельных пучков даны для котлов производительностью Д<50 т/ч.

 

Таблица 4. Энтальпия 1 м3 воздуха, газообразных продуктов сгорания.

,ºС
- -

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.