Контрольная работа по теплотехнике. Тепловой баланс котла. Расчет экономайзера. (вариант 6)

1. Принципиальные схемы барабанного и прямоточного котлов.
2. Составляющие теплового баланса котлов и их определение.
Задача 1.
Составить тепловой баланс парового котла, работающего на природном газе. Рассчитать КПД котла и часовой расход топлива.
Задача 2.
Определить геометрические характеристики чугунного экономайзера для котла, рассчитанного в задаче 1.
...

1. Принципиальные схемы барабанного и прямоточного котлов.
2. Составляющие теплового баланса котлов и их определение.
Задача 1.
Составить тепловой баланс парового котла, работающего на природном газе. Рассчитать КПД котла и часовой расход топлива.
Задача 2.
Определить геометрические характеристики чугунного экономайзера для котла, рассчитанного в задаче 1.

1. Принципиальные схемы барабанного и прямоточного котлов.
2. Составляющие теплового баланса котлов и их определение.
Задача 1,2.

304,0
267,0
Энтальпия 1 м3 воздуха
, кДж/м3
Проверка результата расчета
267>190,4>132,7
Энтальпия теоретически необходимого воздуха
, кДж/м3
Энтальпия уходящих дымовых газов при коэффициенте избытка воздуха и ух
, кДж/м3
где - энтальпия 1 м3 продуктов сгорания при ух, кДж/м3; определяются методом интерполяции аналогично .
Энтальпия 1 м3 продуктов сгорания
, кДж/м3
Проверка результата расчета
360,0>252,7>171,7
, кДж/м3
Проверка результата расчета
261,0>186,4>130,1
, кДж/м3
Проверка результата расчета
304>216,5>150,5
Энтальпия уходящих дымовых газов при коэффициенте избытка воздуха и ух
, кДж/м3
Энтальпия уходящих дымовых газов на 1 м3 топлива при >1
, кДж/м3
, кДж/м3
Если принять температуру холодного воздуха tх.в.=30 °С, то энтальпия холодного воздуха
, кДж/м3
где 39,8 кДж/м3 – энтальпия 1 м3 воздуха при tх.в.=30 °С.
, кДж/м3
6. Тепловые потери в котле.
6.1 Потеря тепла с уходящими газами
, кДж/м3
где - располагаемое тепло топлива,
, кДж/м3
где - низшая теплота сгорания сухой массы газообразного топлива, кДж/м3;
- физическое тепло топлива, кДж/м3; учитывается при наличии предварительного подогрева топлива посторонним источником тепла (в условиях задачи =0).
, кДж/м3
, кДж/м3
%
6.2 Потеря тепла с химическим недожегом топлива ; принимается 0,5%
; , кДж/м3
, кДж/м3
6.3 Потеря тепла от механического недожега при сжигании газообразного топлива принимается равной нулю: ; .
6.4 Потерю тепла от наружного охлаждения принимаем по таблице в зависимости от паропроизводительности котла , кДж/м3
При паропроизводительности котла 4 т/ч =2,9%.
, кДж/м3
6.5 Потеря тепла с физическим теплом шлака при сжигании газообразного топлива; .
6.6 Суммарные потери тепла в котле , %
, %
7. Тепловой баланс котла
Коэффициент полезного действия котла по методу обратного баланса
, %
, %
Полезно использованное тепло 1 м3 топлива в котле , кДж/м3
, кДж/м3
Тепловой баланс котла при сжигании газообразного топлива
, кДж/м3
где , кДж/м3
, кДж/м3
35739,335740,4 кДж/м3
8. Расход топлива, подаваемого в топку котла
Секундный расход пара
, кг/с
где - паропроизводительность котла, т/ч.
, кг/с
Расход воды на продувку котла
, кг/с
где - доля непрерывной продувки.
, кг/с
Полное количество тепла, полезно использованное в котле
, кВт,
где - энтальпия перегретого пара при Рпе и tпе, кДж/кг; определяется интерполяцией по данным таблицы;
- энтальпия питательной воды;
, кДж/кг
- энтальпия кипения воды при давлении Рб в барабане котла, кДж/кг. Давление в барабане котла принимаем равным давлению перегретого пара, т.к. потери давления в пароперегревателе невелики, и ими можно принебречь.
=830,1 кДж/кг.
Таблица 5. Энтальпия перегретого пара
t, °С
Рпе =1,0 МПа
Рпе =1,5 МПа
, кДж/кг
, кДж/кг
200
2828,3
2796,0
210
2852,2
2823,9
220
2875,6
2850,2
230
2898,4
2875,5
240
2921,0
2900,0
250
2943,2
2924,0
Энтальпия при tпе=200 °С, Рпе=1,4 Мпа
, кДж/кг
Энтальпия при tпе=210 °С, Рпе=1,4 Мпа
, кДж/кг
Энтальпия при tпе=205 °С, Рпе=1,4 Мпа
, кДж/кг
Энтальпия питательной воды
, кДж/кг
Полное количество тепла, полезно использованное в котле
, кВт,
Расход топлива
, м3/с
где - тепло с внешним подогревом воздуха;
- тепло, внесенное в топку паровым дутьем;
, м3/с
Часовой расход газа , тыс. м3/ч.
тыс. м3/ч.
Задача 2.
Определить геометрические характеристики чугунного экономайзера для котла, рассчитанного в задаче 1.
Чугунный экономайзер котлов малой мощности компонуется из стандартных труб ВТИ или ЦККБ с квадратными или прямоугольными ребрами.
Таблица 1. Характеристики чугунного экономайзера с трубами системы ВТИ
Наименование, условное обозначение, единицы измерения величин
Величина
1. Длина трубы ВТИ l, мм
2000
2. Число труб в ряду zp, шт.
4
3. Тепловосприятие экономайзера , кДж/м3
2920
4. Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2·К)
21,2
5. Средний температурный напор Δt, К
99
Таблица 2. Геометрические характеристики экономайзера
Наименование, условное обозначение, единицы измерения величин
Величина
1. Наружный диаметр труб d, мм
76
2. Толщина стенки труб δ, мм
8
3. Размеры квадратного ребра b, мм
b’, мм
150