Расчет КПД котлоагрегата

1. Расчет КПД котлоагрегата.
Таблица характеристик топлива: каменный уголь.
Wp Ap
Skp Sopp Cp
Hp Np Op QHp
Vг, %
6,0 34,9 3,5 1,8 45,4 3,4 0,8 4,2 18380 44
Запишем полный тепловой баланс котлоагрегата.
,
где
- низшая теплотворная способность топлива;
- потери тепла с уходящими газами;
- полезно используемое тепло;
- потери от химической неполноты сгорания;
потери от механической неполноты сгорания;
- потери с физическим теплом шлаков.
-
- потери тепла в окружающую среду;
Принимая располагаемое тепло за 1, имеем:
,
где
.- доли соответствующих потерь относительно располагаемой теплоты.
Тогда к.п.д. котлоагрегата будет равен:
. (1)
Расчет потерь с уходящими газами представляет наибольшую сложность при определении
к.п.д. котлоагрегата. Их величина равна, кДж/кг:
, а их доля
Здесь
.
- энтальпия уходящих газов при фактическом избытке воздуха
;
- избыток воздуха в уходящих газах;
и температуре
- энтальпия теоретически необходимого объема холодного воздуха
Количество сухого воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг
топлива, м3/кг:
=
0,0889(45,4+0,375(3,5+1,8))+0,265*3,4-0,0333*4,2=4,974 м3/кг
Для повышения полноты сгорания действительный объем подаваемого в топку воздуха
всегда больше теоретически необходимого,
, коэффициент избытка воздуха в
топке
=1,30. Вследствие работы дымососа давление в газовом тракте ниже
атмосферного, поэтому по тракту имеют место присосы воздуха, и коэффициент избытка
воздуха возрастает:
=1,30+0,07=1,37.
Теоретические объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании 1 кг
топлива с теоретически необходимым количеством воздуха, зависят от состава топлива.
Они равны:

объем трехатомных газов, м3/кг:
=0,01866(45,4+0,375(3,5+1,8))=
= 0,88425 м3/кг

теоретический объем азота, м3/кг:
=0,79*4,974+0,008*0,8=3,93586 м3/кг

теоретический объем водяных паров, м3/кг:
=0,111*3,4+0,0124*6,0+0,0161*
*4,974 = 0,532 м3/кг
Энтальпия газов при
и температуре
равна:
.
Энтальпия теоретически необходимого объема воздуха составляет
.
Энтальпия уходящих газов равна:
.
Приведенные формулы позволяют определить величину
. Удельные энтальпии 1 м3
газов и воздуха в зависимости от температуры приведены в таблице 1 ( в кДж/м3). При
необходимости производится линейная интерполяция.
Таблица 1
, оС
100
170
130
132
151
132
200
358
260
268
305
267
300
560
392
407
463
403
400
773
527
552
627
542
tух=135°С.
=
=1.3t=1.3*169=219.7 кДж/м3 кДж/м3
=1.36t-4=1.36*169-4=225.84 кДж/м3
=1.54t-3=1.54*169-3=257.26 кДж/м3
=1.35t-3=1.35*169-3=225.15 кДж/м3
=
0.952593*299.72+4.1490807*219.7+0.5770593*257.26=1345.5183 кДж/кг
=5.245925*225.15=1181.12 кДж/кг
=1345.5183+(1.36-1)118.12=1770.7215 кДж/кг
Энтальпия теоретически необходимого объема холодного воздуха:
Iхво=
Vво, где
при tв=100°С
Iхво=
- энтальпия 1м3 холодного воздуха при tхв=30°С равна
0.3
=0.3*132=39.6 кДж/м3
Vво=5.245925*39.6=207.738863 кДж/кг
=(1770.7215-1.36*207.73863)(100-0.5)/100=1480.756
кДж/кг
=1480.756/19970=0.0745179
Для данного вида топлива q3=0.005, q4=0.005.
Приняв потери тепла q5=0.005:
=1-0.0745179-3*0.005=0.910851.