Материал: котёл гм-50-14

ϑ,

кДж/м³

, кДж/м³

Топка, фестон

ПП

ВЭК

ВЗП

I

ΔI

I

ΔI

I

ΔI

I

ΔI

100

1932

1653

2014,7

2055,7

2056,0

2097,6

2163,4

2206,4

2279,1

2323,5

200

3904

3327

4070,4

4272,3

4153,5

4358,0

5668,6

4580,6

5943,4

4820,5

400

8005

6753

8342,7

4501,4

8511,5

4591,1

8950,4

4824,3

9423,1

5075,5

600

12327

10341

12844,1

4711,3

13102,6

4804,5

13774,7

5046,6

14498,6

5307,5

800

16852

14067

17555,4

4997,5

17907,0

5093,7

18821,4

5343,9

19806,1

5613,3

1000

21657

17916

22552,8

4945,9

23000,7

5044,4

24165,2

5300,3

25419,4

5576,0

1200

26406

21854

27498,7

5080,6

28045,1

5180,9

29465,6

5441,7

30995,3

5722,5

1400

31286

25866

32579,3

5245,7

33226,0

5347,6

34907,2

5612,4

36717,9

5897,5

1600

36328

29940

37825,0

5339,0

38573,5

5441,4

40519,6

5707,9

42615,4

5994,8

1800

41462

34039

43164,0

5386,1

44014,9

5490,1

46227,5

5760,5

48610,2

6051,8

2000

46640

38200

48550,0

5441,4

49505,0

5546,0

51988,0

5818,2

54662,0

6111,3

2200

51872

42387

53991,4

5490,6

55051,0

5595,8

57806,2

5869,5

60773,3

6164,3

2400

57152

46598

59481,9

2709,9

60646,9

2762,9

63675,7

2900,5

66937,6

3048,8

2500

59756

48716

62191,8

63409,7

66576,2

69986,4

Тепловой баланс котла

Рассчитываемая величина

Обо-значе-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Располагаемая теплота

кДж/м³

+ Q_тл + Q_в.вн

46980 + 0 + 0

46980

Низшая теплота сгорания

кДж/м³

задано

-

46980

Теплота вносимая воздухом

Qв.вн

кДж/м³

Подогрева нет

-

0

Энтальпия теоретически необходимого горячего воздуха

кДж/м³

·

12,53·1,013·140

1777

Теплоёмкость горячего воздуха

кДж/кг·К

-

1,013

Температура горячего воздуха

°С

Задаёмся

-

140

Температура холодного воздуха

t_х.в

°С

Подогрева вне топки нет

-

30

Энтальпия холодного воздуха

кДж/м³

·

12,53·1,005·30

377,78

Температура уходящих газов

J _ух

°С

Задаемся

-

140

Энтальпия уходящих газов

I_ух

кДж/м³

(1,48·245,6 + 10,07·182,4 + 2,28·212,6) + (1,23 -1)·377,78

2771,87

Потеря теплоты с уходящими газами

q₂

%

(I_ух- _ух·I⁰_х.в)(100-q₄)/

(2684,98-1,23·375,9)·(100-0)/46980

4,731

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания

q₃

%

По таблице

-

0,5

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания

q₄

%

По таблице

-

0

Потеря теплоты от наружного охлаждения

q₅

%

По номограмме

-

0,6

КПД брутто парового котла

%

100-(q₂+q₃+q₄+q₅)

100-(4,731+0,5+0+0,6)

94

Полезная мощность котла

Qпк

кВт

D(i_п.п-i_п.в)+G_пр(i_кип-i_п.в)

11,1·(3284-610,6)+0,333·(1087,5-610,6)

29834

Паропроизводительность котла

D

кг/с

Задано

-

11,1

Расход продувочной воды

G_пр

кг/с

0,03·D

0,03·11,1

0,333

Давление перегретого пара

Р_пп

МПа

Задано

-

4,0

Температура перегретого пара

t_пп

°С

Задано

-

430

Энтальпия перегретого пара

i_пп

кДж/м³

Справочник

-

3284

Давление питательной воды

Р_п.в

МПа

Р_пп + 0,4

4,0 + 0,4

4,4

Температура питательной воды

t_п.в

°С

Задано

-

145

Энтальпия питательной воды

i_п.в

кДж/м³

Справочник

-

610,6

Давление в барабане

Р_б

МПа

Р_пп + 0,2

4,0 + 0,2

4,2

Энтальпия продувочной воды

i_кип

кДж/м³

Табл. 3, [4]

-

1087,5

Расход топлива

В

м³/с

Q_пк/( ∙ )

29834/(46980·0,94)

0,676

Расчетный расход топлива

В_р

м³/с

В_р = В

-

0,676

Коэффициент сохранения теплоты

φ

-

1-q₅/( +q₅)

1-0,6/(94+0,6)

0,994

Расчёт топочной камеры

Рассчитываемая величина

Обо-значе-ние

Размер-ность

Формула или обоснование

Расчет

Значение

Объём топочной камеры

V_т

м³

По чертежу

-

133

Поверхность стен топки

F_ст

м²

По чертежу

-

101

Диаметр экранных труб

D

мм

По чертежу

-

60

Относительный шаг экранных труб

S/d

-

По чертежу

70/60

1,17

Температура продуктов сгорания на выходе из топочной камеры

ϑ"_т

C

Задаёмся

-

1340

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топочной камеры

I"_т

кДж/м³

-

31055

Полезное тепловыделение в топке

Q_т

кДж/м³

· +

46980 + 1795,9

48541

Теплота воздуха

Q_в

кДж/м³

(_т-∆_т)· + ∆_т·

(1,05-0,05)·1777 + 0,05·377,78

1795,9

Коэффициент избытка воздуха в топке

_т

-

Табл. 1

-

1,1

Присосы воздуха в топку

∆_т

-

Табл. 1

-

0,1

Энтальпия холодного воздуха

кДж/м³

Рассчитана ранее

-

377,78

Энтальпия теоретически необходимого горячего воздуха

кДж/м³

Рассчитана ранее

-

1777

Температура горячего воздуха

°C

Задаёмся

-

140

Коэффициент тепловой эффективности

Ψ

-

х∙ξ

0,99·0,65

0,64

Угловой коэффициент

х

-

По номограмме

-

0,99

Коэффициент загрязнения экранов

ξ

-

Табл. 6-3 (для газаообразного топлива)

-

0,65

Эффективная толщина излучающего слоя

s

м

3,6 ·

3,6 ·

4,74

Коэффициент ослабления лучей

k

1/ м∙МПа

k_r · r_п + k_c

0,8 · 0,22 + 1,83

2

Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами

k_г

1/ м∙МПа

k_г= ·

0,8

Объёмная доля водяных паров

-

Табл. 1

-

0,153

Произведение

r_п ·р ·s

м∙МПа

r_п ·р ·s

0,22·0,1·4,74

0,104

Суммарная объёмная доля

r_п

-

Табл. 1

-

0,22

Давление в топочной камере

р

МПа

Котёл с уравновешенной тягой

-

0,1

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами

к_с

1/ м∙МПа

1,83

Соотношение cодержаний углерода и водорода в рабочей массе топлива

 -

0,12·∑ C_mH_n

0,12·(0,25·42,7+1/3·19,6+3/8·12,6+0,4·5,1+5/12·1,3)

2,94

Степень черноты факела

а_ф

-

m·a_св + (1-m)·a_г

0,1·0,613+(1-0,1)·0,08

0,133

Доля топочного объёма, заполненной светящейся частью факела

m

-

Нормативный метод

0,1

Степень черноты светящейся части факела

a_св

-

1-exp[-k·p·s]

1-exp[-2·0,1·4,74]

0,613

Степень черноты несветящимися трёхатомными газами

a_г

-

1-exp[-k_г ·r_п ·p ·s]

1-exp[-0,8·0,22·0,1·4,74]

0,08

Степень черноты топки

а_т

-

а_ф/(а_ф+(1-а_ф)ψ)

0,133/(0,133+(1-0,133)·0,64)

0,193

Коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топки

М

-

М₀·(1-0,4Х_г)

0,36·(1-0,4) 

0,216

Относительная высота расположения горелок

х_r

-

h_г/Н_т

3600/9000

0,4

Высота расположения горелок

h_г

мм

По чертежу

-

3600

Высота топки

Н_т

мм

По чертежу

-

9000

Критерий Бугера

Bu

мМПа

k·p·s

2·0,1·4,74

0,95

Эффективное значение критерия Бугера

мМПа

0,959

Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания

Vc_ср

кДж м³∙К

(Q_т-I"_т)/(ϑ_а-ϑ"_т)

26,45

Критерий Больцмана

Bo

0,413

Адиабатическая температура горения

К

Табл. 2, по Q_т

Интерполируем по табл. 2 и + 273 в переводе в К

2273

Действительная температура на выходе из топки

ϑ"_т

С

1395

Действительная энтальпия продуктов сгорания на выходе из топочной камеры

I"_т

кДж/м³

Таблица 2

-

32452

Удельное тепловосприятие топки

Q_л

кДж/м³

φ(Q_т-I"_т)

0,994·(48541-32452)

15992,47

Среднее удельное тепловое напряжение поверхности нагрева

q_л

кВт/м²

108,12

Удельная нагрузка топочного объёма

q_v

кВт/м³

239