(...В представленной на сайте версии работы изменены числовые данные. Для получения работы с корректными величинами, обратитесь на www.diplomant-spb.ru ...) Теплотехника. Контрольная работа. Задача 20. Определить низшую теплоту сгорания природного газа (CH4 = 94.0%, C2H6 = 2.8%, C3H8 = 0.4%, C4H10 = 0.3%, C5H12 = 0.1%, N2 = 2.0%, CO2 = 0.4%), сжигаемого в топках котла лесопредприятия, и коэффициент избытка воздуха за газоходом при сгорании газа, если продукты сгорания содержат RO2 = 9.5% и O2 = 4.6%, величину присосов воздуха по газовому тракту принять = 0.11. Найти действительный объем воздуха, подаваемого в топку, объем дымовых газов на выходе из топки, энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, если температура продуктов сгорания на выходе из топки ух = 850C. Решение Низшая теплота сгорания рабочей массы газообразного топлива: с Q 108 H 126 CO 234 H S 358 CH 638 C H 913 C H 118 C H 14 C H н 2 2 4 2 6 3 8 4 10 5 12 3 36305 кДж /нм Теоретический (при коэффициенте избытка воздуха в топке т = 3) объем сухого воздуха, необходимый для полного сгорания 3 нм3 сухого газообразного топлива: n 0 3 3 V 0 . 0478 [ 0 . 5 ( CO H ) 1 . 5 H S 2 CH m C H O ] 9 . 770 нм / нм 2 2 4 m n 2 4 Коэффициент избытка воздуха за газоходом определяется как сумма коэффициента избытка воздуха в топке и присосов воздуха по газовому тракту т При полном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха в топке определяется по формуле (RO 2)max т , RO 2 где RO3 – содержание трехатомных газов (SO3 и CO3) в сухих газах при полном сгорании топлива; 21 O 2,% RO 2 1 (...В представленной на сайте версии работы изменены числовые данные. Для получения работы с корректными величинами, обратитесь на www.diplomant-spb.ru ...) (RO3)max – максимальное содержание трехатомных газов в сухих газах при полном сгорании топлива; 21 RO ,% 2 1 , где – характеристика топлива. 21 1 .28 т 21 O 2 Коэффициент избытка воздуха за газоходом определяется как сумма коэффициента избытка воздуха в топке и присосов воздуха по газовому тракту 1 . 28 0 . 11 1 . 39 т При полном сгорании топлива состав продуктов сгорания определяется уравнением CO SO N H O 100 % 2 2 2 2 Объем продуктов сгорания Vг представляет собой сумму объемов сухих газов и водяного пара: V V V V V V г с . г H O RO O , 2 2N 2H 2 где RO3 – объем трехатомных газов; 0 0 V V ( 1 ) V N N 2 – действительный объем азота; 2 0 0 V V 0 . 0161 ( 1 ) V H O H O 2 2 – действительный объем водяных паров. Для газообразного топлива теоретические объемы продуктов сгорания (при т = 3) определяются по формулам 3 3 V 0 . 01 ( CO CO H S 1 m C H ) 1 . 029 нм / нм RO 2 2 m n 2 N 0 0 33 2 V 0 . 79 V 7 . 565 нм / нм N 2 100 n 0 0 3 3 V 0 . 01 [ H S H C H 0 . 124 d ] 0 . 0161 V 2 . 167 нм / нм 2 2 m n г H O 2 2 3 г/м – влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 3 нм3 сухого газа). ( dг 10 Действительный объем продуктов сгорания 33 V V V V 14 . 550 нм / нм г RO O 2N 2H 2 Энтальпия продуктов сгорания и воздуха (при ух = 333 C) (...В представленной на сайте версии работы изменены числовые данные. Для получения работы с корректными величинами, обратитесь на www.diplomant-spb.ru ...) 90 0 0 0 I I ( 1 ) I V ( C ) V ( C ) V ( C ) ( 1 ) V ( C ) г г в RO RO N H O в N H ) O 2 2 2 2 2 2 Для ух = 333 C находим (табл.П.33) 3 ( C ) 1828 кДж / нм RO 2 3 ( C ) 1168 кДж / нм N 2 Задача 21. Заданы: тип топлива (древесные отходы), паропроизводительность котельного агрегата D90т/ч. Составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД (брутто и нетто), если известны: температура топлива на входе в топку tт 20 C, натуральный расход топлива B4кг/с, давление перегретого пара P п .п . 4МПа , температура перегретого пара tп.п. 370 С, температура С, величина непрерывной продувки P 4% , расход питательной воды tп.в. 220 0 .01 кг /с, давление пара, расходуемого на с .н . пара на собственные нужды D 0 .5МПа с .н . собственные нужды P , температура уходящих газов на выходе из последнего газохода постоянном давлении tк 30C, ух180 С, средняя объемная теплоемкость газов при 3 ( c ) 1 . 415 кДж /( м К ) pm ух , температура воздуха в котельной средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении 3 ( c ) 1 . 297 кДж /( м К ) pm в , содержание в уходящих газах оксида углерода CO = 0.2% и трехатомных газов RO2 = 15.8% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4 4%. Потерями теплоты с физической теплотой шлака пренебречь. Теплоту, вносимую в топку воздухом, не учитывать. Решение Состав топлива: Cг 51 .9% Hг 6.3% Sг % л 0.16 Nг 1.0% Oг 40 .7% Aс 0.8% р W 50 .5% (...В представленной на сайте версии работы изменены числовые данные. Для получения работы с корректными величинами, обратитесь на www.diplomant-spb.ru ...) р 100 W р c A A 0 . 396 % 100 р р 100 А W р г C C 25 . 5 % 100 р р 100 А W р г H H 3 . 1 % 100 р р 100 А W р р C C 0 . 08 % л л 100 р р 100 А W р г N N 0 . 49 % 100 р р 100 А W р г O O 20 % 100 Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива: р р р р р p Q 338 C 1025 H 108 . 5 ( O S ) 25 W 8362 кДж / кг н л Располагаемая теплота на 3 кг топлива: р р Q Q Q Q р н тл в . вн , где Q тл - физическая теплота топлива, Qв.вн -теплота, вносимая в топку с воздухом. Физическая теплота топлива: p p 100 W W р c Q c t с c t 55 . 0 кДж / кг тл т т т H O т , 2 100 100 с 1 . 297 кДж / кг , с 4 . 183 кДж / кг т H O где c - теплоемкости сухой массы твердого 2 топлива и воды, соответственно, tт 20 С - температура топлива на входе в топку. Принимаем Qв.вн 0 p Q 8417 кДж /кг p Теплота, полезно использованная в котлоагрегате: D P Q ( i i ) ( i i ) 6338 кДж / кг 1 п . п п . в к . в п . в , B 100 где iп.п, iп.в, iк.в - энтальпии перегретого пара, питательной и котловой воды, Р – величина непрерывной продувки. Потери теплоты с уходящими газами: Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 3 кг твердого топлива: 0 p p р p 3 V 0 . 089 C 0 . 226 H 0 . 033 ( S O ) 2 . 31 нм / кг л (...В представленной на сайте версии работы изменены числовые данные. Для получения работы с корректными величинами, обратитесь на www.diplomant-spb.ru ...) p р p 1 . 866 ( C 0 . 375 S ) 0 N л V V V V 0 . 79 V 0 . 8 г RO N H O 2 2 2 100 100 pp 0 3 0 . 0124 ( 9 H W ) 0 . 0161 V 3 . 314 нм / кг 100 q 0 Q ( V ( с ) V ( с ) t ) 4 724 кДж / кг 2 г pm ух ух pm в в 100 Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива p р ( C 0 . 375 S ) л Q 237 383 кДж / кг 3 RO CO 2 Потери от механической неполноты сгорания топлива: q4 4% р Q q Q 337 кДж / кг 4 4 р Потери с физической теплотой золы и шлака: Принимаем Q6 0 Потери в окружающую среду: р Q Q ( Q Q Q Q Q ) 635 кДж / кг 5 р 1 2 3 4 6 Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто): брQ 1 100 % 0 .75 КА р Q р Коэффициент полезного действия котельной установки (нетто): Q бр бр нт с . н q 100 % 0 . 72 КА с . н . КА КА р BQ р D с . н Q ( i i ) 1010 кДж / кг с . н с . н п . в B Уравнение теплового баланса котельного агрегата: р Q Q Q Q Q Q Q , кДж / кг р 1 2 3 4 5 6