Порядок решения
1. Определяем (по справочнику) энтальпии газов и воздуха при α=1,0:
при 
и 
;
при 
и .
2. Определяем энтальпию газов при α>1:
при 
и 
;
при 
и 
,
где 
.
1.Определяем энтальпию газов в точке смешения:
.
2.Вычисляем коэффициент избытка воздуха в газовом потоке после смешения:
.
5. Определяем энтальпию смеси газов при найденной αсм при температуре 1200оС и любой температуре, меньшей 1200оС, например 1000оС, т. е. 
и 
:
.
6. Определяем температуру газов на выходе из топки после введения газов рециркуляции:
.
ЗАДАЧА 3
Составить тепловой баланс барабанного парового котла производительностью Dпе=186,11 кг/с, имеющего следующие параметры:
- температура перегретого пара 
оС;
- температура питательной воды tпв=250 оС;
- давление перегретого пара на выходе из котла рпе=13,7 МПа;
- давление питательной воды рпв=16,2 МПа;
- расход пара через промежуточный пароперегреватель 
кг/с;
- температура пара на входе в промежуточный пароперегреватель 
=333 оС;
- давление пара на входе в промежуточный пароперегреватель 
МПа;
- давление пара на выходе из промежуточного пароперегревателя 
МПа.
Топливо-сушонка березовского угля:
- 
кДж/кг;
- влажность 
=13,0 %.
Температура холодного воздуха tхв=30 оС (
кДж/кг); температура воздуха после калориферов 
=55 оС (
=409,9 кДж/кг); коэффициент избытка воздуха на входе в калориферы 
=1,198; температура топлива после сушки tс. тл=85 оС; температура уходящих газов 
=120 оС (Нуг=1256,0 кДж/кг); температура газов, отбираемых на сушку угля, 
оС (Нотб=4001,3 кДж/кг); доля отбора газа на сушку rотб=0,34; доля уноса золы 
=0,5; зольность топлива 
%; температура шлаков tшл=1430 оС ((с
=1637,0 кДж/кг); коэффициент избытка воздуха в уходящих газах αуг=1,231.
Порядок решения
1. Определяем удельное количество теплоты, воспринятое рабочей средой в котле, кДж/кг:
,
где hпе, hпв, 
, 
- энтальпии соответственно пара на выходе из котла, питательной воды, пара на входе в промежуточный пароперегреватель и на выходе из него (определяются по термодинамическим таблицам воды и водяного пара).
2. Определяем располагаемую теплоту топки, кДж/кг:
,
где 
- теплота воздуха, подогретого внешними источниками теплоты.
;
,
где 
=4,1868
, здесь Wp=Wсуш, 
определяется по приложению П.1 для бурого угля при заданной tс. тл.
3. Принимаем по справочнику удельные тепловые потери: q3=0,0%; q4=0,3%; q5=0,3%.
Определяем абсолютные тепловые потери, кДж/кг:
.
4. Определяем потери теплоты с уходящими газами. По условию задачи схема сушки угля – разомкнутая; в этом случае, кДж/кг
.
5. Определяем потери теплоты со шлаками, кДж/кг:
.
6. Определяем количество теплоты, внесенное в дымовые газы присосным воздухом, кДж/кг:
.
7. Составляем тепловой баланс котла, кДж/кг:
,
и вычисляем расход подсушенного топлива 
.
Задача 4
Сравнить коэффициенты излучения факела 
в топках:
- котла с уравновешенной тягой;
- высоконапорного котла (рг=1,0 МПа).
Принять в обоих котлах одинаковыми: топливо – природный газ (газопровод Серпухов-Ленинград); эффективная толщина излучающего слоя s=2,1 м; температура дымовых газов на выходе из топки 
; коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 
=1,03.
Порядок решения
1. Находим по справочнику состав топлива и теоретические объемы воздуха 
и дымовых газов: 
; 
; 
, определяем
;
определяем реальный объем дымовых газов Vг, м3/м3, и парциальный объем водяных паров 
, м3/м3, при коэффициенте избытка воздуха αт:
;
.
2. Вычисляем объемные доли трехатомных газов:
;
;
суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров
.
3. Определяем оптические свойства факела топки котла с уравновешенной тягой:
3.1. Произведение рпs, МПа∙м,
где рп – суммарное парциальное давление сухих трехатомных газов и водяных паров, МПа
;
3.2. Коэффициент kг, 
;
3.3. Коэффициент ослабления тепловых лучей сажистыми частицами kс, ,
;
для газообразного топлива 
.
3.4. Коэффициенты излучения, которые имел бы объем топки при заполнении ее светящимся или несветящимся факелом, соответственно εсв и εг
;
.
4. Определяем коэффициент излучения факела в топке котла с уравновешенной тягой:
,
где m – коэффициент усреднения, определяемый долей топочного объема, занятого светящимся факелом. При 
кВт/м3 для природного газа m=0,1; при qV≥1160 кВт/м3 для газа m=0,6.
5. Определяем оптические свойства факела топки высоконапорного котла: рпs (см. п. 3.1); коэффициенты kг, kс, εсв, εг (как в пп 3.2, 3.3, 3.4).
6. Определяем коэффициент излучения факела в топке высоконапорного котла 
(см. п. 4).
7. Сравниваем 
и делаем выводы.
ЗАДАЧА 5
Определить температуру дымовых газов на выходе из топки газоплотного котла при сжигании природного газа (газопровод Серпухов – Ленинград). Коэффициент избытка воздуха за топкой 
, температура холодного воздуха 
, предварительный подогрев воздуха отсутствует. Принять рециркуляцию в топку дымовых газов с температурой 
и коэффициентом избытка воздуха 
в количестве r=6,8%. Температура горячего воздуха после РВП 
. КПД котла 
%. Геометрические характеристики топки: площадь фронтовой стены Fф=386,5 м2; задней стены – Fз=337,3 м2; боковой стены – Fб=133,9 м2; пода – Fпод=143,1 м2; потолка – Fпот=44,8 м2; газового окна – Fокн=219,4 м2; на задней стене котла размещены 12 горелок и 6 лазов общей площадью Fгор=10,6 м2. Относительный уровень расположения горелок Хг=0,219. Экранные трубы пода покрыты шамотным кирпичом. Объем топки без зоны ширм Vт=2410 м3, с учетом зоны ширм 
м3.
Параметры пара и воды в котле такие же, как в задаче 3.
Порядок решения
1. Определяем по справочнику объем сухих трехатомных газов , теоретические объемы водяных паров , азота и воздуха , м3/м3, вычисляем теоретический объем дымовых газов, м3/м3:
.
2. Определяем действительные объемы дымовых газов и водяных паров, м3/м3:
;
.
3. Определяем объемные доли сухих трехатомных газов и водяных паров и суммарную объемную долю трехатомных газов:
;
;
.
4. Определяем отношение 
для заданного топлива:
.
3. Определяем располагаемую теплоту топки 
, кДж/м3:
.
4. Определяем количество теплоты, воспринятое рабочей средой в котле, кДж/с:
;
для данного котла Dпр=0,005Dпе; отбор насыщенного пара Dнп=0.
5. Определяем полный расход топлива на котел, м3/с:
.
8. Определяем адиабатную температуру горения 
, оС.
8.1. Определяем полезное тепловыделение в топке Qт, кДж/м3:
,
где 
; для заданного котла Δαт=Δαпл=0, 
определяется по справочнику при заданной 
;
8.2. Определяем по справочнику теоретические энтальпии воздуха и газа у газа рециркуляции при его температуре 
: 
и 
, кДж/м3 и находим энтальпию газов рециркуляции 
, кДж/м3:
8.3. По справочнику определяем q3, q4, q6 для заданного топлива и вычисляем Qт по вышеприведенной формуле (п. 8.1);
8.4. Для определения необходимо построить 
таблицу при температурах газов, близких к . Задаемся температурами 
=1800оС и 
=2000оС; по справочнику определяем 
и при этих температурах и вычисляем действительные энтальпии воздуха и дымовых газов при заданном αт, кДж/м3:
,
действительные энтальпии газов рециркуляции
;
(в данной задаче 
, так как αт=αрец) и действительные энтальпии дымовых газов после смешения их с газами рециркуляции, кДж/м3:
;
8.5. Определяем адиабатную температуру горения:
.
9. Определяем среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания 
, кДж/(м3∙К) на выходе из топки:
;
задаемся температурой газов на выходе из топки 
=1265оС.
Принимаем две температуры, близкие к , например 
=1200оС и 
=1400 оС. Построим при этих температурах таблицу так же, как это сделано в п. 8.4, и определим по два значения , , Нг при αт, Нг при αрец и r, интерполируя последние значения (энтальпии смеси), определим энтальпию смеси при 
, это и будет энтальпия газов на выходе из топки 
.
10. Определяем число Больцмана Во:
.
10.1. Коэффициент сохранения теплоты
,
в нашем случае 
%;
10.2. Средний коэффициент тепловой эффективности топки
,
где 
- площадь i – го участка топки, м2;
- коэффициент тепловой эффективности i – го участка топки
;
хi – угловой коэффициент участка топки, для цельносварных экранов газоплотного котла хi=1;
- коэффициент загрязнения i – го участка определяется по табл. П.2 приложения.
При расположении в выходном газовом окне топочных ширм для плоскости, отделяющей топку от ширм,
,
где 
- коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами, определяется по графику приложения П.3;
,
;
вычисляем число Во по п. 10.
11. Определяем абсолютную температуру дымовых газов на выходе из топки, К:
.
11.1. Параметр распределения температур по высоте топки М
значения А и В определяются по табл. приложения П.4.
11.2. Определяем коэффициент излучения топочной среды ат:
;
величину εф определяем так же, как в п. 3 задачи 4.
12. Определяем расчетную температуру дымовых газов на выходе из топки, оС
.
Если эта температура отличается от заданной (см. п. 9) более чем на 100оС, задаемся в п. 9 другим значением и все расчеты по пп. 9…12 выполняем заново до достижения условия 
.
ЗАДАЧА 6
Определить температурный напор в поверхности нагрева кипящего экономайзера, если известно: температуры дымовых газов на входе в экономайзер и на выходе из него 
и 
; массовое паросодержание среды в экономайзере х=0,35; расход воды Gв=2,78 кг/с, давление воды на входе в экономайзер рпв=18,05 МПа. Температура воды 
.
Порядок решения
1. По термодинамическим таблицам пара и воды определяем:
- энтальпию питательной воды hпв, кДж/кг;
- температуру кипения воды 
, оС;
- энтальпию воды в состоянии насыщения при заданном давлении 
, кДж/кг;
- удельную теплоту парообразования r, кДж/кг.
2. Определяем энтальпию пароводяной смеси при заданном паросодержании:
.
3. Определяем тепловосприятие экономайзера в некипящей части:
.
4. То же в кипящей его части:
.
5. Определяем температуру продуктов сгорания в сечении газохода, где 
; теплоемкость продуктов сгорания в зоне расположения экономайзера принимаем постоянной:
.
6. Определяем температурный напор в некипящей части экономайзера:
;
;
.
7. То же в кипящей части экономайзера:
;
;
.
8. Определяем средний температурный напор экономайзера в целом:
.
ЗАДАЧА 7
Определить предельное тепловосприятие одноступенчатого воздухоподогревателя (ВП) и температуру горячего воздуха за ним при сжигании нерюнгринского угля марки СС. Принять: меньший температурный напор 
; температура воздуха на входе в ВП 
; температура уходящих газов 
; коэффициент избытка воздуха в уходящих газах 
; присосы воздуха в ВП 
; коэффициент избытка воздуха за ВП 
; коэффициент сохранения теплоты 
.
Порядок решения
1. По справочнику определяем теоретические энтальпии воздуха и продуктов сгорания при различных температурах: 100;200;300;400 оС.
2. Задаемся предварительно температурой горячего воздуха 
, оС за ВП в диапазоне 250…300 оС (для одноступенчатого ВП). Определяем теоретические энтальпии воздуха при 
и при 
. Определяем балансовое тепловосприятие ВП, кДж/кг:
.
3. Определяем энтальпию и температуру продуктов сгорания на входе в ВП:
,
где 
- теоретическая энтальпия присасываемого воздуха, она определяется по справочнику при температуре воздуха 
.
Энтальпия уходящих газов, кДж/кг
,
где 
определяется по справочнику при температуре , 
- при температуре 30о С.
По найденной 
и 
=
-
определяем (по справочнику) температуру газов на входе в ВП 
, оС.
4. Определяем средний коэффициент избытка воздуха в ВП:
=
.
5. Определяем массовые теплоёмкости продуктов сгорания и воздуха на входе и выходе ВП, кДж/(кг∙К):
=
; 
;
; 
.
1. Определяем теоретическое тепловосприятие воздухонагревателя, кДж/кг
.
2. Определяем предельное тепловосприятие ВП при заданном 
, кДж/кг:
.
8. Определяем предельную температуру горячего воздуха, 0С:
.
ЗАДАЧА 8
Определить тепловосприятие ширмового пароперегревателя (ШПП) и приращение энтальпии пара в нем при следующих условиях. Температуры газа на входе в ШПП 
=1060 оС, на выходе – 
=950 оС; энтальпии соответственно 
=11983 кДж/кг, 
=10605 кДж/кг; температура пара на входе ШПП =417оС, давление пара 
=14,96 МПа, энтальпия пара =3047 кДж/кг, давление пара на выходе 
=14,67 МПа, эффективная толщина излучающего слоя s=0,84 м; давление в газоходе рг=0,1 МПа; rH2O=0,091, rп=0,231; безразмерная концентрация золы μзл=0,023; угловой коэффициент с входного на выходное сечение ширм φш=0,14. Тип мельниц - среднеходные. Топливо - каменный уголь, расход Вр=9,76 кг/с; расход пара через ШПП D=136,81 кг/с. Поверхности входного и выходного газовых окон соответственно Fл. вх=52 м2, Fл. вых= 45 м2; интенсивность теплового потока в районе выходного окна топки qл. ш.=69,7 кВт/м2.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
