В топке котельного агрегата сжигается каменный уголь в количестве В=1200 кг/ ч, теплотв сгорания топлива Qp Н=6450 ккал/кг. При сгорании топлива образуются дымовые газы в количестве V см =12 м3/кг. Объëмный состав газов : СО2=14%; Н2О=10%; О2=8%; N2=68%.

Для определения КПД котлоагрегата, нам нужно рассчитать количество тепла, получаемого от сгорания топлива, и количеств...

Количество тепла, получаемого от сгорания топлива (Q_п), можно рассчитать по формуле:

$$Q_п = В \cdot Q^p Н$$

где:

• $В = 1200 \, \text{кг/ч}$ (количество угля),
• $Q^p Н = 6450 \, \text{ккал/кг}$ (теплотворная способность угля).

Подставим значения:

$$Q_п = 1200 \, \text{кг/ч} \cdot 6450 \, \text{ккал/кг} = 7740000 \, \text{ккал/ч}$$

Для этого сначала найдем объем дымовых газов, образующихся при сгорании угля:

$$V{см}$$

где:

• $V_{см} = 12 \, \text{м}^3/\text{кг}$.

Подставим значения:

$$V_{газы} = 1200 \, \text{кг/ч} \cdot 12 \, \text{м}^3/\text{кг} = 14400 \, \text{м}^3/\text{ч}$$

Теперь найдем среднюю температуру дымовых газов. Для этого используем температуры в зонах теплообмена:

1. Температура в зоне топки: $t_1 = 1100 \, °C$
2. Температура в зоне конвективного теплообмена: $t_{к} = 800 \, °C$
3. Температура после конвективного теплообмена: $t_{к} = 450 \, °C$

Средняя температура дымовых газов:

t1 + t_{к}}{2} = \frac{1100 + 800}{2} = 950 \, °C

Теперь рассчитаем количество тепла, теряемого с дымовыми газами (Q_г):

Для этого нам нужно знать теплоемкость дымовых газов. В качестве приближенного значения можно взять среднюю теплоемкость газов, которая составляет около $0.24 \, \text{ккал/(кг·°C)}$.

Теперь найдем массу дымовых газов:

Для этого используем состав газов. Объемный состав газов:

• $CO_2 = 14\%$
• $H_2O = 10\%$
• $O_2 = 8\%$
• $N_2 = 68\%$

Общая масса газов (при условии, что 1 м³ газов весит примерно 1.3 кг):

$$m{газы} \cdot 1.3 \, \text{кг/м}^3 = 14400 \, \text{м}^3/\text{ч} \cdot 1.3 \, \text{кг/м}^3 = 18720 \, \text{кг/ч}$$

Теперь рассчитаем количество тепла, теряемого с дымовыми газами:

$$Q{газы} \cdot c{ср} - t_{к})$$

где:

• $c_{г} = 0.24 \, \text{ккал/(кг·°C)}$
• $t_{ср} = 950 \, °C$
• $t_{к} = 450 \, °C$

Подставим значения:

$$Q_{г} = 18720 \, \text{кг/ч} \cdot 0.24 \, \text{ккал/(кг·°C)} \cdot (950 - 450)$$

$$Q_{г} = 18720 \cdot 0.24 \cdot 500 = 2246400 \, \text{ккал/ч}$$

КПД котлоагрегата (η) можно рассчитать по формуле:

$$\eta = \frac{Q{г}}{Q_{п}} \cdot 100\%$$

Подставим значения:

$$\eta = \frac{7740000 - 2246400}{7740000} \cdot 100\%$$

$$\eta = \frac{5493600}{7740000} \cdot 100\%$$

$$\eta \approx 70.9\%$$

КПД котлоагрегата составляет примерно 70.9%.