2020-01-14
805
Поверочный расчет проводится для поверхностей нагрева:
- топочной камеры,
- водяного экономайзера,
- конвективных пучков.
Поверочный расчёт выполняется по формулам и коэффициентам приведённых в литературе.
Исходные данные:
- Город «Челябинск» Оренбургское месторождение;
- низшая теплота сгорания Qн.с=38470 кДж/м3;
- концентрация диоксида углерода: СО2 = 0,87 %;
Таблица 1-Характеристика топлива
Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
Теоретический объем воздуха, м³/м³
V°=0,0476×[∑(m + n/4)СmНn], м³/м³ [2]
где m-число атомов углерода;
n-число атомов водорода;
V°=0,0476×[(1+1)×83,77+(2+6/4)×4,60+(3+8/4)
×1,64+(4+10/4)×0,81+(5+12/4)×1,88]=10,10 м³/м³
Теоретический объем азота, м³/м³
V°N2=0,79×V°+N2/100, м³/м³ [2]
|
|
|
V°N2 =0,79×10,10+4,34/100=8,02 м³/м³
Объем трехатомных газов, м³/м³
VRO2 =0,01×(CO2+∑mCmHn), м³/м³ [2]
где СО2, СmНn - состав газа.
VRO2=0,01×(0,4+83,77+2×4,60+3×1,64+4×0,81+5×1,88)=1,11 м³/м³
Объем водяных паров, м³/м³
V°H2O=0,01×(∑×n/2×CmHn+0,124×dг.тл)+0,0161×V°, м³/м³ [2]
где dг.тл -влагосодержание газообразного топлива
dг.тл=10 г/м³
V°H2O=0,01×(2×83,77+3×4,60+4×1,64+5×0,81+6×1,88+0,124×10)+0,0161×10,10=2,21 м³/м³
Расчёт сведён в таблицу 2
Таблица 2-Действительный процесс сжигания. Состав и количество продуктов сгорания
|
Наименование величины | Формулы и коэффициенты для расчёта |
Ед. изм. |
Газоходы | ||
| топка | К/П | ВЭК | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Присос воздуха | Δα | - | 0,05 | 0,05 | 0,1 |
| Коэффициент избытка воздуха | α' | - | 1,05 | 1,1 | 1,15 |
| Средний коэффициент избытка воздуха | α ср | - | 1,1 | 1,15 | 1,25 |
| Теоретический объём воздуха | V0 | м³/м³ | 10,10 | 10,10 | 10,10 |
| Избыточный объём воздуха | Vизб =V0*(αср-1) | м³/кг | 0,76 | 1,26 | 2,02 |
| Избыточный объём водяных паров | VH2O=V0H2O+0,0161 (αср - 1)*V0 | м³/м³ | 1,58 | 2,85 | 3,61 |
| Объём дымовых газов | Vг=VRO2+V0N2+ Vизб+VН2О+ 0,0161(α - 1)*V0 | м³/м³ | 12,11 | 12,62 | 13,39 |
| Объёмная доля водяных паров | rH2O=VH2O/Vг | - | 0,13 | 0,22 | 0,27 |
| Объёмная доля трёх атомных газов | rRO2 =VRO2/Vг | - | 0,092 | 0,088 | 0,083 |
| Суммарная объёмная доля | rп =rRO2+rН2 О | - | 0,22 | 0,31 | 0,35 |
Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания
I°в =V°×(cθ)в, кДж/м³ [2]
где I°в - энтальпия теоретически необходимого количества
|
|
|
воздуха, кДж/м³
I°г = VRO2×(cθ)RO2+V°N2×(cθ)N2 + V°H2O×(cθ)H2O, кДж/м³ [2]
где (сθ)в, (сθ)N2, (cθ)H2O - энтальпия 1м³ воздуха, азота и водяных паров, кДж/м³;
VRO2, V°N2, V°H2O- объемы трёхатомных газов, теоретический
объём азота и водяного пара.
Числовые значения приведены в таблице 2
Iвизб =(αср - 1)×I°в, кДж/м³ [2]
где Iвизб - энтальпия избыточного воздуха в продуктах
сгорания, кДж/м³.
I = I°г+Iвизб, кДж/м³ [2]
I - энтальпия действительного объема продуктов сгорания, кДж/м³.
Результаты расчетов приведены в таблице 3
Таблица 3 - Энтальпия продуктов сгорания
| Поверхность нагрева | Температура после поверхности нагрева, ˚с. | I0в=V0 (cθ)в кДж/м³ | I0г , кДж/м³ | Iвизб, кДж/м³ | I, кДж/м³ |
| Топка и фестон | 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 | 31047,4 29350,6 27653,8 25997,4 24351,1 22694,7 21038,3 19381,9 17776 16160 14544 12978,5 11453,4 | 37942,1 35835,7 33711,4 31620,2 29544,7 27476,7 25447,8 23397,5 21392,8 19436,8 17487,2 15552,3 13648,3 | 2328,5 2201,3 2074 1949,8 1826,3 1702,1 1577,9 1453,6 1333,2 1212 1090,8 973,4 859 | 40270,7 38037 35785,4 33569,9 31371,1 29178,8 27025,7 24851,1 22726,1 20648,9 18578 16525,7 14507,3 |
| Конвективные пучки | 700 600 500 400 300 200 | 9918,2 8403,2 6928,6 5484,3 4080,4 2696,7 | 11781,9 9968,7 8211,6 6481,6 4800 3165,7 | 1239,7 1050,4 866,1 685,5 510 337,1 | 13021,6 11019,1 9077,6 7167,1 5310,1 3502,8 |
| Водяной экономайзер | 400 300 200 100 | 5484,3 4080,4 2696,7 1343,3 | 6481,6 4800 3165,7 1565 | 1096,9 816,1 539,3 268,6 | 7578,5 5616,1 3705,1 1833,6 |
