Тепловой  расчет котлоагрегатов.

1. Исходные  данные

 

Состав  и теплота сгорания природного газа

Месторождение Бугурусланское

 

Состав  и теплота сгорания мазута

Мазут марки  М100, сернистый

2. Пересчет  состава и теплоты  сгорания топлива

     Во  время добычи, при транспортировке  и хранении топлива ( в частности  мазута) изменяются его теплофизические  свойства и состав. Изменение элементарного  состава в основном касаются содержания золы А^р и влаги W^p. Эти изменения необходимо учитывать петем пересчета состава топлива с нормативных значений (приведенных в литературе для данного месторождения и марки) на фактические (из задания).

      Для удобства чтения пересчет состава топлива выполняется в виде таблицы. 

Коэффициент пересчета:

     Пересчет  состава не производится только для  газообразного топлива (природного газа), тка как он практически  остается неизменным на всем пути его  транспортировки  по газопроводу. 

Вычисление низшей теплоты сгорания топлива: 

     Теплота сгорания жидких топлив и жидких горючих  отходов производства определяется по формуле:

 Q^P_H=339 C^P+1025 H^P-108,5 (O^P-S^P_г)-25 W^P =

= 339 82,07+1025 10,97-108,5 (0,49-1,37)-25 5,00=39036 кДж/кг 

     Теплота сгорания газообразных топлив определяется по формуле:

 Q^P_H=30,2 CO+25,8 H₂+85,5 CH₄+152 C₂H₆+218 C₃H₈+288 C₄H₁₀+349 C₅H₁₂+

   +141 C₂H₄+205 C₃H₆+271 C₄H₈+337 C₅H₁₀+335 C₆H₆+56 H₂S =

=85,5 81,7+152 5,0+ +218 2,0+288 1,2+349 0,6+56 0,6=8770 ккал/нм³

3. Выбор типа и числа котлоагрегатов

     Основой для расчетов и выбора основного и вспомогательного оборудования является максимально-зимний режим. Он определяется суммой часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, а также расчетным расходом тепла на технологические нужды. При определении производительности котельной должны учитываться расходы на собственные нужды котельной и птери тепла в тепловых сетях.

     Согласно  СНиП II-35-76 количество и единую мощность котлоагрегатов следует выбирать по расчетной производительности котельной, проверяя ражим работы котлоагрегатов для теплого периода.

     Количество  котлов должно быть:

     Паровых  от 2 до 4

            Водогрейных от 2 до 6

      По  возможности необходимо стремится  к установке минимального количества однотипных котлоагрегатов. В то же время их число должно быть таким, чтобы в летний период можно было один из котлов остановить для профилактического или капитального ремонтов. Остальные котлы должны обеспечивать заданную тепловую нагрузку. 
 

 

Согласно условиям выбора типа и числа котлоагрегатов подобрано 3 котла ДЕ-16-14ГМ. Вариант 2 котлов ДЕ-25-14ГМ не подходит в связи с тем, что в летний режим котел будет работать на недопустимой загрузке в 60%. Режим работы котла должен составлять от 80 до 110% от номинальной мощности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Расчет теоретического  объема дутьевого  воздуха и продуктов  сгорания при коэффициенте избытка воздуха α=1

      Теоретические количества воздуха и продуктов  сгорания определяются по стехеометрическим  реакциям горения топлива. Преобразованные  результирующие уравнения приводятся ниже

      Теоретическое количество воздуха (при коэффициенте избытка воздуха α=1), необходимое для полного сгорания единицы топлива:

• Для твердого и жидкого топлива:

V_в^о=0,0889 (С^р + 0,375 S^p) + 0.265 H^p - 0.0333 O^p=0.0889 (82.07 +

+ 0.375 1.37) +0.265 10.97 – 0.0333 (0.49/2) = 10.24 нм³/кг

• Для газообразного топлива:

V_в^о=0.0476( 0.5 H₂ + 0.5 CO +1.5 H₂S + Σ (m+n/4)C_mH_n – O₂) =

= 0.0476 (1.5 0.6 + 2 81.7 + 3.5 5.0 + 5.0 2.0 + 6.5 1.2 + 8.0 0.6) = 9.73 нм³/нм³

      Теоретическое количество продуктов сгорания при  α=1:

• Для твердого и жидкого топлива:

V_N2^o=0.79 V_в^о + 0.008 N^p =0,79 10,24 + 0,008 0,49 = 8,09 нм³/кг

V_RO2^o=0.0187 (C^p + 0.375 S^p) = 0,0187 (82,07 + 0,375 1,37) = 1,54 нм³/кг

V_H2O^o=0.111 H^p + 0.0124 W^p+0.0161 V_в^о = 0,111 10,97 + 0,0124 5 +

+ 0,0161 10,24 = 1,44 нм³/кг

V_r^o= V_N2^o + V_RO2^o + V_H2O^o = 8,09 + 1,54 + 1,44 = 11,07 нм³/кг

• Для газообразного топлива:

   V_N2^o=0.79 V_в^о +  0.01 N₂ = 0,79 9,73 + 0.01 8,5 = 7,77 нм³/нм³

            V_RO2^o=0.01 (CO₂ + CO +H₂S+ Σm C_mH_n) = 0,01 (0,4 + 0.6 + 1 81,7 + 2 5 + 3 2 +

     + 4 1,2 + 5 0,6) = 1,07 нм³/нм³

            V_H2O^o=0.01 (H₂ +H₂S+ Σn/2 C_mH_n + 0.124 d_г.тл.) + 0.0161 V_в^о = 0,01 (0.6 +

     + 2 81,7 + 3 5 + 4 2 + 5 1,2 +6 0,6 + 0,124 10) + 0.0161 9.73 = 2.14 нм³/нм³

V_r^o= V_N2^o + V_RO2^o + V_H2O^o = 7.77 + 1.07 + 2.14 = 10,98 нм³/нм³

            где N₂, H₂, CO, CH₄……C_mH_n – составляющие газообразного топлива, % об.;

            m – число атомов углерода в углеводородном газе;

            n – число атомов водорода;

            d_г.тл. – влагосодержание сухого газообразного топлива, принимается 10 г/м³. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Тепловой расчет  котлоагрегата

5.1 Коэффициент избытка воздуха, объемы, энтальпии продуктов сгорания по газоходам

      Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки  принимается равным 1.10. Коэффициенты избытка воздуха в других участках газового тракта получаются путем прибавления  к α_T присосов воздуха ∆α.

      Для выполнения теплового расчета газовый тракт котлоагрегата делится на ряд самостоятельных участков, в зависимости от типа котлоагрегата.

Средние характеристики продуктов  сгорания в газоходах  расчетных поверхностей нагрева