Решение задачи №16: Определение состава рабочей массы топлива

Ниже представлено решение задачи №16, оформленное для переписывания в тетрадь. Задача №16 1. Определение состава рабочей массы топлива Пересчет состава с горючей массы на рабочую производится через коэффициент \( K = \frac{100 - A^p - W^p}{100} \). Сначала найдем зольность на рабочую массу \( A^p \) через зольность на сухую \( A^c \): \[ A^p = A^c \cdot \frac{100 - W^p}{100} = 28,5 \cdot \frac{100 - 11}{100} = 25,365 \% \] Коэффициент перехода: \[ K = \frac{100 - 25,365 - 11}{100} = 0,63635 \] Состав рабочей массы: \[ C^p = C^г \cdot K = 75 \cdot 0,63635 = 47,73 \% \] \[ H^p = H^г \cdot K = 5 \cdot 0,63635 = 3,18 \% \] \[ S^p = S^г \cdot K = 4,1 \cdot 0,63635 = 2,61 \% \] \[ N^p = N^г \cdot K = 2 \cdot 0,63635 = 1,27 \% \] \[ O^p = O^г \cdot K = 13,9 \cdot 0,63635 = 8,85 \% \] 2. Определение теплоты сгорания топлива Низшая теплота сгорания рабочей массы по формуле Менделеева: \[ Q_н^p = 339 C^p + 1030 H^p - 109 (O^p - S^p) - 25 W^p \] \[ Q_н^p = 339 \cdot 47,73 + 1030 \cdot 3,18 - 109 \cdot (8,85 - 2,61) - 25 \cdot 11 = 18402 \text{ кДж/кг} \] Высшая теплота сгорания: \[ Q_в^p = Q_н^p + 25 \cdot (9 H^p + W^p) = 18402 + 25 \cdot (9 \cdot 3,18 + 11) = 19392 \text{ кДж/кг} \] 3. Расход условного топлива \[ B_{усл} = B \cdot \frac{Q_н^p}{29300} = 3,8 \cdot \frac{18402}{29300} = 2,387 \text{ кг/с} \] 4. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания Теоретически необходимый объем воздуха: \[ V^0 = 0,0889 C^p + 0,265 H^p + 0,0333 (S^p - O^p) \] \[ V^0 = 0,0889 \cdot 47,73 + 0,265 \cdot 3,18 + 0,0333 \cdot (2,61 - 8,85) = 4,88 \text{ м}^3/\text{кг} \] Действительный расход воздуха в топку: \[ V_{возд} = \alpha_т \cdot V^0 \cdot B = 1,23 \cdot 4,88 \cdot 3,8 = 22,81 \text{ м}^3/\text{с} \] Объем продуктов сгорания при \(\alpha_{ух} = 1,4\): \[ V_{г} = V_{RO2} + V_{N2}^0 + V_{H2O}^0 + (\alpha_{ух} - 1) V^0 \] Приближенно для твердого топлива: \[ V_{г} \approx V^0 + 1,0161 \cdot (\alpha_{ух} - 1) V^0 \approx 4,88 \cdot (1 + 1,0161 \cdot 0,4) = 6,86 \text{ м}^3/\text{кг} \] 5. КПД котлоагрегата и тепловой баланс Потери тепла: 1. С уходящими газами (\(q_2\)): \[ q_2 = \frac{(V_г \cdot C_{рух} \cdot T_{ух} - \alpha_{ух} \cdot V^0 \cdot C_{возд} \cdot T_{хол})}{Q_н^p} \cdot 100 \] \[ q_2 = \frac{(6,86 \cdot 1,415 \cdot 200 - 1,4 \cdot 4,88 \cdot 1,297 \cdot 30)}{18402} \cdot 100 \approx 9,1 \% \] 2. От химического недожога (\(q_3\)): по содержанию CO (\(0,18\%\)) принимаем \(q_3 \approx 1,5\%\). 3. От механического недожога (\(q_4\)): по содержанию горючих в шлаке и уносе \(q_4 \approx 4\%\). 4. От наружного охлаждения (\(q_5\)): для такой мощности принимаем \(q_5 \approx 1,5\%\). 5. С физическим теплом шлака (\(q_6\)): \(q_6 \approx 0,5\%\). КПД брутто: \[ \eta = 100 - (q_2 + q_3 + q_4 + q_5 + q_6) = 100 - (9,1 + 1,5 + 4 + 1,5 + 0,5) = 83,4 \% \] Тепловой баланс: \[ Q_р^p = Q_{полез} + Q_{пот} \] Где \(Q_{полез} = \eta \cdot Q_н^p / 100 = 0,834 \cdot 18402 = 15347 \text{ кДж/кг} \).