Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

2.4 Построение диаграммы i-t для топлива (графика зависимости энтальпии дымовых газов от температуры)

2. 4 Построение диаграммы i-t для топлива (графика зависимости энтальпии дымовых газов от температуры)

Таблица 1-Определение энтальпии дымовых газов

Энтальпия продуктов сгорания рассчитывается по выражению (17. 1) в интервале температур 0—2200 ^оС с шагом t, равным100—200^оС. Величины средних объемных изобарных теплоемкостей газов, составляющих продукты сгорания, кДж/(м3°С), для различных температур указаны в табл. 2.

Исходные данные:

—объем трехатомных газов V_RO2, м3/кг;

—объем азота V_N2, м3/кг;

—объем свободного кислорода V_O2, м3/кг;

—объем водяного пара V_H2O, м3/кг.

Расчет энтальпии газов и построение диаграммы удобно производить в форме табл. 3. Здесь показан один из примеров ее заполнения.

В первой колонке табл. 3 указано текущее значение температуры продуктов сгорания,

в последующих — величины произведений объемов газов, составляющих продукты сгорания, на их теплоемкости и текущую температуру.

В шестой колонке приведена их сумма, представляющая собой искомую энтальпию.

Седьмая колонка таблицы содержит значение энтальпии в масштабе и введена с целью упрощения построения диаграммы.

Масштаб диаграммы m принимается равным 250 кДж/(кг мм).

				Таблица 2
t, °C	CRO2	CN2	CR2	CH2O
	1, 600	1, 294	1, 306	1, 494
	1, 700	1, 295	1, 318	1, 505
	1, 787	1, 299	1, 335	1, 522
	1, 862	1, 306	1, 356	1, 542
	1, 930	1, 316	1, 378	1, 566
	1, 988	1, 327	1, 398	1, 589
	2, 040	1, 340	1, 417	1, 614
	2, 131	1, 367	1, 450	1, 668
1 000	2, 203	1, 391	1, 478	1, 722
1 200	2, 263	1, 414	1, 500	1, 766
1 400	2, 313	1, 434	1, 520	1, 828
1 600	2, 355	1, 452	1, 540	1, 876
1 800	2, 391	1, 468	1, 554	1, 921
2 000	2, 422	1, 482	1, 569	1, 962
2 200	2, 448	1, 495	1, 583	2, 000

Диаграмма строится на миллиметровой бумаге.

						Таблица 3
t,	V_RO2С_RO2t,	V_N2C_N2t,	V_R₂C_R₂t,	V_H2OC_H2Ot,	I,
°C	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг	мм

	255, 34	1257, 3	44, 62	243, 4		7, 2
	538, 35	2552, 5	90, 07	490, 4		14, 7
	848, 86	3840, 6	136, 87	739, 9		22, 3
…	…	…	…	…	…	…
2 200	8527, 59	32414, 1	1190, 00	7168, 9		197, 0

По данным таблицы 1 строим диаграмму i – t, выражающую зависимость энтальпии газов от их температуры. По оси абсцисс откладываем значения температур (через каждые 100 ), а по оси ординат – энтальпию, соответствующую выбранным значениям температур. По точкам пересечения проводим кривую, которая называется диаграммой i – t.

Пример:

α =1. 15

Рисунок 2 - Диаграмма i-tдля мазута М20

2. 5 Расчет предварительного теплого баланса

Наиболее полное представление об экономических показателях работы судового котла дает тепловой баланс, который показывает, сколько теплоты поступает в котел, какая часть ее используется полезно (на производство пара), а какая теряется.

Тепловой баланс - это приложение закона сохранения энергии к анализу рабочего процесса котла. При анализе рабочего процесса котла на стационарном (или установившемся) режиме его работы тепловой баланс составляется на основании результатов теплотехнических испытаний.

2. 5. 1 Низшая теплота сгорания топлива, ,

Теплота́ сгора́ ния — количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания. В системе СИ: Дж/кг.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания.

Под высшей теплотой сгорания понимают то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании вещества, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов сгорания.

На практике не удается охладить продукты сгорания до полной конденсации, и потому введено понятие низшей теплоты сгорания , которую получают, вычитая из высшей теплоты сгорания теплоту парообразования водяных паров как содержащихся в веществе, так и образовавшихся при его сжигании.

Уравнение связи между высшей и низшей теплотами сгорания твердого и жидкого топлива:

Q_н^р=Q_в^р– 25^.(9^.Н^р+W^р),

где Q_н^р- низшая теплота сгорания, кДж/кг;

Q_в^р – высшая теплота сгорания, кДж/кг;

25 – теплота парообразования при температуре 0°С и атмосферном давлении, кДж/кг;

9 – коэффициент, показывающий, что при сгорании 1 кг водорода в соединении с кислородом образуется 9 кг воды.

Если известен элементарный состав топлива, то низшая теплота сгорания твердого и жидкого топлива, кДж/кг или ккал/кг, может быть определена по эмпирической формуле, предложенной Д. И. Менделеевым:

, (21)

2. 5. 2 Потери теплоты, %

Теплота, выделившаяся в результате горения топлива в топке, полностью использована быть не может. Часть теплоты теряется, тем самым снижается основная характеристика котла — экономичность его работы. Главной задачей при проектировании и эксплуатации котла является повышение его эффективности посредством снижения потерь теплоты. Различают следующие тепловые потери, отнесенные к 1 кг сжигаемого топлива и выраженные в процентах:

Тепловые потери:

1. с уходящими газами,

Способы снижения:

1. Установкой экономайзеров и воздухоподогревателей и

применением совершенных топочных устройств, обеспечивающих

горение при малом коэффициенте избытка воздуха.

2. Регулярная очистка поверхностей нагрева от сажи и накипи

ухудшает теплообмен между газами и нагреваемой средой, в

результате чего значительная часть теплоты газов уносится в атмосферу.

С уходящими газами,

, (22)

2. от химической неполноты горения ,

Потеря определяется содержанием в уходящих газах продуктов неполного сгорания топлива (СО, водород Н2, метан СН4). Химический состав уходящих газов определяют с помощью газоанализаторов. Причины неполного сгорания:

1) недостаток или подаваемого воздуха;

2) некачественный распыл топлива

От химической неполноты сгорания % - выбираем [1],

3. от механической неполноты горения

У котлов, работающих на жидком топливе, при их правильной технической эксплуатации потери q₄ практически нет и ее не учитывают ( = 0). При сжигании жидкого топлива потеря может возникнуть лишь при плохом распыливании мазута, больших отклонениях коэффициента избытка воздуха от оптимального значения, неправильной эксплуатации котла, что проявляется в виде отложений сажи и коксообразования.

4. в окружающую среду.

Потеря зависит от размеров котла, компоновки воздушных трактов,

обшивки и качества изоляции.

Потеря составляет примерно для главных котлов - 0, 5—1%, для

вспомогательных - 2—2, 5% и выше.

Во внешнюю среду % - выбираем [1],