реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов

Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов

Федеральное агентство по образования и науке РФ

Иркутский государственный технический университет

Кафедра теплоэнергетики











Расчетно-графическая работа

по дисциплине "Анализ теплотехнической эффективности оборудования" на тему:

"Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов"



Выполнил:

студент гр. ТЭ-06-1

Константинов В.В.

Проверил:

доцент кафедры ТЭ

Картавская В.М.



Иркутск 2009 г.

 

Введение


Полнота передачи располагаемой теплоты топлива в котле к рабочей среде определяется коэффициентом полезного действия (КПД) котла брутто. Коэффициент полезного действия котла брутто можно определить, установив сумму тепловых потерь при его работе [4]:



Такой метод определения называют методом обратного баланса. Погрешность определения КПД методом обратного баланса зависит от точности измерения тепловых потерь котлом. Каждая из них определяется со значительной погрешностью [5] , но относительная доля тепловых потерь составляет около десятой части общей теплоты топлива.

Среднестатистические данные по тепловым потерям q3, q4, q5 приведены в нормативном методе тепловых расчетов, потери теплоты топлива q2, q6 определяются расчетом.

Наибольшее значение из тепловых потерь имеет отвод теплоты из котла с уходящими газами q2. Она составляет q2 = 4,5-12,0%. При сжигании малореакционных твердых топлив (каменный уголь) в зависимости от способа сжигания могут оказаться значительными потери теплоты с механическим недожогом топлива (q4=2-5%). Остальные потери в сумме не превышают обычно 1%.

Целью расчетно-графической работы является определение КПД котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича и оценка погрешности его расчетов относительно расчетного.

Задание


Составить тепловой баланс котлоагрегата по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича М.Б. и определить КПД котла.

Исходные данные

Доля золы топлива в уносе: аун=0,95;

Содержание горючих в золе-уносе: сун=3 %.

 

Таблица 1. Техническая характеристика котлоагрегата

Основные сведения

Характеристика

Марка котлоагрегата

ГОСТ 3619-69

Е-50-3,9

Заводская

БКЗ-50-3,9

Производительность

т/ч

50

Параметры пара

Давление на выходе Р, МПа

3,9

Температура t, °С

440

Топливо

Березовскийбурый уголь

Расчетный КПД брутто , %

91,8

Температура уходящих газов, ºС

145


Таблица 2. Расчетные характеристики топлива из [3]

Месторождение

Марка

Элементарный состав на рабочую массу

топлива, %

Низшая теплота сгорания , МДж/кг,(ккал/кг)

Выход летучих

,%

Березовское

Б2Р

Влажность, WP

Зольность , AP

Сера, SP

Углерод, CP

Водород, HP

Азот, NP

Кислород, OP

15,67 (3740)

48,0

33,0

5,4

0,26

36,3

4,3

0,6

20,2

 

 

1.                Расчет объемов воздуха и продуктов горения


Расчет объемов воздуха и продуктов горения ведется на 1кг рабочего топлива при нормальных условиях (0оС и 101,3 кПа) по [6].

Теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при α=1, определяется по формуле


 м3/кг.


Теоретические объемы продуктов горения (при α=1):

объем трехатомных газов


 м3/кг;


объем водяных паров


м3/кг;


объем азота


 м3/кг;


объем влажных газов


 м3/кг;



объем сухих газов


 м3/кг.


Действительные объемы воздуха и продуктов сгорания (при αух=1,4):

объем водяных паров


 м3/кг;


объем дымовых газов


 м3/кг;


объем сухих газов


 м3/кг;

 м3/кг.


2. Определение обобщенных характеристик топлива


Жаропроизводительность топлива – температура, до которой нагревались бы образующиеся продукты сгорания, если бы сгорание происходило в адиабатических условиях без подогрева воздуха и при стехиометрическом [соответствующем строго реакции горения (α=1)] расходе воздуха по [6].

Жаропроизводительность топлива без учета влаги в воздухе по [4]




ºС,


где =4,5563 м3/кг – объем влажных газов.

Жаропроизводительность топлива с учетом влаги в воздухе по [4]


 ºС.


Жаропроизводительность топлива с учетом расхода теплоты на расплавление золы и влаги, содержащейся в воздухе по [4]:


 ºС.


Максимальное теплосодержание сухих продуктов горения топлива по[4]


 ккал/м3.


Изменение объема сухих продуктов горения в действительных условиях и при теоретических по[4]


.


Соотношение объемов влажных и сухих продуктов горения при α=1 по[4]



.


Отношение средней теплоемкости не разбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к их теплоемкости в температурном интервале 0ºС до tмакс=2042,26ºС по табл. 14-12 [5] c' = 0,835.

Отношение средней теплоемкости 1м3 воздуха в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к теплоемкости 1м3 неразбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5] k = 0,79.

Содержание трехатомных газов в сухих газах по [4]


.


Максимальное содержание трехатомных газов в сухих газах по[4]


.


3. Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича М.Б. и КПД (брутто) котлоагрегата


Составление теплового баланса котлоагрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством теплоты, называемым располагаемой теплотой , и суммой полезно использованной теплоты  и тепловых потерь . На основании теплового баланса вычисляется КПД и необходимый расход топлива.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид (в абсолютных величинах), кДж/кг:


.


Принимая  за 100%, находим составляющие баланса (qi) в относительных единицах. Тогда .

КПД котлоагрегата (брутто) по обратному балансу


,


где q2=6,22% – потери теплоты с уходящими газами; q3 = 0% – потери теплоты в котлоагрегате с химическим недожогом; q4 = 0,33% – потери теплоты в котлоагрегате от механической неполноты сгорания топлива; q5 = 0,935% – потери теплоты от наружного охлаждения; q6 = 0,00096% – потери с физической теплотой шлаков.

Относительная погрешность определения КПД котлоагрегата (брутто) методом обратного баланса составила:


.


Потери теплоты с уходящими газами по [4]


,


где tух=145ºС – температура уходящих газов; tхв=30ºС – температура холодного воздуха; tмакс =2015,86ºС – жаропроизводительность топлива с учетом влаги в воздухе; c'=0,835-отношение средней теплоемкости не разбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к их теплоемкости в температурном интервале 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5]; h – изменение объема сухих продуктов горения в реальных условиях и при теоритических;– соотношение объемов влажных и сухих продуктов горения при α=1; k = 0,79 отношение средней теплоемкости 1м3 воздуха в температурном интервале от 0ºС до tух=145ºС к теплоемкости 1м3 неразбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5].

Потери теплоты в котлоагрегате по [4] с химическим недожогом отсутствуют q3=0%.

Потери теплоты по [4] в котлоагрегате от механической неполноты сгорания топлива


%,


где Qун – теплота сгорания уноса, отнесенная к 1м3/кг продуктов горения, ккал/м3; P – максимальное теплосодержание сухих продуктов горения топлива, ккал/м3.

Теплота сгорания уноса, отнесенная к 1м3 продуктов горения [4]:


 ккал/м3,


где aун=0,95 – доля золы топлива в уносе; сун=3% – содержание горючих в золе-уносе.

Потери теплоты от наружного охлаждения котлоагрегата принимаются по рис. 4-9 из [2] при номинальной нагрузке (50т/ч) и составляют .

Потери с физической теплотой шлаков рассчитываются по формуле [6]


,


где ашл=1 – аун = 1–0,95=0,05 – доля золы в шлаке по табл.2.6 из [6]; t)шл=0,56 кДж/кг – энтальпия шлака при твердом шлакоудалении при температуре tшл=600ºС по табл.3.5 из [6].


 

Заключение


В расчетно-графической работе были определены тепловые потери топлива, которые составили:

q2 = 6,22% – потери теплоты с уходящими газами;

q3 = 0% – потери теплоты в котлоагрегате с химическим недожогом;

q4 = 0,33% – потери теплоты в котлоагрегате от механической неполноты сгорания топлива;

q5 = 0,935% – потери теплоты от наружного охлаждения;

q6 = 0,00096% – потери с физической теплотой шлаков.

Из анализа тепловых потерь следует, что в современных паровых котлах наибольшее значение имеют потери теплоты с уходящими газами q2, которые в основном и определяют величину КПД.

В соответствии с рассчитанной суммой тепловых потерь котла () по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича М.Б. был определен коэффициент полезного действия котла брутто, который составил . Относительная погрешность определения КПД котла (брутто) этим методом по сравнению с расчетным (92,51%) составила .


 

Список литературы


1. Исаев А.В. Тепловой баланс паротурбинной установки (ПТУ). Курсовая работа по дисциплине "Анализ теплотехнической эффективности оборудования"

2. Справочное пособие теплоэнергетика электрических станций/ под ред. А.М. Леонкова. – Минск: Беларусь, 1974. – 368 с.

3. Сорокина Л.А. Топливо и основы теории горения: учеб. пособие / Л.А. Сорокина. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. – 78 с.

4. Практические занятия по дисциплине "Анализ теплотехнической эффективности оборудования", 2007.

5. Трембовля В.И. Теплотехнические испытания котельных установок / В.И. Трембовля, Е.Д. Фингер, Л.А. Авдеева. – М.: Энергия, 1977. – 269 с.

6. Сорокина Л.А. Котельные установки и парогенераторы: учеб. пособие / Л.А. Сорокина, В.В. Федчишин, А.Н. Кудряшов. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002. – 146 с




© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.