Характеристики топочных устройств

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Для слоевых топок основными тепловыми характеристиками являются тепловое напряжение площади колосниковой решетки (зеркала горения), тепловое напряжение топочного объема и коэффициент полезного действия топки, а для камерных топок – тепловое напряжение топочного объема и коэффициент полезного действия топки.

Тепловое напряжение площади колосниковой решетки (кВт/м²)

, (2.27)

где B – натуральный расход топлива,

Q_н^р – низшая теплота сгорания, кДж/кг;

R – площадь колосниковой решетки, м².

Тепловое напряжение топочного объема (кВт/м³)

, (2.28)

где V_Т – объем топочного пространства, м³.

Коэффициент полезного действия топки

, (2.29)

где q₃ – потери тепла от химической неполноты сгорания, %;

q₄ – потери тепла от механической неполноты сгорания, %.

Задача 2.1. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D =13,5 кг/с сжигается подмосковный уголь состава: C^p=29,1%; H^p=2,2%; =2,9%; N^p=0,6%; O^p=8,7%; A^p=23,5%; W^p=33%. Составить тепловой баланс котельного агрегата, если температура топлива при входе в топку t _p=20ºC, натуральный расход топлива B =4 кг/с, давление перегретого пара p _п.п=4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=450ºC, температура питательной воды t _п.в=150ºC, величина непрерывной продувки P =4%, теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива V^o=2,98 м³/кг, объем уходящих газов на выходе из последнего газохода V_г.ух=4,86 м³/кг, температура уходящих газов на выходе из последнего газохода t _ух=160ºC, средняя объемная теплоемкость газов c _г.ух=1,415 кДж/(м³·К), коэффициент избытка воздуха за последним газоходом α_ух=1,48, температура воздуха в котельной t _в=30ºC, объемная теплоемкость воздуха c _в=1,297 кДж/(м³·К), содержание в уходящих газах окиси углерода CO=0,2% и трехатомных газов RO₂=16,6 % и потери тепла от механической неполноты сгорания q ₄=4%. Потерями тепла с физическим теплом шлаков пренебречь.

Решение. Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива находим по формуле (1.9)

=338C^p+1025H^p–108,5 –25W^p=338·29,1+1025·2,2–108,5(8,7–2,9)–

–25·33=10636 кДж/кг.

Теплоемкость рабочей массы топлива – по формуле (2.5)

кДж/(кг·К).

Физическое тепло топлива – по формуле (2.4)

кДж/кг.

Располагаемое тепло – по формуле (2.3)

10636 + 42=10678 кДж/кг.

Тепло, полезно использованное в котлоагрегате, – по формуле (2.9) (13,5/4)[(3330–632)+(4/100)(1087,5–632)]= =9181 кДж/кг.

D _п.е= D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Энтальпию пара i _п.п находим по i–S диаграмме: i _п.п=3330 кДж/кг, энтальпии питательной и котловой воды находим по приложениям 2 и 3: i _п.в=632 кДж/кг, а i _к.в=1087,5 кДж/кг.

Потери тепла с уходящими газами – по формуле (2.12)

(4,86·1,415·160–1,48·2,98·1,297·30)(100–4)/100= =892 кДж/кг.

Потери тепла от химической неполноты сгорания – по формуле (2.14) 237(29,1+0,375·2,9)0,2/(16,6+0,2) = 85 кДж/кг.

Потери тепла от механической неполноты сгорания – по формуле (2.17)

4·10678/100 = 427 кДж/кг.

Потери тепла в окружающую среду – по формуле (2.18)

=10678–(9181+892+85+427) = 93 кДж/кг.

Составляющие теплового баланса в процентах:

(9181/10678)100 = 86%;

(892/10678)100 = 8,3%;

(85/10678)100 = 0,8%;

(93/10678)100 = 0,9%;

Тепловой баланс котельного агрегата

9181+892+85+427+93 = 10678 кДж/кг или

86+8,3+0,8+4+0,9 = 100%.

Задача 2.2. В топке котельного агрегата сжигается малосернистый мазут состава: C^г=78,5%; H^г=5,6%; =0,4%; N^г=2,5%; O^г=13%; зольность сухой мас­сы A^с=15% и влажность рабочая W^p=12%. Определить располагаемое тепло, если температура подогрева мазута t _т=92ºС.

Ответ: =39404 кДж/кг.

Задача 2.3. В топке котельного агрегата сжигается карагандинский бурый угль состава: С^г=73,5%; H^г=4,7%; =1,1%; N=0,9%г; O^г=19,8%; зольность сухой мас­сы A^с=23% и влажность рабочая W^p=26%. Определить располагаемое тепло, если температура топлива при входе в топку t _т=20ºC.

Ответ: =15157 кДж/кг.

Задача 2.4. Определить тепло, полезно использованное в водогрейном котельном агрегате, если расход топлива B =1,2 кг/с, расход воды G _в=70 кг/с, температура воды, поступающей в котел t ₁=70ºC, и температура воды выходящего из него t ₂=150ºC.

Ответ: Q ₁=19787 кДж/кг.

Задача 2.5. Определить тепло, полезно использованное в котельном агрегате паропроизводительностью D =5,45 кг/с, если натуральный расход топлива B =0,64 кг/с, давление перегретого пара p _п.п=1,3 МПа, температура перегретого пара t _п.п=275ºC, температура питательной воды t _п.в=100ºC и величина непрерывной продувки P =3%.

Ответ: Q ₁=21996 кДж/кг.

Задача 2.6. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D =5,6 кг/с сжигается красноярский бурый уголь состава: C^p=41,6%; H^p=2,9%; =0,5%; N^p=0,8%; O^p=12%; A^p=10,2%; W^p=32%. Определить в процентах тепло, полезно использованное в котлоагрегате, если натуральный расход топлива B =1,12 кг/с, давление перегретого пара p _п.п=4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=400ºС, температура питательной воды t _п.в=130ºС, величина непрерывной продувки P =3% и температура топлива при входе в топку t _т=20ºС.

Ответ: q ₁=90%.

Задача 2.7. В топке котельного агрегата сжигается 1,5·10³ кг/ч каменного угля состава: С^с=58,2%; H^с=4,2%; =4,6%; N^с=1,3%; O^с=9,2%; A^с=22,5%; W^p=13%. Определить располагаемое тепло, если известны температура воздуха в котельной t _в=30ºС, температура поступающего в топку воздуха t _в=180ºС и коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,3.

Ответ: =21525 кДж/кг.

Задача 2.8. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D =7,22 кг/с сжигается высокосернистый мазут состава: С^р=83,4%; Н^р=10%; =2,9%; N^р=0,2%; О^р=0,2%; А^р=0,3%; W^p=3%. Определить располагаемое тепло в кДж/кг и полезно использованное в котлоагрегате тепло в процентах, если известны температура подогрева мазута t _т=90ºС, натуральный расход топлива B =0,527 кг/с, давление перегретого пара p _п.п=1,3 МПа, температура перегретого пара t _п.п=250ºС, температура питательной воды t _п.в=100ºС и величина непрерывной продувки Р =4%.

Ответ: =38834 кДж/кг, q ₁=90%.

Задача 2.9. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D =4,2 кг/с сжигается природный газ Дашавского месторождения с низшей теплотой сгорания =35700 кДж/м³. Определить в кДж/м³ и процентах тепло, полезно использованное в котлоагрегате, если натуральный расход топлива B =0,32 м³/с, теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 м³ топлива, V ^o=9,5 м³, давление перегретого пара p _п.п=4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=400ºС, температура питательной воды t _п.в=130ºС, температура воздуха в котельной t _в=30ºС, температура поступающего в топку воздуха t _в=230ºС и коэффициент избытка воздуха в топке α_т=1,1.

Ответ: Q =35568 кДж/м³; q ₁=92,4%.

Задача 2.10. Определить площадь колосниковой решетки, которую требуется установить под вертикально-водотрубным котлом паропроизводительностью D =6,1 кг/с, работающем на подмосковном буром угле состава: C^p=29,1%; H^p=2,2%; S_л^р=2,9%; N^p=0,6%; O^p=8,7%; A^p=23,5%; W^p=33%, если температура топлива при входе в топку t _Т=20°С, давление перегретого пара p _п.п=4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=420°С, температура питательной воды t _п.в=180°С, к.п.д. брутто котлоагрегата =87%, величина непрерывной продувки P=4% и тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q/R =1170 кВт/м².

Ответ: R =15 м².

Задача 2.11. Определить объем топочного пространства, предназначенного для вертикально-водотрубного котла паропроизводительностью D =13,8 кг/с, при работе на малосернистом мазуте состава: C^p=85,3%; H^p=10,2%; S_л^р=0,5%; N^p=0,3%; O^p=0,4%; A^p=0,3%; W^p=3%, если температура подогрева мазута t _т=90°С, давление перегретого пара p _п.п=1,4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=250°С, температура питательной воды t _п.в=100°С, к.п.д. брутто котлоагрегата =88%, величина непрерывной продувки P=3%, и тепловое напряжение топочного объема Q/V _т=490 кВт/м³.

Ответ: V _т=80,4 м³.

Задача 2.12. Определить площадь колосниковой решетки, объем топочного пространства и к.п.д. топки котельного агрегата паропроизводительностью D =5,45 кг/с, если давление перегретого пара p _п.п=1,4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=280°С, температура питательной воды t _п.в=100°С, к.п.д. брутто котлоагрегата =86%, величина непрерывной продувки P=3%, тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q/R =1015 кВт/м², тепловое напряжение топочного объема Q/V _т=350 кВт/м³, потери тепла от химической неполноты сгорания q ₃=0,5% и потери тепла от механической неполноты сгорания q ₄=5,5%. Котельный агрегат работает на кузнецком каменном угле с низшей теплотой сгорания горючей массы =34 440 кДж/кг, содержание в топливе золы A^p=17,4% и влаги W^p=6%.

Ответ: R=16 м², V_T=46,5 м³, η_Т=94%

Задача 2.13. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D =7,05 кг/с сжигается природный газ состава: CO₂=0,1%; CH₄=97,9%; C₂H₆=0,5%; C₃H₈=0,2%; C₄H₁₀=0,1%; N₂=1,2%. Определить объем топочного пространства и коэффициент полезного действия топки, если давление перегретого пара p _п.п=1,4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=290°С, температура питательной воды t _п.в=100°С, к.п.д. брутто котлоагрегата =91,2%, величина непрерывной продувки Р=4%, тепловое напряжение топочного объема Q/V _T=310 кВт/м³, потери тепла от химической неполноты сгорания q ₃=1,2% и от механической неполноты сгорания q ₄=1%.

Ответ: V _т=64,8 м³; η_т=97,8%.

Задача 2.14. Определить площадь колосниковой решетки и к.п.д. топки котельного агрегата паропроизводительностью D =5,9 кг/с, если давление перегретого пара p _п.п=1,4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=250°С, температура питательной воды t _п.в=120°С, к.п.д. брутто котлоагрегата =86,5%, тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q/R =1260 кВт/м², потери тепла от химической неполноты сгорания Q ₃=107,5 кДж/кг и потери тепла от механической неполноты сгорания Q ₄=1290 кДж/кг. Котельный агрегат работает на кизеловском угле марки Г с низшей теплотой сгорания горючей массы =31 620 кДж/кг, содержание в топливе золы A^p=26,6% и влаги W^p=5%.

Ответ: R =13,2 м²; η_т=93,5%.

Задача 2.15. Определить тепловое напряжение топочного объема камерной топки котельного агрегата паропроизводительностью D =2,5 кг/с, если давление перегретого пара p _п.п=1,4 МПа, температура перегретого пара t _п.п=250°С, температура питательной воды t _п.в=100°С, к.п.д. брутто котлоагрегата =90%, величина непрерывной продувки P =4% и объем топочного пространства V _т=24 м³. Котельный агрегат работает на малосернистом мазуте с низшей теплотой сгорания горючей массы =40408 кДж/кг, содержание в топливе золы A^p=0,3% и W^p=3%. Температура подогрева мазута t _т=90°С.

Ответ: Q/V _т=292,5 кВт/м³.

Задача 2.16. В топке водогрейного котельного агрегата сжигается бурый уголь с низшей теплотой сгорания =15000 кДж/кг. Определить тепловое напряжение площади колосниковой решетки, если к.п.д. брутто котлоагрегата =85%, расход воды G _в=65 кг/с, температура воды, поступающей в котел, t ₁=70°С и температура воды, выходящей из него, t ₂=150°С и площадь колосниковой решетки R =15 м².

Ответ: Q/R =1710 кВт/м².

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов