CC BY
15
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНДУСТРИАЛЬНОГО Том 59, И. ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1941
ПРОЦЕСС ПАРОВОГО КОТЛА В I-t КООРДИНАТАХ
Г. И. Фикс
На основе 14 диаграммы представляется возможность построить тепло-шой процесс котла с газовой стороны в / -t координатах. Аналогично изображению процесса паровой турбины в i-s координатах этот прием упрощает и уточняет расчет.
Построение основано на следующих очевидных соотношениях.
Для всей конвекционной поверхности нагрева и произвольной ее части ^ эдмеем на килограмм топлива
Q — СсУг Тх - сг Vi Т2 — cB(V2 — Vi) (Т2 — t) — Q5
Q=V{ (ITl - /г2) - (V2 - V,) (¿T2 - it) - Qo. (1)
I Второй член правой части представляет собою тепло, затраченное на hrнагрев присоса воздуха от температуры присасываемого воздуха t. Вели-f ^ины / и i представляют4 собою теплосодержания (энтальпии) газов и аоздуха соответственно при той температуре, которая поставлена в виде ^индекса.
■ Простое преобразование этой зависимости приводит к соотношению
Q =■ ух 1г - v212 4- (V2 - F,) - Q5. (2)
мл и
р
| С другой стороны, тепловой баланс установки дает
1 05 = Я* + <э; + + <35* + + <?« + <?4. ■ . (3)
; где С£л и <3*— тепло, переданное радиацией и конвекцией,
0% и — тепло, потерянное на излучение топкой и конвекционной частью. Далее, очевидно
г\у =-* (4)
др
1 При наличии воздухоподогрева включает в себе тепло, переданное воздуху в воздухоподогревателе, но воздушного подогревателя должно ыть учтено в величине Объединяя (1) и (3) для всей котельной установки, получим
<25 = К (/Тш - 1Ту)-(7,-Ут) ((ту - к) + + Я? + + + <г4. (5)
| Пользуясь этим ур-нием проводим следующее построение. Отсчитав по \-J-t диаграммевеличины / по составу газов в топке и умножив эти величины на Ущ, наносим Ут1 в функцию от Т (черт. 1). Таким же путем (яаносим кривую Уу1.
ь _
| *) См. Фукс. Г. И. — К определению состава и теплосодержания дымовых газов при расчете котельной установки. Советское котлотурбостроение, № 7, 1937 г.
( 21
I
По известной формуле
отсчитываем С}2. Далее на ординате, соответствующей Ту, строится тепловой баланс установки согласно (5) (черт. 1).
Согласно чертежу при этом можно отсчитать <3*, и теоретическую температуру горения Тг. В дальнейшем остается только разбить конвекционное тепло по отдельным поверхностям нагрева.
Указанное построение является окончательным, если в установке отсутствует воздухоподогрев. При наличии последнего уменьшится доля
тепла, использованного на конвекционной поверхности нагрева котла, и | соответственно увеличится доля радиационного тепла. Соответственная ? перестройка баланса установки проведена на оси абсцисс (черт. 1), ■ •') • Подсчитав тепло, использованное в воздухоподогревателе: "i
ч i
Qe~amVо (it* — it), 1
прибавляем его к Q4 и отнимаем от Q& (черт, 1). Это дает возможность j отсчитать действительные величины
Q«> и т;.
После определения указанных величин переходим к нанесению процесса 1 котла. Для этого строим в тех же координатах кривые F/ —/(Г), прини- \ мая состав газов и объем в характерных точках с учетом присоса воздуха. ] На чертеже 2 нанесены кривые с учетом объема и состава газов в 3.характерных точках: перед ^пароперегревателем (кривая Л), за пароперегревателем (кривая В) и за второй поверхностью (кривая С).
Дальнейшую разбивку конвекционного тепла по отдельным поверхностям наносим, используя соотношение (2). Так для 1-й поверхности, исходя из-точки 1 на кривой VmI, откладываем вправо отрезок (V'n — Vm)it и дальще, влево—отрезок Q'5 для этой поверхности. Если известна, например, темпе*
ратура газов перед пароперегревателем Т'п% то графически просто определяется отрезок —тепло, использованное на 1-й конвекционной поверхности. Для пароперегревателя обычно при расчете можно из теплового баланса его определить — тепло, использованное в пароперегревателе на кг топлива. Тогда сразу отсчитывается температура газов за пароперегревателем Т'!пп и т. д.
Разумеется, при таком построении должно получиться
($+<1^ + 01 + .... :=(¥л
И . + .....=
Такое построение надо провести для всех котельных поверхностей (включая и водяной экономайзер, если он имеется в установке) до воздухо-Лодо гре вател я.
■л - --
В практическом расчете оба чертежа (1 и 2) совмещаются в один.
Достоинством предложенного метода надо считать:
1. Точность расчета теплоперепадов, не уступающую аналитическому способу расчета.
2. Наглядность и простоту.
3. Постоянный на всех этапах самоконтроль, так как выверка баланса происходит автоматически. Конечно, если для построения всех кривых надо будет аналитически подсчитывать величины У, то расчет станет очень хлопотлив. Это обстоятельство избегается использованием указанной диаграммы автора.
Для „нормальных" типов котлов весь расчет удобно комбинируется в следующую таблицу.
в
Таблица № 1.
Температуры
Ту | 300
400 600 800 | 900 1000 Т т | 1400 1600 2000
Топка
Н*0=
' т-
Перед пароперегревателем
ко2~ н2о=
г
Vя=
За пароперегревателем
К02- Н20-
За котлом I
ИОз- н2о-
За водяным экономайзером
V
За воздушным экономайзером
Ц02 = Н20 = Уу =
Воздух
