Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата. Эксергия топлива с достаточной для приближенных практических расчетов точностью может быть принята равной низшей теплоте сгорания топлива , . 3. 4. 2 Эксергия теплоты продуктов сгорания топлива, образующихся в топке котла а. с воздухоподогревателем , . где - температура окружающего воздуха, ; - калориметрическая температура горения, ; б. без воздухоподогревателя , . 3. 4. 3 Потери при адиабатном горении (без учета потери эксергии за счет теплообмена топки с окружающей средой) а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . или в % а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . 3. 4. 4 Определяем уменьшение эксергия продуктов сгорания за счет теплообмена в нагревательно – испарительной части котла. а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . 3. 4. 5 Приращение эксергии в процессе превращения воды в перегретый пар а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя . или в % а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . где - удельная энтропия перегретого пара и питательной воды, определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара 3. 4. 6 Потеря эксергии от теплообмена по водопаровому тракту а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . или в % а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . 3. 4. 7 Уменьшение эксергии продуктов сгорания за счет теплообмена в воздухоподогревателе , . 3. 4. 8 Увеличение эксергии воздуха в воздухоподогревателе , . 3. 4. 9 Потеря эксергии за счет теплообмена в воздухоподогревателе , . или в % , . 3. 4. 10 Составим эксергетический баланс котельного агрегата и определим эксергию уходящих газов а. с воздухоподогревателем , . Отсюда . б. без воздухоподогревателя , . Отсюда , . или в % а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . 3. 4. 11 Определим среднетермодинамическую температуру при теплоподводе , . 3. 4. 12 Эксергетический КПД котельного агрегата, оценим через среднетермодинамическую температуру при тепловоде а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . 3. 4. 13 Диаграмма потоков эксергии котельного агрегата 4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА – УТИЛИЗАТОРА 4. 1 Расход газов через котел – утилизатор , . где - объем газов; - часовой расход топлива без воздухоподогревателя; По расходу газов через котел – утилизатор выбираем по каталогу его тип. ; ; ; где - наружный диаметр дымогарных труб; - внутренний диаметр дымогарных труб; - число дымогарных труб; 4. 1. 2 Определяем среднюю температуру продуктов сгорания в котле – утилизаторе , . 4. 1. 3 Выписываем теплофизические свойства продуктов сгорания при ; ; ; 4. 1. 4 Вычисляем площадь поперечного (“живого”) сечения дымогарных труб , . 4. 1. 5 Определяем скорость газов в дымогарных трубах, где z-число котлов-утилизаторов. Условие выполняется, так как рекомендуемая скорость газов от до. По скорости газов в дымогарных трубах выбираем котел утилизатор.
В данном случае нам подходит котел - утилизатор КУ-16 в количестве трех штук. 4. 2 РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА КОТЛА – УТИЛИЗАТОРА 4. 2. 1 Коэффициент теплоотдачи газов к стенкам дымогарных труб. , . где и - поправочные коэффициенты; - при охлаждении; 4. 2. 2 Коэффициент теплопередачи от газов к воде через дымогарные трубы испарительной части котла – утилизатора , . где - коэффициент загрязнения поверхности нагрева; 4. 2. 3 Теплота, отданная газами в котле – утилизаторе , . 4. 2. 4 Выписываем из технической характеристики котла – утилизатора параметры получаемого пара (перегретого), питательной воды и давление в котле утилизаторе ; ; ; где - температура перегретого пара; - температура питательной воды; - давление в котле – утилизаторе; 4. 2. 5 Из таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара определяем параметры пара при и ; и питательной воды при и ; 4. 2. 6 Паропроизводительность котла – утилизатора при 5% потерях теплоты в окружающую среду а. в случае получения перегретого пара , . 4. 2. 7 Температура газов на входе в нагревательный участок определяется из теплового баланса последнего , Отсюда , . где - КПД котла – утилизатора, ; - теплоемкость воды, равная ; 4. 2. 8 Температура газов на выходе из участка перегрева определяется по уравнению теплового баланса участка (при получении перегретого пара) , Отсюда , . 4. 2. 9 Средний температурный напор а. нагревательного участка , . б. испарительного участка , . в. участка перегрева , . 4. 2. 10 Поверхность нагрева котла – утилизатора а. нагревательного участка , . б. испарительного участка , . где - теплота парообразования, определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения пара при ; в. участка перегрева , . 4. 2. 11 Общая поверхность нагрева котла – утилизатора , . 4. 2. 12 Длина труб , . где - число котлов – утилизаторов; 4. 3 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ КОТЛА – УТИЛИЗАТОРА 4.3.1 Уменьшение эксергии продуктов сгорания в котле – утилизаторе , . 4. 3. 2 Приращение эксергии пара, образующегося в котле – утилизаторе а. в случае получения перегретого пара , . 4. 3. 3 Потери эксергии в котле – утилизаторе , . 4. 3. 4 Эксергетический КПД котла – утилизатора , . 4. 4