 |
|
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС
Министерство образования и науки Российской Федерации
Филиал федерального государственного бюджетного
Образовательного учреждения
Высшего образования
«Национальный исследовательский университет «МЭИ»
В г. Смоленске
Кафедрапромышленной теплоэнергетики
Направление 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника
профиль«Промышленная теплоэнергетика»
Расчетное задание
по курсу «Теплогенерирующие установки промышленных предприятий»
«Тепловой расчет парогенераторов, используемых на объектах промышленной теплоэнергетики.»
Преподаватель: Любова Т.С.
Студент группы ЭО-13
Удилов К.А.
Cмоленск, 2015
ЗАДАНИЕ
1. В соответствии с заданной маркой котла и заданным видом топлива
составить материальный, тепловой балансы парового котла.
2. Привести принципиальную схему котла с указанием всех его элементов.
Исходные данные
Котел Пп-2650-25-545/542 (котел с естественной циркуляцией, паропроизводительность 2650 т/ч, давление перегретого пара Р=25МПа, температура первичного пара 545 
, температура вторичного пара 542 
, газомазутный).
Температура питательной воды 
= 275 
.
Топливо 44 (табл.1)
Таблица 1
| Бассейн, месторождение | Марка топлива | Класс или продукт обогащения | Состав рабочей массы топлива, % | Низшая теплота сгорания, 
| Выход летучих на горючую массу, Vг, % | Температура плавления золы, 
| |||||||||
| Начало деформации t1 | Начало размягчения t2 | Начало жид.плавкого состояния t3 | |||||||||||||
| Wр | Aр | Sр | Ср | Нр | Nр | Ор | |||||||||
| Мазут | - | Малосернистый | 3.0 | 0.05 | 0.3 | 84.65 | 11.7 | 0.3 | 0.3 | 40.31 | - | - | - | - |
Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель:
Влажность воздуха:
Влажность пыли:
;
Величина продувки: Р = 2 %
Расчетные характеристики камерной топки (табл.2)
Таблица 2
Коэффициент избытка воздуха 
| 
|
Потери тепла  , %
| 0.5 |
Потери тепла  , %
| - |
Допустимое теплонапряжение топки  , 
| 
|
Состав рабочей массы требуется пересчитывать.
Коэффициент пересчета:
Пересчитаем рабочий состав топлива:
Новый рабочий состав топлива, % (табл.3)
Таблица 3
| Wр | Aр | Sр | Ср | Нр | Nр | Ор |
| 5.66 | 
| 
| 
| 
| 
|
|
Проверка: 5.66 + 
+ 
+ 
+ 
+ + 
= 100.03 %
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС
Материальный баланс основан на законе сохранения массы веществ, участвующих в процессе. Для горения топлива закон представляют в виде материального баланса горения, отнеся его к массе 1 кг твердого и жидкого или массе 1 м3 газообразного топлива.
Теоретический расход сухого воздуха, необходимый для сжигания топлива:
Практический расход воздуха:
Объем трехатомных газов:
Объем азота:
Объем кислорода:
Объем водяных паров:
Общий объем дымовых газов:
Плотности образующихся при горении веществ:
Продукты горения:
Результаты расчета процесса горения (табл.4)
Таблица 4
| ПРИХОД | 
| РАСХОД |
|
1. Топливо:
2. Воздух:
|
 0.0566
0.000485
0.00291
0.8210
0.1135
0.00291
0.00291
11.242
3.418
| 1. Продукты горения:
| 2.999 1.216 11.245 0.309 |
| ИТОГО: | 15.660 | 15.769 |
Погрешность: 
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС
Уравнение теплового баланса в общем виде:
Приходная часть теплового баланса:
–располагаемое количество теплоты, кДж/кг
–низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг
– физическая теплота топлива поступающего на горение, кДж/кг
– теплота количество теплоты внесенное подогретым воздухом кДж/кг
– теплота, внесенная паром на распыл мазута, кДж/кг
– теплота, идущая на разложение карбонатов в сланцах, кДж/кг
– теплота холодного воздуха, кДж/кг
1. Низшая теплота сгорания топлива, для состава с новой влажностью определяем по формуле Менделеева
2. Физическая теплота топлива
где 
– теплоемкость топлива, 
– температура топлива, 
∙ 
(для мазута температура берется от 90 
)
= 
3. Количество теплоты внесенное подогретым воздухом
∙ ( 
)
∙ ( 
0 ∙ ( 
4. Теплота, внесенная паром на распыл мазута
кДж/кг
5. Теплота, идущая на разложение карбонатов в сланцах
кДж/кг
6. Теплота холодного воздуха
где 
– удельная энтальпия воздуха, 
находим по таблице в зависимости от 
7. Приходная часть теплового баланса
Расходная часть теплового баланса
где 
– полезно используемое количество теплоты, кДж/кг
– потери тепла с уходящими газами, кДж/кг
– потери тепла от химического недожога топлива, кДж/кг
– потери тепла от механического недожога топлива, кДж/кг
– потери тепла в окружающую среду, кДж/кг
–потери тепла с физической теплотой шлака, кДж/кг
1. Полезно используемое количество теплоты
, где
– паропроизводительность котла, кг/с, D=736.1 кг/с
- энтальпия перегретого пара, кДж/кг, 
кДж/кг;
– энтальпия питательной воды, 
, 
кДж/кг (температура 275 
– энтальпия котловой воды, кДж/кг. Находится по давлению воды. 
кДж/кг (давление 25,5 МПа);
P – продувка, 
= 2 %.
- расход топлива.
;
2. Потери тепла с уходящими газами
где 
– избыток воздуха в уходящих газах, 
– энтальпия холодного воздуха, кДж/кг
– удельная энтальпия холодного воздуха, определяется при температуре 
– действительная энтальпия уходящих газов, кДж/кг
где 
– теоретическая удельная энтальпия воздуха при температуре уходящих газов, кДж/кг
–теоретическая энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг
–удельные энтальпии водяных паров, трехатомных газов, азота и воздуха.
Температура уходящих газов 
для малосернистых мазутов по таблице 4 из методических указаний (120-130 )
Удельные энтальпии водяных паров, трехатомных газов, азота и воздуха (табл.5)
Таблица 5
| Температура,
| 
| 
| 
| 
|
| 150.8 | 170.1 | 129.9 | 132.0 | |
| 304.6 | 357.8 | 260.2 | 267.3 |
Энтальпия уходящих газов:
Потери тепла с уходящими газами:
3. Потери тепла от химического недожога топлива
4. Потери тепла от механического недожога топлива
5. Потери тепла в окружающую среду
где 
– относительные потери тепла в окружающую среду, определяется по графику в зависимости от паропроизводительности котла 
, получаем 
.
6. Потери тепла с физической теплотой шлака
7. Для определения расхода топлива прировняем приходную часть теплового баланса и расходную часть
Выразив искомый расход топлива, получим:
Тогда полезно используемое количество теплоты:38227.068
8. КПД котла
Результаты расчета теплового баланса приведены в табл.6
Таблица 6
| ПРИХОД | 
| РАСХОД |
|
1. Низшая теплота сгорания топлива, 
2. Физическая теплота топлива, 
3. Теплота внесенная подогретым воздухом, 
4. Теплота, внесенная паром на распыл мазута, 
5. Теплота холодного воздуха, 
|
|
1. Полезно используемое количество теплоты, 
2. Потери теплоты с уходящими газами,
3. Потери теплоты от химического недожога топлива, 
4. Потери теплоты от механического недожога топлива, 
5. Потери теплоты в окружающую среду, 
6. Потери теплоты с физической теплотой шлака, 
|
|
ИТОГО 
| 
| ИТОГО 
| 40101.404 |
Погрешность:
