Проект стационарного парового котла
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
и газов в топке.
Энтальпию продуктов сгорания определяем в диапазоне температур 0…2200С с интервалом в 100С. Расчет ведем в табличной форме (табл.2.1).
Исходными данными для расчета являются объемы газов, составляющих продукты сгорания, их объемные изобарные теплоемкости, коэффициент избытка воздуха и температура газов.
Средние изобарные теплоемкости газов берем из справочных таблиц.
Теоретическое количество газов определяем по формуле
I = ?Vct??=??VC+ VC + VC) t.
Теоретическую энтальпию влажного воздуха определяем по формуле
= VoCввt.
Энтальпию газов определяем по формуле
г = I + (? - 1) I.
Таблица 2.1 Расчет энтальпии продуктов сгорания
tСV= 1,02 м3/кгV= 4,38 м3/кгV= 0,61 м3/кгIo, кДж/кгВлажный воздух (? - 1) Ioвв, кДж/кгIг, кДж/кгСRO2, кДж/ (м3•К) V RO2СRO2, кДж/ (м3•К) СN, кДж/ (м3•К) V oNСN, кДж/ (м3•К) СH2O, кДж/ (м3•К) Vo H2OСH2O, кДж/ (м3•К) Свв, кДж/ (м3•К) Ioвв, кДж/кг0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 22001,599 1,700 1,787 1,822 1,929 1,988 2,041 2,088 2,131 2,169 2, 203 2,234 2,263 2,289 2,313 2,335 2,355 2,374 2,391 2,407 2,422 2,435 2,4481,631 1,734 1,823 1,920 1,968 2,028 2,082 2,130 2,174 2,212 2,247 2,279 2,308 2,335 2,359 2,382 2,402 2,421 2,439 2,455 2,470 2,484 2,4971,294 1,295 1,299 1,306 1,316 1,327 1,340 1,353 1,367 1,379 1,391 1,403 1,414 1,425 1,434 1,444 1,452 1,461 1,469 1,475 1,482 1,489 1,4955,668 5,672 5,690 5,720 5,764 5,812 5,869 5,926 5,987 6,040 6,093 6,145 6, 193 6,242 6,281 6,325 6,360 6,399 6,434 6,461 6,491 6,522 6,5481,494 1,505 1,522 1,542 1,566 1,589 1,614 1,641 1,668 1,695 1,722 1,750 1,776 1,802 1,828 1,852 1,876 1,899 1,921 1,942 1,962 1,982 2,0000,911 0,918 0,928 0,941 0,955 0,969 0,985 1,001 1,017 1,034 1,050 1,068 1,083 1,099 1,115 1,130 1,144 1,158 1,182 1,185 1, 197 1, 209 1,2200 832 1688 2574 3475 4405 5362 6340 7342 8357 9390 10441 11501 12579 13657 14756 15850 16963 18081 19192 20316 21452 225831,318 1,324 1,331 1,342 1,354 1,368 1,382 1,397 1,414 1,424 1,437 1,449 1,461 1,472 1,483 1,492 1,501 1,510 1,517 1,525 1,532 1,539 1,5460 733 1475 2230 3000 3789 4594 5418 6267 7100 7961 8830 9713 10601 11502 12399 13305 14221 15128 16052 16975 17905 188430 205 413 624 840 1061 1286 1517 1755 1988 2229 2472 2720 2968 3221 3472 3725 3982 4236 4495 4753 5013 52760 1037 2101 3198 4315 5466 6648 7857 9097 10345 11619 12913 14221 15547 16878 18228 19575 20945 22317 23687 25069 26465 27859
Теоретическую энтальпию влажного воздуха определяем по формуле
I = VoCввt.
Энтальпию газов определяем по формуле
г = I + (? - 1) I.
По результатам расчетов (табл.2.1) строим диаграмму зависимости энтальпии газов I1 от их температуры t (рис.2.1).
Рис.2.1 - Диаграмма зависимости энтальпии газов от их температуры
3. Поверочный тепловой расчет
3.1 Предварительный тепловой баланс
При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котел, называют располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котел и покинувшей его, должно существовать равенство (баланс). Теплота, покинувшая котел, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара заданных параметров.
Тепловой баланс котла составляется применительно к одному килограмму топлива при установившемся (стационарном) режиме работы котла.
Низшую теплота сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле Менделеева:
нр = 339Ср + 1030Нр - 109 (Ор - Sр) - 25Wр,нр = 339 • 54,6 + 1030 • 3,9 - 109• (11,4 - 0,5) - 25 • 7,5 = 21151 кДж/кг.
Коэффициент полезного действия котла (принимаем по прототипу)
? = 92%.
Потери тепла:
от химической неполноты сгорания ([1] с.15)
3 = (0,51,5) = 0,5%;
от механического недожога ([1] табл.4.4)4 = 0,5%;
в окружающую среду ([1], рис.4.2)5 = 0,5%;
с уходящими газами
2 = 100 - (? + q3 + q4 + q5), 2 = 100 - (92 + 0,5 + 0,5 + 0,5) = 6,5%.
Средние изобарные объемные теплоемкости влажного воздуха
холодного, при температуре tв1 ([2] табл.1.4.5)
св1 = 1,32 кДж/кг;
подогретого, при температуре tв2 ([2] табл.1.4.5)
св1 = 1,33 кДж/кг.
Количество тепла, вносимое в топку с воздухом:
холодным
хв = 1,016?Vосв1tв1,хв = 1,016 • 1,28 • 5,54 • 1,32 • 25 = 238 кДж/кг;
подогретым
гв = 1,016?Vосв2tв2,гв = 1,016 • 1,28 • 5,54 • 1,33 • 180 = 1725 кДж/кг.
Количество тепла, переданное в воздухоподогревателе
вн = Iгв - Iхв,вн = 1725 - 238 = 1487 кДж/кг.
Принимаем температуру топлива, поступающего в топку, равной
tтл = 30С.
Теплоемкость сухой массы топлива ([1] табл.4.1)
сстл = 0,972 кДж/ (кг?град).
Теплоемкость рабочей массы топлива
сртл = сстл (100 - Wр) /100 + сWp/100,
где с - теплоемкость воды, с= 4,19 кДж/ (кг?град),
сртл = 0,972? (100 - 7,5) /100 + 4,19 ? 7,5/100 = 1,21 кДж/ (кг?град).
Теплота, вносимая в топку с топливом
тл = сртлtтл,
iтл = 1,21 ? 30 = 36 кДж/кг.
Располагаемая теплота топлива
= Q + Qвн + iтл, = 21151 + 1487 + 36 = 22674 кДж/кг.
Энтальпия уходящих газов
ух = q2Qрр/ (100 - q4) + Iхв,ух = 6,5 • 22674/ (100 - 4,5) + 238 = 1719 кДж/кг.
Температура уходящих газов (табл.1)
tух = 164С.
Степень сухости получаемого пара принимаем ([1] с.17)
х = (0,95…0,98) = 0,95.
Энтальпия сухого насыщенного пара (по таблицам водяного пара) при заданном давлении
i" = 2792 кДж/кг.
Скрытая теплота парообразования
r = 1948 кДж/кг.
Энтальпия влажного пара
ix = i" - (1 - x) r,
ix = 2792 - (1 - 0,95) ?1948 = 2695 кДж/кг.
Энтальпия питательной воды перед экономайзером (при tв2)
iпв = 377 кДж/кг.
Секундный расход топлива
Вр = ,
Вр = = 0,77 кг/с.
3.2 Расчет теплообмена в топке
Целью поверочного расчета теплообмена в топке явля