Нефтяные котлы-утилизаторы

Парциальное давление:

(при отсутствии наддува

Низшая теплота сгорания сухой смеси сжигаемых газов и добавляемого горючего агента (в рассматриваемом примере природный газ):

Числа 12636, 10798 и др. являются низшей теплотой сгорания горючих компонентов отходящих газов в кДж/куб.м.

В котле-утилизаторе процесс течения газа по газоходу котла условно относится к изобарному по данным [6]. В этом случае теплота Q представляет собой разность энтальпий на входе и выходе:

При расчете котла-утилизатора рассчитывается тепло, передаваемое от горячих газов к хладагенту, то есть воде, воздуху, пару, подводимым к газовым смесям.

Для воздуха используются энтальпии при разных значениях температуры воздуха и разных значения энтропии (физической теплоты [6]) газов с температурой на входе в котел. По данным [6] энтальпии продуктов сгорания и воздуха рассчитываются на 1 куб. м горючих газов, поступающих в топку котла-утилизатора.

Тепловой баланс котла-утилизатора [6] аналогичен тепловому балансу химической реакции в методике инженерной химии [4]. Но за некоторыми отличиями.

Теплом приходя является располагаемая теплота:

Из уравнения теплового баланса

То есть равно сумме полезной теплоты (нагрев воды или получение пара), теплоты исходящих газов, теплоты химической неполноты сгорания газовой смеси, потерь теплоты в окружающую среду через наружное ограждение [6].

Как правило уравнения теплового баланса записывают в теплотехнике при принятии располагаемой теплоты за 100%:

Располагаемая теплота состоит из низшей теплоты сгорания (см. выше), физической теплоты газообразной смеси, внесенной теплоты с подогретым от какого-либо источника воздуха вне воздухоподогревателя котла-утилизатора [6, 7]:

Физическая теплота смеси [6, 7]:

При этом теплота отходящих газов равна их энтальпии

По указанию [6] значением пренебрегают

Теплота, выносимая из котла с отходящими газами [6, 7]:

– энтальпия продуктов сгорания;

– энтальпия теоретического расхода холодного воздуха;

– коэффициент избытка воздуха в отходящих газах.

Теплота, вносимая с подогретым воздухом вне подогревателя равна разности энтальпий на входе в воздухоподогреватель и холодного воздуха [6, 7]:

Тепловыделение в топке котла-утилизатора [6, 7]:

Паропроизводительность котла-утилизатора без промежуточного перегрева пара (с отсутствием вторичного пароперегревателя) [6, 7]:

qх – потери от неполноты химических реакций сгорания

Рассмотрим расчет теплообмен на поверхностях нагрева

Для всех тепловых устройств, входящих в состав котла-утилизатора (пучков испарения, воздухоподогревателя, пароперегревателя, экономайзера) рассчитываются тепловые балансы и теплопередача.

Основание методики расчета [7] в том, что тепло от горячего теплоносителя равно теплу, полученному холодным теплоносителем за вычетом потерь.

Для тепловых устройств котла теплота, переходящая от горячего к холодному теплоносителю, определяется по формуле [6]:

При отсутствии присоса воздуха в газоход

Уравнение теплопередачи используется общеизвестное:

Коэффициент теплопередачи рассчитывается по общеизвестным формулам.

Коэффициент теплоотдачи путем конвекции определяется также по известным формулам. Для его расчета находят критерии Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля.