Расчет тепловой схемы котельной

- суммарное поступление  теплоты, кВт;

- энтальпия горячей  воды на выходе из сетевых  подогревателей, кДж/кг;

- энтальпия  воды  в обратной линии теплосети

- расход воды через сетевой подогреватель (бойлер), кг/с;

- Расход теплоты в  теплосеть с учетом потерь  воды в теплосети, кВт;

- процент расхода теплоты  в тепловой сети, %;

- полезно расходуемый  процент теплоты (КПД схемы),%;

- суммарные потери теплоты, %;

- потери пара внутри  котельной, кг/с;

- энтальпия влажного пара в расширителе, кДж/кг;

- энтальпия конденсата  после подогревателя сетевой  воды (бойлера)

- коэффициент, учитывающий  потери тепла аппаратом и трубопроводами  в окружающею среду ().

- расход воды через химводоочистку, кг/с;

 – энтальпия воды на входе и выходе из химводоочистки, кДж/кг;

 - потери продувочной воды, кг/с;

- расход пара на подогрев сырой воды перед химводоочисткой, кг/с;

- энтальпия влажного  пара после РОУ при давлении  ,кДж/кг;

- энтальпия конденсата на выходе из подогревателя сырой воды, кДж/кг;

 

Итого имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Определение количества котлоагрегатов, устанавливаемых в котельной

 

При выборе котлоагрегата необходимо учитывать вид топлива, данный в задании для дальнейших расчетов.

Выбираем  котлоагрегаты типа КЕ-25-14 с номинальная паропроизводительность кг/с.

 

Определяем  количество котлоагрегатов в котельной:

 

,

 

 шт.

 

Принимаем 4 котлоагрегата типа КЕ-25-14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет теоретических и действительных объемов продуктов сгорания

 

Для определения  объемов продуктов сгорания необходимо знать элементарный состав топлива.

Количество  воздуха, необходимое для полного  сгорания 1 кг топлива при условии безостаточного использования кислорода, называют теоретически необходимым объемом воздуха и определяют по процентному составу топлива для твердого и жидкого топлива:

 

 м³/кг.

 

Здесь и далее  объемы продуктов сгорания приведены  к нормальным условиям: 0 °С; 760 мм. рт. ст. или 101300 Н/м².

 

Объем трехатомных  газов:

 

 м³/кг.

 

Объем азота:

 

 м³/кг.

 

Объем водяных  паров:

 

 м³/кг.

 

Теоретически  полный объем продуктов сгорания:

 

 м³/кг.

 

Для повышения  полноты сгорания действительный объем  воздуха подаваемого в топку, всегда несколько больше теоретического , причем отношение этих объемов называют коэффициентом избытка воздуха . При наличии экономайзера вследствие присосов коэффициент избытка воздуха в выходном сечении экономайзера возрастает на величину , т.е. .

 

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топочной камеры задан: . Величина присосов воздуха в газоходе экономайзера .

 

 

 

Далее расчет производится для двух вариантов  конструкции котлоагрегата:

1. с установкой экономайзера
2. без установки экономайзера

 

(В дальнейшем  для кратности варианты «С»  и «Б» соответственно)

 

Коэффициент избытка воздуха уходящих газов:

- с установкой экономайзера;

- без установки экономайзера.

 

Действительный  объем водяных паров:

 

 м³/кг.

 

 

Действительный  объем продуктов сгорания:

 

 м³/кг.

 

Котлоагрегат работает на каменном угле следующего состава:

                     

                  

               

                 

 

Теоретический объем воздуха, необходимый для  полного сгорания 1 кг топлива:

 

 

 м³/кг.

 

Объем трехатомных  газов:

 

 

 м³/кг.

 

Объем азота:

 

 

 м³/кг.

 

 

Объем водяных  паров:

 

 

 м³/кг.

 

Коэффициент избытка воздуха уходящих газов:

 

;

 

.

 

Действительный  объем водяных паров:

 

,

 

 м³/кг,

 

 м³/кг,

 

Действительный  объем продуктов сгорания:

 

,

 

 м³/кг.

 

 м³/кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха.

 

Расчет энтальпий  проведем отдельно для вариантов  С и Б.

 

А) С установкой экономайзера

 

Температура уходящих газов  ºС .

 

 кДж/м³;                 кДж/м³;

 кДж/м³;                   кДж/м³.

Энтальпия теоретических  объемов воздуха и продуктов  сгорания:

 

,

 

  кДж/кг,

 

,

 

 кДж/кг,

 

Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания при  температуре  ºС:

 

,

 

 кДж/кг.

 

Б) Без установки  экономайзера.

 

Температура уходящих газов  ºС.

 

 кДж/м³;                 кДж/м³;

 кДж/м³;                кДж/м³.

 

Энтальпия теоретических  объемов воздуха и продуктов  сгорания:

 

,

 

 кДж/кг,

 

,

 

 кДж/кг,

 

Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания при  температуре  ºС:

 

,

 

 кДж/кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Тепловой баланс котельного агрегата

 

Используемое  топливо имеет низшую расчетную  теплоту сгорания МДж/кг. Принимаем

 

Для каменного угля, сжигаемого в слоевой 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:

 

,

 

 кДж/кг.

 

Составление теплового баланса производим отдельно для двух вариантов конструкции.

 

А) С экономайзером.

 

Потери теплоты  с уходящими газами:

 

,

 

 кДж/кг,

 

,

 

.

 

Для выбранного в результате расчета тепловой схемы котельной котлоагрегата КЕ-25-14 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:

 

,

 

 кг/с.

 

Расход полностью  сгоревшего в топке топлива:

 

 ,

 

 кг/с.

 

Б) Без экономайзера.

 

Потери теплоты  с уходящими газами:

 

,

 

 кДж/кг,

 

,

 

.

 

.

 

,

 

.

 

 

 

Расход топлива, подаваемого в топку в данном варианте, изменится только за счет изменения :

 

,

 

 кг/с.

 

 

 

 

Расчетный расход топлива:

 

 ,

 

 кг/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Определение годового расхода топлива в одном котельном агрегате.

 

Годовой расход пара, вырабатываемый одним котельным  агрегатом ( кг/с):

 

 кг/год,

 

 кг/год.

 

Приращение  энтальпии рабочего тела в котлоагрегате:

 

,

 

 кДж/кг.

 

Годовой расход теплоты:

 

,

 

 ГДж/год.

 

Годовой расход топлива для двух вариантов:

 

,

 

 кг/год,

 

,

 

 кг/год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Тепловой и конструкционный расчет экономайзера.

 

Исходные  данные:

 

 °С;                         ºС;

 °С;                                 кДж/кг;

 кДж/кг;                 ;

;                                     кДж/кг;

 кг/с.

 

Согласно  схеме вода в экономайзер подается из деаэратора, соответственно °С

Коэффициент сохранения тепла:

 

,

 

 

 

 

Тепловосприятие экономайзера:

 

,

 

 кДж/кг,

 

где - величина присоса воздуха в газоходе экономайзера.

 

Энтальпия питательной  воды на выходе из экономайзера:

 

,

 

 кДж/кг.

 

В курсовом проекте допускается условно  определять температуру воды на выходе из экономайзера по ее энтальпии через  теплоемкость (). Имеем:

,

 

 ºС,

 

,

 

 ºС,

 

,

 

.

 

Температурный напор в экономайзере определяется из выражения:

 

,

 

 

 

Поверхность экономайзера:

 

,

 

 м².