Оглавление:
Теплотехника
Теплотехника — это наука о преобразовании энергии в различных процессах, происходящих с макроскопическими телами, и о наиболее общих физических свойствах макроскопических систем.
| Если что-то непонятно — вы всегда можете написать мне в WhatsApp и я вам помогу! |
Макроскопические тела (системы) — это тела (системы), состоящие из очень большого количества микрочастиц (атомов или молекул). Однако поведение большого количества микрочастиц отличается от поведения каждой отдельной частицы.
Энергия является общим мерилом различных форм движения материи. В то же время, различные формы движения, присущие материальному телу (или системе тел), характеризуются различными видами энергии — механической, тепловой, электрической, химической, магнитной и т. д. — которые являются частью материального тела. При взаимодействии тел происходит как исчезновение той или иной формы энергии (формы движения), так и появление новых форм движения (форм энергии). Опыт показывает, что соотношение числа взаимно преобразованных типов энергии (форм движения, каждая из которых выражается в своих единицах) всегда остается неизменным. Именно этот факт привел к появлению понятия энергии как общей количественной меры движения материи.
Решение задач на тему: Состав топлива
Твердые и жидкие топлива состоят из горючих (углерода — С, водорода — Н, летучей серы — 
и негорючих (азота — N и кислорода — О) элементов и балласта (золы А , влаги — W).
Газообразные топлива состоят из горючих 
и негорючих 
газов и небольшого количества водяного пара 
.
Возможно эта страница вам будет полезна:
| Предмет теплотехника |
При изучении характеристик твердых и жидких топлив и их состава различают рабочую, горючую и сухую массу. Состав рабочей, горючей и сухой массы обозначается соответственно индексами «р», «г» и «с» и выражается следующими равенствами:
В формулах (1.1), (1.2), (1.3) содержание элементов дано в процентах на 1 кг топлива. Коэффициенты пересчета состава топлива из одной массы в другую приведены в табл. 1.1.
Для сланцев состава 
пересчет с рабочей массы на горючую осуществляется с помощью коэффициента
где 
— истинная зольность рабочей массы, % 
— влажность рабочей массы, %; 
— содержание углекислоты карбонатов, %.
Истинная зольность рабочей массы определяется по формуле
где 
— содержание серы в лабораторной золе в процентах к массе топлива; 
— содержание сульфатной серы в топливе, %.
Величина 12,5 ( — ) 
для ленинградских и эстонских сланцев может быть принята равной 2,0, для кашпирских — 4,1
Пересчет состава (%) рабочей массы топлива при изменении влажности производится по формулам
где 
— начальная влажность топлива, %, 
— конечная влажность топлива, %
Средний состав (%) смеси двух твердых или жидких топлив, заданных массовыми долями, — первого 
и второго 
, — определяется по уравнениям:
где массовая доля 
одного из топлив в смеси находится по формуле
Здесь 
и 
— массы топлив, входящих в смесь, кг.
Задача №1
Определить состав рабочей массы челябинского угля марки БЗ, если состав его горючей массы: 
71,1 %; 
= 5,3 %; 
; 
1,7 %; 
20,0 %; зольность сухой массы 
= 36 % и влажность рабочая 
= 18,0 %.
Решение: Пользуясь коэффициентами пересчета из табл. 1.1, определяем зольность рабочей массы топлива
и находим состав рабочей массы топлива:
Для проверки точности вычислений найдем сумму составляющих элементов рабочей массы топлива:
Решение задач на тему: Характеристики топлива
Теплота сгорания топлива. Теплотой сгорания топлива называют количество теплоты в кДж, выделяемой при полном сгорании 1 кг твердого (жидкого) или 1 
газообразного топлива.
Для твердого и жидкого топлива различают теплоту его рания высшую 
(кДж/кг) и низшую 
(кДж/кг).
Величины высшей и низшей теплоты сгорания рабочей, горючей и сухой массы твердого (жидкого) топлива связаны выражениями:
Тепловые расчеты котлов выполняют, пользуясь низшей теплотой сгорания рабочей массы топлива:
- низшая теплота сгорания (кДж/кг) рабочей массы твердого и жидкого топлива
где 
— содержание элементов в рабочей массе топлива, %; низшая теплота сгорания (
) газообразного топлива
где 
и т. д. — объемное содержание газов, входящих в состав газообразного топлива, %.
При пересчете низшей теплоты сгорания пользуются следующими формулами: с горючей массы на рабочую и обратно
с сухой массы на рабочую и обратно
для горючих сланцев — с горючей массы на рабочую и обратно
при изменении влажности
Для смеси двух твердых, жидких или газообразных топлив низшая теплота сгорания определяется по формуле
где 
, — массовая доля одного из топлив в смеси; 
— низшая теплота сгорания одного вида топлива в смеси, кДж/кг 
; 
— низшая теплота сгорания второго вида топлива, кДж/кг .
Для сравнения тепловой ценности различных видов топлива пользуются понятием условного топлива.
Условным топливом называют такое топливо, теплота сгорания которого равна 29 300 кДж/кг.
Пересчет расхода натурального топлива на условное осуществляется по формуле
где 
и 
— соответственно расход условного и натурального топлива, кг, кг/с; Э — тепловой эквивалент топлива, определяемый по формуле
Зольность, влажность и сернистость топлива. При рассмотрении условий работы котлов на различных видах топлива пользуются приведенными величинами зольности 
, влажности 
и сернистости 
топлива:приведенная зольность топлива, 
приведенная влажность топлива, (1.25)
приведенная сернистость топлива,
Задача №2
Определить низшую и высшую теплоту сгорания рабочей массы кузнецкого угля марки Д, если состав его горючей массы: 
. Зольность сухой массы 
и влажность рабочая 
Решение: Пользуясь коэффициентами пересчета из табл. 1.1, определяем зольность рабочей массы топлива
и состав рабочей массы:
Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (1 12):
Высшую теплоту сгорания — по формуле (1.9):
Задача №3
Определить низшую и высшую теплоту сгорания горючей массы высокосернистого мазута, если известны следующие величины: 
= 38 772 кДж/кг; 
10,4 %; 
0.1 %; 
= 3,0 %.
Решение: Содержание водорода в горючей массе определяем, пользуясь коэффициентом пересчета из табл.1.1:
Низшую теплоту сгорания горючей массы топлива находим по формуле (1.15):
Высшую теплоту сгорания — по формуле (1.10):
Решение задач на тему: Объем воздуха. Объем и масса продуктов сгорания
Объем воздуха, объем и масса продуктов сгорания определяются на 1 кг твердого, жидкого или на 1 сухого газообразного топлива при нормальных условиях.
Объем воздуха, необходимый для сгорания топлива. Теоретический (при коэффициенте избытка воздуха в топке 
= 1) объем сухого воздуха 
, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого или жидкого топлива, определяется по формуле
Теоретический объем воздуха 
, необходимый для полного сгорания 1 сухого газообразного топлива, определяется по формуле
В формуле (1.27) содержание элементов топлива выражается в процентах на 1 кг массы топлива, а в (1.28) содержание горючих газов 
и т. д. — в процентах по объему.
Для сгорания смеси двух твердых, жидких или газообразных топлив теоретический объем сухого воздуха определяется по формуле
где 
— массовая доля одного из топлив в смеси.
Действительный объем воздуха (
, поступивший в топку, определяется по формуле
где — коэффициент избытка воздуха в топке.
Состав и объем продуктов сгорания топлива. При полном сгорании топлива продукты сгорания содержат газы: 
и пары воды 
т. е.
Полный объем продуктов сгорания 
представляет собой сумму объемов сухих газов 
и водяных паров 
при этом
где 
—объем трехатомных газов, ; 
— объем двухатомных газов, .
Для твердых (кроме сланцев) и жидких топлив теоретические объемы продуктов полного сгорания при = 1 определяются по формулам:
объем двухатомных газов
объем трехатомных газов
объем сухих газов
объем водяных паров
полный объем продуктов сгорания
Для сланцев объем трехатомных газов определяется по формуле
где К — коэффициент разложения карбонатов: при слоевом сжигании К = 0,7, при камерном — 1,0.
Для газообразного топлива теоретические объемы продуктов сгорания при = 1 определяются по формулам:
объем двухатомных газов
объем трехатомных газов
объем сухих газов
объем водяных паров
где 
— влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 сухого газа, 
полный объем продуктов сгорания
Для твердых (кроме сланцев), жидких и газообразных топлив объемы продуктов полного сгорания () при > 1 определяются по формулам:
объем сухих газов
объем водяных паров
полный объем продуктов сгорания определяется по (1.31).
Для сланцев полный объем продуктов сгорания при () > 1:
Содержание (%) 
и 
в сухих газах при полном сгорании топлива определяется по формулам:
Максимальное содержание (%) трехатомных газов 
в сухих газах при полном сгорании топлива
где 
— характеристика топлива;
для твердого и жидкого
для газообразного
Содержание (%) азота 
и кислорода 
в сухих газах при полном сгорании топлива
Масса продуктов сгорания:
для твердого (кроме сланцев) и жидкого топлива (кг/кг)
для газообразного топлива 
где 
— плотность сухого газа, ; 
— содержание влаги в топливе, ;
для сланцев (кг/кг)
где 
— расчетное содержание золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов. %; К — коэффициент разложения карбонатов: при слоевом сжигании К = 0,7, при камерном — 1,0.
Расчетное содержание (%) золы в топливе с учетом неразложившихся карбонатов
Для твердых топлив концентрация золы в продуктах сгорания определяется по формуле
где 
— доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания.
Коэффициент избытка воздуха в топке. При полном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха в топке определяется по формуле
где 
и 
— содержание кислорода и азота в газах,%.
Возможно эта страница вам будет полезна:
| Методические указания по теплотехнике |
Задача №4
Определить объем продуктов полного сгорания на выходе из топки, а также теоретический и действительный объемы воздуха, необходимые для сгорания 1 природного газа Ставропольского месторождения состава: 
Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,2.
Решение: Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 топлива, определяем по формуле (1.28):
Действительный объем воздуха — по формуле (1.30):
Объем сухих газов при = 1,2 определяем по формуле (1.43):
Объем водяных паров при = 1,2 находим по формуле (1.44):
Объем продуктов полного сгорания — по формуле (1.31):
Задача №5
Определить на выходе из топки объем продуктов полного сгорания 1 кг карагандинского угля марки К состава: 
Коэффициент избытка воздуха в топке =1,3. Кстати готовые на продажу задачи тут, и там же теория из учебников может быть вам поможет она.
Решение: Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, определяем по формуле (1.27):
Объем сухих газов при = 1,3 находим по формуле (1.43):
Объем водяных паров при = 1,3 определяем по формуле (1.44):
Объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.31):
Примеры решения задач по всем темам теплотехники
Теплотехника — это наука, изучающая преобразование различных видов энергии друг в друга.
В настоящее время теплотехника разделена на три части:
- Общая термодинамика (физическая) — изучает преобразование энергии в твердые, жидкие и газообразные тела, излучение различных тел, магнитные и электрические явления, а также устанавливает математическую связь между термодинамическими значениями.
- Химическая термодинамика — исследования, основанные на законах общей термодинамики, химических, тепловых, физических и химических процессов, равновесия и влияния внешних факторов на равновесие.
- Техническая термодинамика — изучение закономерностей преобразования тепла в работу.
Энтальпия продуктов сгорания (
) I кг твердого, жидкого или 1 газообразного топлива определяется как сумма энтальпий продуктов сгорания 
при = 1, избыточного воздуха 
и золы 
(если 
т. е.
Энтальпия продуктов сгорания (
) при 
= I и температуре газов 
, °С определяется по формуле
где 
,
,
— теоретические объемы продуктов сгорания топлива, ; 
— энтальпия углекислоты, азота и водяных паров соответственно, .
Энтальпия воздуха () при = 1 и температуре , °С определяется но формуле
где 
теоретический объем воздуха, ; 
в энтальпия воздуха, . Энтальпия золы (кДж/кг).
где доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания; 
энтальпия золы, кДж/кг.
Значения энтальпий продуктов полного сгорания топлива, воздуха и золы приведены в табл. 1 (см. Приложение}.
—диаграмма для продуктов сгорания. -диаграмму строят следующим образом: задают несколько значений температуры горения топлива и вычисляют для них энтальпии продуктов сгорания. Затем, выбрав масштабы температур и энтальпий в прямоугольной системе координат.
Задача №1
Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при полном сгорании 1 кг карагандинского угля марки К состава: 
если известно, что температура газов на выходе из топки равна 
= 1000 
, доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания, = 0,85 и приведенная величина уноса золы сжигаемого топлива 
. Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,3.
Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем но формуле (1.27):
.
Объем трехатомных газов находим по формуле (1.33):
Теоретический объем азота определяем по формуле (1.32):
Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.35):
Энтальпию продуктов сгорания при = 1 и температуре газов 
=1000 °C определяем по формуле (1.61):
Значения 
и 
, при температуре газов 
взяты из табл. 1 (см. Приложение).
Энтальпию золы 1 кг угля при определяем по формуле (1.63):
Значение 
при температуре газов взято из табл. 1 (см. Приложение).
Энтальпию воздуха при =1 и температуре газов находим по формуле (1.62):
Значение 
при температуре газов взято из табл. 1 (см. Приложение).
Энтальпию продуктов полного сгорания 1 кг угля при определяем по формуле (1.60):
Задача №2
В топке котла сжигается 1 кг карагандинского угля марки К состава: . Построить диаграмму для продуктов сгорания в интервале температур горения топлива 600 … … 2000 °С. Коэффициент избытка воздуха в топке = 1,3.
Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):
Объем трехатомных газов находим по формуле (1.33):
Теоретический объем азота определяем по формуле (1.32):
Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.35):
Энтальпию продуктов сгорания 1 кг угля при = 600° С определяем по формуле (1.60):
Значения 
и 
при темпеатуре = 600 °С взяты из табл. 1 (см. Приложение) При = 1000 °С
Значения 
при температуре = 1000 °С взяты из табл. 1 (см. Приложение). При = 2000 °С
По найденным значениям энтальпий продуктов сгорании троим диаграмму (рис. 1.2).
Полезное тепловыделение в топке () при сгорании 1 кг твердого, жидкого или 1 газообразного топлива
где 
— располагаемая теплота топлива, кДж/кг; 
— теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом, кДж/кг; 
— теплота рециркулирующих газов, кДж/кг; 
теп-лота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, кДж/кг; 
— потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, % ;
— потерн теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %; 
— потерн теплоты с физической теплотой шлака, %.
Теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом:
где — коэффициент избытка воздуха в топке; 
— присос воздуха в топке; 
— присос воздуха в пылеприготовительной установке; 
— теоретически необходимый объем воздуха, ;
и 
— энтальпии горячего и холодного воздуха, кДж/кг.
Теплота рециркулнрующнх газов
где 
— объем рециркулирующих газов, ; 
— средняя объемная теплоемкость рециркулирующих газов, 
; 
— температура рециркулирующих газов в месте отбора, °С.
Теплота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, 
находится по формуле (2.7).
Коэффициент сохранения теплоты
где 
— потери теплоты в окружающую среду, %.
Теоретическая температура горения топлива в топке 
представляет собой температуру, до которой нагрелись бы продукты сгорания, если бы на их нагрев пошла вся теплота введенная в топку, за вычетом потерь теплоты химической неполноты сгорания топлива и физической теплоты шлака.
Зная полезное тепловыделение 
в топке, теоретическую температуру горения (°С) определяют по формуле
где 
— теоретические объемы продуктов сгорания топлива, ; 
— средние объемные теплоемкости углекислоты, азота, водяных паров и воздуха,
В формуле (2.35) неизвестны значения 
. Поэтому определяют с помощью -диаграммы для продуктов сгорания (см. рис. 1.1): находят температуру при которой энтальпия продуктов сгорания будет равна полезному тепловыделению 
.
Температура газов (°С) на выходе из топки
где 
— абсолютная теоретическая температура горения топлива в топке, К; М — расчетный коэффициент, зависящий от относительного местоположения максимума температуры в топке; при слоевом сжигании твердых топлив М = 0,3 … 0,5, при факельном сжигании жидких и газообразных топлив М — 0,05; 
— условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающнх поверхностей (для гладкотруб-ных экранов он принимается: 0,6 — при сжигании твердых топлив; 0,55 — при сжигании мазута; 0,65 — при сжигании газообразных топлив); 
— 0,2 … 0,9 — степень черноты топки, 
— лучевосприни-мающая поверхность нагрева, 
— коэффициент сохранения теплоты;
— расчетный расход топлива, кг/с; 
— средняя сум-марная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг (1 ) топлива в интервале температур — 
, 
Лучевоспринимающая поверхность 
нагрева топки
Возможно эта страница вам будет полезна:
Задача №3
Определить теоретическую температуру горения топлива в топке котельного агрегата, работающего: на донецком угле марки Д состава: 
если известны температура воздуха в котельной 
температура горячечю воздуха 
коэффициент избытка воздуха в топке =143, присос воздуха в топочной камере 
0,05 потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива 
— 0,5 %, потери теплоты от механического сгорания топлива 
— 3 % и потери теплоты с фнзической. теплотой шлака 
= 0,5 %.
Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем но формуле (112):
Теоретически необходимый объем воздуха находим по (1.27):
Теплоту, вносимую в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, определяем по формуле (2.7):
Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):
Теплоту, вносимую в топку с воздухом, определяем по (2.32):
Значения энтальпий 
и 
. находим по табл. 1 (см. Приложение).
Полезное тепловыделение в топке находим по формуле (2.31):
Зная полезное тепловыделение в топке, определяем теоретическую температуру горения с помощью —диаграммы. Для этого задаем два значения температуры газов (1400 и 2000 °С) и вычисляем для них энтальпии продуктов сгорания.
Объем трехатомных газов определяем по формуле (1.33):
Теоретический объем азота находим по формуле (1.32):
Теоретический объем водяных паров определяем по формуле (1.35):
Энтальпию продуктов сгорания при = 1 и 
= 1400 °С находим по формуле (1.61):
Значения энтальпий 
и
находим по табл. 1 (см. Приложение).
Энтальпию воздуха при 
и 
определяем по (1.62):
. Энтальпию 
находим по табл. 1 (см. Приложение) Энтальпию продуктов сгорания находим по формуле (1.60):
при 
при 
По найденным значениям энтальпий продуктов сгорания строим -диаграмму (рис. 2.1).
С помощью диаграммы по полезному тепловыделению в топке 
кДж/кг находим теоретическую температуру горения 
= 1820 °С.
Задача №4
Определить, на сколько изменится теоретическая температура горения в топке котельного агрегата за счет подачи к горелкам предварительно подогретого воздуха, если известны температура воздуха в котельной 
= 30 °С, температура горячего воздуха 
коэффициент избытка воздуха в топке 
присос воздуха в топочной камере 
и потерн теплоты от химической неполноты сгорания топлива 
Котельный агрегат работает на природном газе Ставропольского месторождения состава:
= 0,2 %; 
= 98,2 %; 
= 0,4 % 
— 0,1 %;
= 0,1 %; 
= 1,0 %.
Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы определяем по формуле (1.13):
Теоретически необходимый объем воздуха находим по (1.28):
Теплоту, вносимую в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, определяем по формуле (2.7):
Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):
Теплоту, вносимую в топку с воздухом, — по формуле (2.32):
Значения энтальпий 
и 
находим по табл. 1 .
Полезное тепловыделение в топке при подаче к горелкам подогретого воздуха находим по формуле (2.31):
Полезное тепловыделение в топке при подаче к горелкам воздуха без предварительного подогрева определяем, пользуясь формулой (2.31):
Зная полезные тепловыделения в топке, находим теоретические температуры горения с помощью
-диаграммы.
Для этого задаем два значения температуры газов (1400 и 2000 °С) и вычисляем для них энтальпии продуктов сгорания.
Объем трехатомных газов находим по формуле (1.39):
Теоретический объем азота определяем по формуле (1.38):
Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.41):
Энтальпию продуктов сгорания при aT — 1 и 0Г —= 1400 °С определяем по формуле (1.61):
Энтальпию воздуха при и 
= 1400 °С находим по (1.62):
Энтальпию продуктов сгорания находим по формуле (1.60):
при = 1400 °С.
при = 2000 °С
По найденным значениям энтальпий продуктов сгорания строим -диаграмму (рис. 2.2).
С помощью диаграммы полезным тепловыделениям в топке 
= 38 746 
и 
=35 721 находим теоретические температуры горения: 
= 1950 °С;
Теоретическая температура горения в топке котлоагрегата за счет подачи к горелкам подогретого воздуха изменится на 
Задача №5
Расчет конвективных поверхностей нагрева котельного агрегата
Пароперегреватели. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятой паром в пароперегревателе, определяется по формуле
где 
— коэффициент сохранения теплоты 
и 
-энтальпии продуктов сгорания на входе в пароперегреватель и выходе из него, кДж/кг; 
— присос воздуха в газоходе пароперегревателя; 
— теоретически необходимый объем воздуха, 
; 
— энтальпия холодного воздуха, кДж/кг; 
— расход пара через пароперегреватель, кг/с; 
— расчетный расход топлива, кг/с; 
и 
— энтальпии перегретого пара на выходе из пароперегревателя и насыщенного пара на входе в пароперегреватель, кДж/кг.
Конвективная поверхность 
нагрева пароперегревателя.
где 
— коэффициент теплопередачи для пароперегревателя, 
; 
— температурный напор в пароперегревателе, °С.
Температурный напор как для прямотока, так и для противотока определяется как среднелогарифмическая разность температур:
где 
— разность температур между продуктами сгорания и паром па том конце поверхности нагрева, где она наибольшая. 
; 
— разность температур между продуктами сгорания и паром на том конце поверхности нагрева, где она наименьшая, °С.
Если 
, температурный напор определяется по формуле
Экономайзеры. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятой водой в экономайзере, определяется по формуле
где 
и 
— энтальпии продуктов сгорания на входе в экономайзер и выходе из него, кДж/кг; 
, — присос воздуха в газоходе экономайзера ; 
— расход воды через экономайзер, кг/с; 
и 
—энтальпии воды (или пароводяной смеси) на выходе из экономайзе-ра и на входе в экономайзер, кДж/кг.
Расход воды через экономайзер
где Р — величина непрерывной продувки, %.
Энтальпия воды на выходе из экономайзера
Конвективная поверхность нагрева экономайзера
где 
— коэффициент теплопередачи для экономайзера, ; 
— температурный напор в экономайзере, °С, определяется по формулам (2.40) и (2.41).
Воздухоподогреватели. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятой воздухом в воздухоподогревателе, определяется по формуле
где 
и 
— энтальпии продуктов сгорания на входе в воздухоподогреватель и выходе из него. кДж кг; 
—присос воздуха в воздухоподогревателе; 
—энтальпии воздуха при средней температуре воздуха 
, кДж/кг; 
— отношение объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому; 
— доля рециркулирующего воздуха; 
и 
— энтальпии теоретически необходимого объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя и входе в него. кДж’кг. Средняя температура воздуха
где 
и 
— температура воздуха на входе в воздухоподогреватель и выходе из него, °С.
Отношение объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому
где 
— коэффициент избытка воздуха в топке; 
— присос воздуха в топке; 
— присос воздуха в пылеприготовительной установке. . Доля рециркулирующего воздуха
где 
— соответственно температура воздуха яреле смешения холодного воздуха с рециркулирующим, температура холодного воздуха и температура горячего вфдуха, идущего иа рециркуляцию, °С.
Конвективная поверхность ( нагрева воздухоподогревателя
где 
— коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя, ; 
— температурный напор в воздухоподогревателе, С, находится по формулам (2.40) и (2.41).
Задача №6
Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из пароперегревателя котельного агрегата пар»-производительностью D = 3,89 кг/с, работающего на природном газе Саратовского месторождения с низшей теплотой сгорания 
35 799 , если известны давление насыщенного пара 
= 1,5 МПа, давление перегретою пара — 1,4 МПа, температура перегретого пара 
— 350 °С , температура питательной воды 
— 100 °С.
Вличина, непрерывной продувки P 4 %, к.п.д. котлоагрегата (брутто) 
, энтальпия продуктов сгорания на входе в пароперегреватель 
, теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания топлива 
, присос воздуха в газоходе пароперегревателя 
. температура воздуха в котельной 
и потери теплоты в окружающую среду 
Решение: Расчетный расход топлива определяем по формуле (2.25):
Количество теплоты, воспринятой паром в пароперегревателе, находим по формуле (2.38):
Энтальпию насыщенного пара при давлении 
МПа находим по табл. 2 (см. Приложение): 
2791,8 кДж/кг. Расход пара через пароперегреватель 
равен паророизводи-тельиостн котлоагрегата D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.
Коэффициент сохранения теплоты определяем по формуле (2.31):
Энтальпию продуктов сгорания на выходе из пароперегревателя находим из формулы (2.38):
Задача №7
Определить количество теплоты, воспринятой. водой, конвективную поверхность нагрева экономайзера котельного агрегата паропроизводительностью D = 5,45 кг/с работающего на донецком каменном угле марки Т с низшей теплотой сгорания 
кДж /кг, если известны давление перегретого пара = 1,4 МПа, температура перегретого пара 260 °С, температура пи-тательной воды 
— 104 °С, к.п.д. котлоагрегата (брутто) 
= 88 %, величина непрерывной продувки Р = 3 %, температура воды на выходе из экономайзера 
= 164 °С, коэффициент теплопередачи в экономайзере 
— 0,021 , температура газов на входе в 
— 290 °С, температура газов на выходе из экономайзера 
— 150 °С и потери теплоты от механической неполноты сгорания 
— 4 %.
Решение: Натуральный расход топлива определяем по формуле (2.25):
0
так как отсутствует отбор насыщенного пара.Расчетный расход топлива находим по формуле (2.26):
Расход воды через экономайзер определяем по формуле (2.43):
Количество теплоты, воспринятой водой в экономайзере, находим по формуле (2.42):
Температурный напор в экономайзере определяем по формуле (2.40):
инвективную поверхность нагрева экономайзера по формуле (2.45):
Задача №8
Определить максимально допустимый зотовый износ стенки углеродистой трубы воздухоподогревателя котельного агрегата и температуру точки росы продуктов сгорания, если известны коэффициент, учитывающий абразивные свойства золы, 
. коэффициент, учитывающий вероятность ударов частиц зоны о поверхность трубы, 
, коэффициент неравномерности концентрации золы 
, коэффициент неравномерности скорости газов 
, средняя скорость газа в узких промежутках между трубами 
, длительность работы поверхности нагрева 
, доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания из топки, 
, температура газов на входе в пучок 
, коэффициент избытка воздуха в топке 
и температура конденсации водяных паров 
. Котельный агрегат работает на подмосковном угле марки Б2 состава:
; 
; 
;;
;
; 
. 
.
Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (I.I2):
Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, определяем по формуле (1.27):
Объем сухих газов при 
= 1,4 находим по формуле (1.43):
Объем водяных паров при =1,4 определяем по (1,44):
Объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.31):
Концентрацию золы в продуктах сгорания определяем (2.51):
Изл
Приведенную зольность топлива находим по формуле (1 .24):
Приведенную сернистость топлива — по формуле (1.26):
Максимально допустимый золовый износ стенки трубы находим по формуле (2.50):
Температуру точки росы продуктов сгорания определим формуле (2.52):
Расчет дымовой трубы на рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ состоит в проверке высоты трубы на рассеивание в атмосфере золы, оксидов азота и диоксида серы 
. Высота дымовой трубы должна обеспечивать такое рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере.
При котором их концентрация у поверхности земли будет меньше предельно допускаемой санитарными нормами.
Предельно допускаемая концентрация (п. д. к.) не должна превышать для золы и диоксида серы значения 
.
Концентрация загрязняющих веществ у поверхности земли определяется по формуле
где А — коэффициент стратификации атмосферы, 
; М — масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу из дымовой трубы, кг/с; F — коэффициент, учитывающий скорость осаждения загрязняющих веществ в атмосфере; m — коэффициент, учитывающий условие выхода продуктов сгорания из устья дымовой трубы; Н — высота дымовой трубы, м; 
— объем продуктов сгорания, проходящих через дымовую трубу, 
; 
— разность между температурой газов на выходе из дымовой трубы 
и температурой окружающего воздуха 
— фоновая концентрация загрязняющих веществ в атмосфере, .
Масса золы (кг/с), выбрасываемой в атмосферу из дымовой трубы
где n — число котлоагрегатов, подсоединенных к трубе; 
— расчетный расход топлива, кг/с; 
— доля золы топлива, уносимой дымовыми газами.
Масса диоксида серы (кг/с), выбрасываемого в атмосферу из дымовой трубы:
где 
. 
— относительные молекулярные массы диоксида серы и серы.
Задача №9
Определить концентрацию диоксида серы у поверхности земли для котельной, в которой установлены два одинаковых котлоагрегата. Работающих на высокосернистом мазуте состава: 
; 
; 
2,8 %; 
; 
; 
; если известны высота дымовой трубы H= 31 м, расчетный расход топлива 
, температура газов на входе в дымовую трубу 
= 180 °С, температура газов на выходе из дымовой трубы 
, коэффициент избытка воздуха перед трубой 
, температура окружающего воздуха 
, барометрическое давление воздуха 
, коэффициент, учитывающий скорость осаждения диоксида серы в атмосфере, F= 1,0, коэффициент, учитывающий условие выхода продуктов сгорания газов из устья дымовой трубы m = 0,9, коэффициент стратификации атмосферы 
и фоновая концентрация загрязнения атмосферы диоксидом серы 
.
Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):
Теоретический объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.36):
Объем дымовых газов проходящих через дымовую трубу, определяем по формуле (2.57):
Массу диоксида серы, выбрасываемого в атмосферу из дымовой трубы, находим по формуле (2.63):
Концентрацию оксида серы у поверхности земли определяем по формуле (2.61):
