Термодинамика и теплопередача

Температура уходящих газов ºС. кДж/м3; кДж/м3; кДж/м3; кДж/м3.Энтальпия теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания:Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания при температуре ºС:VI. Тепловой баланс котельного агрегатаТепловой баланс составляется для определения КПД котлоагрегата и расхода топлива при установившемся тепловом состоянии котлоагрегата.Уравнение теплового баланса:где - располагаемое тепло, кДж/кг; - теплота, полезно воспринимаемая в котлоагрегате поверхностями нагрева, кДж/кг; - потери тепла соответственно с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механического недожога, в окружающую среду, с физическим теплом шлаков, кДж/кг.В курсовом проекте не учитывается тепло горячего воздуха, подаваемого в топку и подогреваемого вне котлоагрегата, а также тепло парового дутья, затраты тепла на размораживание смерзшегося топлива и т.д. Поэтому можно принять: , кДж/кг.Приняв располагаемое тепло за 100%, выражение (46) можно записать в таком виде:Если известны потери тепла в котлоагрегате, его коэффициент полезного действия брутто определяется из выражения:Потери тепла с уходящими газами определяются по формуле:где - энтальпия уходящих газов, кДж/кг или кДж/м3; - коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом; - энтальпиятеоретического объема (холодного) воздуха, подаваемого в топку. В курсовом проекте условно температуру холодного воздуха принять равной (не следует искать смысловую связь между этими температурами).Удельная теплоемкость 1 м3воздуха в интервале температур 0 – 100°С составляет кДж/м3∙°С.Используемое топливо имеет низшую расчетную теплоту сгорания МДж/кг. Принимаем Из таблицы 4 для мазута 40, сжигаемого в камерной топке имеем:- потери от химической неполноты сгорания ;- потери от механической неполноты сгорания ;- температура холодного воздуха ºС.Энтальпия теоретического объема холодного воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива:Составление теплового баланса производим отдельно для двух вариантов конструкции.А) С экономайзером.Потери теплоты с уходящими газами:По рисунку 19 для выбранного в результате расчета тепловой схемы котельной котлоагрегата ДКВР-20-13 имеем: .Потерями тепла с физическим теплом шлаков пренебрегаем.Из расчета тепловой схемы имеем:кг/с; кДж/кг; кДж/кг; кДж/кг;.Расход топлива, подаваемого в топку:Расход полностью сгоревшего в топке топлива:Б) Без экономайзера.Потери теплоты с уходящими газами:По рисунку 19 .Расход топлива, подаваемого в топку в данном варианте, изменится только за счет изменения :Расчетный расход топлива:VII. Определение годового расхода топлива в одном котельном агрегатеДля сравнения экономичности котлоагрегатов различной компоновки необходимо определить годовой расход топлива в одном котельном агрегате при номинальной нагрузке. Учитывая, что график расхода теплоты (пара) для упрощения не задан, можно принять:где - годовой расход пара, вырабатываемый одним котельным агрегатом;4848 - условное число часов работы в течение года одного котельного агрегата при номинальной нагрузке (202 дня отопительный период для г. Оренбурга).Приращение энтальпии рабочего тела в котлоагрегате не зависит от установки экономайзера и его площади.Годовой расход теплоты:Годовой расход топлива:В общем случае применение экономайзера приводит к увеличению и, следовательно, снижению затрат топлива. Годовая экономия может быть условно определена при сравнении годового расхода топлива варианта без экономайзера и варианта с экономайзером.Годовой расход пара, вырабатываемый одним котельным агрегатом ( кг/с):Приращение энтальпии рабочего тела в котлоагрегате:Годовой расход теплоты:Годовой расход топлива для двух вариантов:VIII. Тепловой и конструкционный расчет экономайзераВодяной экономайзер представляет собой поверхностный теплообменник и служит для подогрева питательной воды перед подачей ее в барабан котла за счет теплоты уходящих газов. При этом снижаются потери теплоты с уходящими газами, но в то же время несколько увеличиваются потери теплоты в окружающую среду и подсосы воздуха в газоходе. Присосы воздуха в газоходе не только снижают , но и вызывают значительное повышение расхода электроэнергии на собственные нужды (привод дымососа).Исходные данные: °С; ºС; °С; кДж/кг; кДж/кг;;; кДж/кг; кг/с.Согласно схеме вода в экономайзер подается из деаэратора, соответственно °СКоэффициент сохранения тепла:Тепловосприятие экономайзера:где - величина присоса воздуха в газоходе экономайзера (приложение А, таблица 2).Энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера:В курсовом проекте допускается условно определять температуру воды на выходе из экономайзера по ее энтальпии через теплоемкость (). Имеем:Температурный напор в экономайзере определяется из выражения:Поверхность экономайзера:Далее производится конструктивный расчет.По поверхности нагрева экономайзера произвести подбор количестваи длины труб водяного экономайзера (таблица 5), рассчитать необходимые величины, согласно формулам п 9.2. Недостающие параметры подобрать в соответствии с ([3] приложение 2; [4]).По таблице 5 подбираем экономайзер типа ЭП1-646 и котлоагрегат типа ДКВр-20-13. Длина трубы – 3000 мм. Количество труб – 16х9, количество колонок – 1.Список использованной литературыРасчет тепловой схемы котельной: Методические указания, Сост.: Ю.В.Новокрещенов, ФГОУ ВПО ИжГСХА.Справочник по котельным установкам малой производительности. К.Ф. Роддатис, А.Н. ПолтарецкийТепловойрасчеткотельныхагрегатов: Нормативный метод. - М.: Энергия, 1973. - 295 с.Рекомендации по оснащению предприятий стройиндустрии оборудованием, обеспечивающим рациональный расход тепловой энергии на сушку пиломатериалов и изготовление железобетонных конструкций. - Москва 1983.ЕСКД. Основныеположения. — М.: Изд-во стандартов, 1983.—352 с.ЕСКД. Общиеправилавыполнениячертежей. — М.:изд-востандартов, 1984. —239 с.Размещено на Allbest.ru