Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива, газов и воздуха на котёл ТПУ-35, страница 2. Расход воздуха газовым котлом


Расход воздуха в котле

Расход воздуха в котле

В дальнейшем все объемы газов указаны при 0° и давлении 760 мм рт. ст. Эти (нормальные) условия отмечаются в характеристике размерности формулы так: нм3.

В тех случаях, когда потребуется определить объем газов для заданных температур, например, при расчете сечений газоходов, объем, полученный при 0° и 760 мм, пересчитывают, умножая на 273+Т/273, где Т - температура газов по стоградусной шкале. При расчете воздуховодов пользуются той же формулой, подставляя t вместо Т. Изменением давления атмосферы и разностью давлений по газоходам пренебрегают, так как в рассматриваемых условиях эксплуатации котельных установок давления газов во всех пунктах близки к нормальным условиям.

В соответствии с уравнениями горения горючих элементов топлива [см. формулу (6)], считая на килограмм-молекулу, получаем соотношения, позволяющие подсчитать теоретически необходимый расход воздуха в котле для сжигания находящихся в топливе углерода, водорода и серы. Атомный вес элементов, участвующих в горении, приводится в табл. 17.

Количество потребного для горения воздуха в котле определяется путем следующих расчетов.

По весу, считая на килограмм-молекулу, получаются величины

12 кг + С +32 кг О2=44СО2;

4 кг Н2+32 кг Q2 = 36 кг Н2О;

32 кг S+32 кг О2= 64 кг SО2.

По объему на 1 м3 кислорода, участвовавшего в горении, получается

СО2 - 1м2; Н2О - 2м3; SО2 - 1м3.

Вес кислорода, теоретически необходимого для сжигания 1 кг топлива, определяют, пользуясь следующими соотношениями.

В соответствии с формулой (1) в 1 кг топлива находится: углерода Ср/100 кг, водорода Нр/100 кг, летучей серы Sрл/100 кг, кроме того,в топливе имеется Ор/100 кг кислорода, который будет использован при горении.

Вес кислорода, требующегося для сжигания на 1 кг рабочего топлива, получается равным

Разделив это выражение на 1,429 (удельный вес кислорода при 0° и 760 мм рт. ст.), получаем объем кислорода, а чтобы перейти к объему воздуха, надо все разделить на 0,21, так как в 1 м3 воздуха содержится 0,21 м3 кислорода и 0,79 м3 азота, не считая незначительных количеств аргона, углекислоты и других газов. Расход воздуха в котле для сжигания 1 кг топлива выразится формулой:

Удельный вес расхода воздуха в котле при 0° и 760 мм рт. ст. давления равен ув= 1,293 кг/нм3.

Расход воздуха в котле требующегося для сжигания 1 кг топлива, получается из выражения

Количество воздуха расходуемого в котле, расходуемого для сгорания, приблизительно пропорционально теплотворной способности топлива, поэтому для прикидочных подсчетов можно пользоваться формулой

При рассмотрении процесса горения топлива выяснилось, что, невзирая на то, будет ли горение полным или в отходящих газах появятся газы и неполного сгорания, в том и в другом случае в продуктах сгорания будет находиться избыточный воздух.

Количество избыточного воздуха характеризуется коэффициентом избытка воздуха α, который получается как отношение объема воздуха, входящего в топку, к теоретически необходимому:

V/V0=α

kotel-kvr.su

Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива, газов и воздуха на котёл

Министерство образования и науки РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра ТЭС

Расчётно-графическая работа

Расчёт объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания.

Определение расхода топлива, газов и воздуха на котёл.

Факультет: ФЭН

Группа: ТЭ-41

Выполнил: Яганов Е. Н.

Преподаватель: Баранов В. Н.

Вариант: котел БКЗ – 75 – 39ФБ

              номер топлива по НТРК - 89

Отметка:

 Новосибирск 2007

СОДЕРЖАНИЕ

1.   Задание и исходные данные. 3

2.   Объёмы воздуха и продуктов сгорания. 4

3.   Энтальпии воздуха и продуктов сгорания. 7

4.   Тепловой баланс котла и определение расхода топлива. 8

5.   Расходы воздуха и газов. 9

6.   Литература. 11

Задание на РГР и исходные данные

Основные характеристики котла БКЗ – 75 – 39ФБ:

Производительность  D= 75 т/ч

Продувка Dпр= 2 %

Давление за котлом Pпп = 40 кгс/см²

Температура за котлом t = 440 ºС

Давление в барабане Pб = 44 кгс/см²

Давление питательной воды Pпв = 48 кгс/см²

Температура уходящих газов vух= 130 ºC

Избыток воздуха в топке αт = 1,2

Температура газов на выходе из топки v"= 1040 ºC

Температура газов за пароперегревателем v"пп = 600 ºC

Температура газов за экономайзером v"эко= 316 ºС

Температура питательной воды tпв= 145 ºС

Количество ступеней  экономайзера - 2

Количество ступеней  воздухопотребителя - 2

Вид топлива - уголь

Расчётные теплотехнические характеристики топлива (уголь):

Wp= 20,0 %

Ap= 20,0 %

Spk= 0,1 %

Spо = 0,1 %

Cp= 43,4 %

Hp= 3,4 %

Np = 0,8 %

Op = 12,2 %

Qpн= 3920 ккал/кг

Vг = 48,0 %

t1 = 1480 °C

Определить:

·  Объемы воздуха и продуктов сгорания;

·  Энтальпии продуктов сгорания на выходе из топки и за поверхностями нагрева, а также воздуха в составе газов;

·  Составляющие теплового баланса котла и расход топлива;

·  Расход воздуха на котёл;

·  Расход газов.

Объемы воздуха и продуктов сгорания

Объем воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания твёрдого и жидкого топлива:

        Теоретический объем азота:

        Теоретический объем водяных паров:

        Объем трёхатомных газов:

Полный объем продуктов сгорания определяется по формуле:

А действительный объем водяных паров по формуле:

Эти объемы подсчитаем раздельно для топки и следующих за ней поверхностей нагрева, по средним значениям коэффициентов избытка воздуха . Все полученные результаты занесём в табл. 1.

        Коэффициент избытка воздуха за ширмовым пароперегревателем (фестоном) определяется: 

         За конвективным пароперегревателем

         За второй ступенью водяного экономайзера

         За второй ступенью воздухоподогревателя 

          За первой ступенью водяного экономайзера

         За первой ступенью воздухоподогревателя (в уходящих газах)

 

Таблица 1. Средние объёмные характеристики продуктов сгорания

Наименование величин

размерность

Газоходы котла

Топка,

ширмы, фестон

конвективный

пароперегреватель

Водяной экономайзер

II ступени

Воздухоподогреватель II ступени

Водяной экономайзер

I ступени

воздухоподогреватель I ступени

Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева a”

-

1,2

1,23

1,25

1,28

1,3

1,33

Коэффициент избытка воздуха средний по газоходуaср

-

1,2

1,215

1,24

1,265

1,29

1,315

0,7096

0,7107

0,7125

0,7142

0,7160

0,7177

5,8293

5,8947

6,0037

6,1127

6,2217

6,3307

-

0,1392

0,1376

0,1351

0,1327

0,1304

0,1281

-

0,1193

0,1180

0,1159

0,1138

0,1118

0,1099

-

0,2585

0,2556

0,2510

0,2465

0,2422

0,2380

7,8125

7,8979

8,0403

8,1826

8,3250

8,4673

0,0243

0,0241

0,0236

0,0232

0,0228

0,0224

vunivere.ru

Расход газового котла: норма и оптимизация

Отопление помещения с помощью газового котла – один из самых экономичных вариантов. На данный момент газ по стоимости доступен всем, поэтому в частных домах используется именно такая система отопления. Но, даже несмотря на дешевизну топлива, не стоит безответственно относиться к данному ресурсу. Если знать оптимальный расход газового котла, можно существенно сэкономить на оплате отопления.

А вот значительное увеличение расхода газового котла – это сигнал о том, что в системе что-то не так, и требуется ремонт или доработка. Поэтому важно знать, как работает котел, что является нормой, а что нет в размере расхода газового котла.

Расход газового котла

Начнем с самого очевидного – от чего зависит количество потребления и расхода газа. 

Факторы, влияющие на расход газового котла:

  • мощность самого газового котла,
  • величина КПД,
  • нагрузка на котел (напрямую зависит от площади отапливаемых помещений, а также от количества нагреваемой котлом воды),
  • теплопотери при отоплении помещения.

Первый пункт – один из самых важных. Чем мощнее котел – тем больше газа он будет потреблять. Но стоит ли покупать супер мощный котел для отопления 30 кв.м? Конечно, нет. Как же тогда определить оптимальную мощность? Для этого есть достаточно условная, но вполне рабочая формула.

Берем общую площадь помещений, которые предстоит обогревать (с учетом, что высота потолков не более трех метров) и умножаем на 100 Вт. Например, для обогрева дома в 80 кв.м нам понадобится котел мощностью 8 кВт (80 м2 х 100 Вт = 8 000 Вт или 8кВт).

Расход газового котла

Определяем, если ли лишний расход газового котла отопления

Перерасход газа – это не только лишние траты на отопление, но и показатель того, что в отопительной системе что-то идет не так и требует ревизии или ремонта. Может ли обычный пользователь определить, правильный или неправильный расход газового котла отопления происходит в его доме? Конечно, может. 

Расход газового котла

Есть несколько простых способов определить, есть ли повышенный расход газового котла отопления:

  • перегрев воздуха в комнате, где расположен котел, 
  • высокая температура поверхности самого котла.

Причина, по которой может такое произойти, - неправильная организация пространства котельной. То есть, в комнате недостаточная вентиляция. Чтобы решить эту проблему следует сделать дополнительный отток теплого воздуха из помещения и приток холодного. Например, сделать вентиляционное отверстие внизу двери (так будет поступать холодный воздух), а вверху помещения расположить трубу с оттоком теплого воздуха из котельной.

Следить за расходом газового котла необходимо. Это не только позволит существенно сэкономить денежные средства, но и поможет предотвратить дорогостоящий ремонт, связанный с неправильной эксплуатацией оборудования.

viessmann-kazan.ru

Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива, газов и воздуха на котёл БКЗ-75-39ФБ, страница 3

Таблица 3.1. «Энтальпии  воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла (ккал/кг)

Газоходы

, ккал/кг

, ккал/кг

, ккал/кг

, ккал/кг

На выходе из топки,

1668

1973

81

2388

За пароперегревателем,

924

1076

44

1333

За экономайзером II ст.

643

745

30

936

За  ВЗП-IIст.

464

534

22

686

За экономайзером I ст.

357

410

16

533

За  ВЗП-Iст.

192

219

8

290

4. Тепловой баланс котла и определение расхода топлива.

Цель составления теплового баланса котла – определение КПД и расхода топлива.

Тепловой баланс составляется для установившегося состояния парового котла на 1 кг твердого топлива:

 , (ккал/кг)

, %

При расчёте котла, КПД брутто определяется из обратного теплового баланса по   выражению:

,

=- полезно используемое тепло в котлоагрегате , %

где -потери тепла в котлоагрегате , %.

% - потери тепла с химическим  недожёгом (Л-3,табл.XVII)

         - потери тепла с механическим недожогом , определяем по таблице 4.5 (Л-1) т.к.    приведённая зольность:  > 6, %/ккал/кг

 -потери тепла с уходящими газами, при сжигании твёрдых топлив и мазута в топках с твёрдым  шлакоудалением  определяются по формуле:

, %

где =290 ккал/кг (табл.2.3)

(табл.1.2)

 - энтальпия холодного воздуха при

== 4,669,2 = 42,87 ккал/кг

= 9,2 - удельная  энтальпия холодного воздуха при (Л-1,табл.4.4)

=5,48 %

= 0,78 % – потери тепла от наружного охлаждения при Dк = 75 т/ч (Л-1, табл.4.6)

 - потери с физическим теплом шлаков.

 Потерю с физическим теплом шлака  учитывают при сжигании твердых топлив в                   топках с твёрдым шлакоудалением, если  >.

 34,6<;  34,6< 41,9. Таким образом, для нашего случая значением  можно пренебречь.

= 100 - (5,48+0+1,5+0,78+0) = 92,24 %

 При расчете топки и конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла , приходящуюся на отдельные газоходы, учитывают введением коэффициента сохранения тепла:

Полный расход топлива, подаваемого в топку котла, рассчитывается из прямого теплового баланса по формуле:

, кг/ч

- тепло, полезно используемое в паровом котле

=, ккал/кг

т/час =75000кг/ч - производительность котла, заданная по исходным данным

= 0,02= 0,0275000 = 1500 кг/ч – расход продувки (2%, по исходным данным)

 790,3 ккал/кг – энтальпия перегретого пара при 440°С , = 40 (Л-1 табл.4,9)

 = 146,4 ккал/кг – энтальпия питательной воды при 145°С , = 48 (Л-1 табл.4,8)

= 265 ккал/кг – энтальпия пр. воды на линии насыщения при = 44 (Л-1 табл.4,7)

=75000 (790,3 -146,4) +1500 (265 -146,4)=48470400, ккал/кг

Подставляем найденные значения в расчетную формулу для нахождения расхода топлива, подаваемого в топку:

= = 12541,3  кг/ч

          Определяем расчетный расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты сгорания:

  кг/час

5. Расходы воздуха и газов.

Количество холодного воздуха , засасываемого дутьевыми вентиляторами , рассчитывается по формуле:

 ,

= 0,04 – присосы воздуха в системе пылеприготовления (Л-1 стр.16)

= 0,06 – относительная утечка воздуха в воздухоподогревателе , принимается равной присосу в нём по газовой стороне (Л-1 стр.16)

= - температура холодного воздуха (Л-1 стр.16)

= 1,2  - коэффициент избытка воздуха на выходе из топки (табл.1.2)

= 0,1 – присосы воздуха в топку (табл.1.2)

= 71559

Расход газов у дымососов рассчитывается по формуле:

,

= 0,12 – присосы воздуха в золоуловителе и газоходах после ВЗП (Л-1 стр.17)

=130965

Список литературы

1. Котельные установки. Программа, методические указания и контрольные задания. В.Н.Баранов

Новосибирск : НГТУ,1997г.

2. Парогенераторы. А.П.Ковалёв и другие. Москва : Энергоатомиздат  1985 г.

3. Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод/Под ред.Н.В.Кузнецова и др.

Москва: Энергия,1973г.

4. Котельные установки промышленных предприятий. Л.Н.Сидельковский, В.Н.Юренев.

Москва : Энергоатомиздат 1988г.

vunivere.ru

Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива, газов и воздуха на котёл ТПУ-35, страница 2

Теоретический объем водяных паров

Объем трехатомных газов

Полный объем продуктов сгорания определяется по формуле

а действительный объем водяных паров по формуле

Коэффициенты избытка воздуха.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки с твердым шлакоудалением для котлов производительностью 35 т/ч и выше по таблице 4.2 методических указаний для каменных и бурых углей

 .

Присосы воздуха в газоходах котла в соответствии с таблицей 4.3 методических указаний Δαi

Фестон, ширмовый пароперегреватель на выходе из топки ΔαФ

Конвективный пароперегреватель в горизонтальном газоходе или в верхней части опускной шахты (на весь пароперегреватель) ΔαПП

Водяной экономайзер из стальных труб (на каждую ступень) ΔαЭК

Воздухоподогреватель трубчатый (на каждую ступень)

ΔαВЗП

0,00

0,03

0,02

0,03

Коэффициент избытка воздуха за ширмовым пароперегревателем (фестоном)

Коэффициент избытка воздуха за конвективным пароперегревателем

Коэффициент избытка воздуха за водяным экономайзером

Коэффициент избытка воздуха за воздухоподогревателем

Объемы водяных паров.

Действительный объем водяных паров за ширмовым пароперегревателем (фестоном)

Действительный объем водяных паров за конвективным пароперегревателем

Действительный объем водяных паров за водяным экономайзером

Действительный объем водяных паров за воздухоподогревателем

Объемы дымовых газов.

Объем дымовых газов за ширмовым пароперегревателем (фестоном)

Объем дымовых газов за конвективным пароперегревателем

Объем дымовых газов за экономайзером

Объем дымовых газов за воздухоподогревателем

Объемные доли трехатомных газов.

Объемная доля трехатомных газов за фестоном

Объемная доля трехатомных газов за пароперегревателем

Объемная доля трехатомных газов за экономайзером

Объемная доля трехатомных газов за воздухоподогревателем

Объемные доли водяных паров.

Объемная доля водяных паров за фестоном

Объемная доля водяных паров за пароперегревателем

Объемная доля водяных паров за экономайзером

Объемная доля водяных паров за воздухоподогревателем

Суммарные доли трехатомных газов и водяных паров .

Суммарная доля трехатомных газов и водяных паров за фестоном

Суммарная доля трехатомных газов и водяных паров за пароперегревателем

Суммарная доля трехатомных газов и водяных паров за экономайзером

Суммарная доля трехатомных газов и водяных паров за воздухоподогревателем

Массы дымовых газов.

Масса дымовых газов за фестоном

Масса дымовых газов за пароперегревателем

Масса дымовых газов за экономайзером

Масса дымовых газов за воздухоподогревателем

Концентрации золы в дымовых газах .

Концентрация золы в дымовых газах за фестоном

 

Концентрация золы в дымовых газах за пароперегревателем

Концентрация золы в дымовых газах за экономайзером

Концентрация золы в дымовых газах за воздухоподогревателем

Средние объемные характеристики продуктов сгорания.

Расчетные формулы

Размерность

Газоходы котла

Топка, ширмы, фестон

Конвективный пароперегреватель

Водяной экономайзер

Воздухоподогреватель

Коэффициент избытка воздуха за поверхностью нагрева

_

1,2

1,23

1,25

1,28

Коэффициент избытка воздуха, средний по газоходу

_

1,2

1,215

1,24

1,265

Объем водяных паров

0,546

0,547

0,549

0,551

Объем дымовых газов

6,0206

6,091

6,21

6,33

Объемная доля трехатомных газов

_

0,141

0,14

0,137

0,135

Объемная доля водяных паров

_

0,0907

0,09

0,088

0,087

Суммарная доля трехатомных газов и водяных паров

_

0,2317

0,23

0,225

0,222

Масса дымовых газов

7,962

8,053

8,206

8,358

Концентрация золы в дымовых газах

0,0413

0,0408

0,0401

0,0393

Энтальпии воздуха и продуктов сгорания по газоходам.

vunivere.ru