Расчет топлива и его использование в котельных с использованием языка программирования C++



Энергетика является ведущей отраслью народного хозяйства. Промышленность, транспорт, сельское хозяйство, быт потребляют электрическую и тепловую энергию.

Развитие промышленной энергетики Узбекистана идет по пути централизации как потребителей энергии (тепловой и электрической), так и энергоисточников тепловых электростанций, промышленных котельных В зависимости от характера тепловых нагрузок и назначения котельные установки принято разделять на следующие типы:

– производственные;

– производственно-отопительные;

– отопительные

Производственные, называемые также паровыми, оборудуются только паровыми котлами и в основном предназначаются для обеспечения паром технологических потребителей промпредприятий. Отпуск тепла системам отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производится в небольших количествах, только для нужд предприятий.

Производственно-отопительные, называемые также смешанными, оборудуются паровыми и водогрейными котлами и предназначаются для отпуска тепла как в виде пара промышленным предприятиям, так и в виде воды для отопительно-вентиляционных потребителей предприятий и жилищно-коммунального сектора. В смешанных котельных мощности паровых и водогрейных котлов определяются соотношением тепловых нагрузок по теплоносителям «пар» и «горячая вода» и выбираются на основании соответствующих технико-экономических расчетов. Все паровые котлы барабанные с естественной циркуляцией и экранированными топочными камерами.

Отопительные, называемых также водогрейными, оборудуется водогрейными котлами и предназначается для отпуска тепла для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных, промышленных зданий и сооружений.

Водогрейные котельные, для которых мазут служит основным или резервным топливом, подаваемым железнодорожным транспортом в цистернах, в своем составе должны иметь вспомогательные паровые котлы небольшой пар производительности в основном для обеспечения паром мазутного хозяйства.

При наличии в котельных таких источников пара рекомендуется использование их для других собственных нужд котельной — деаэрации питательной воды, подогрева сырой и химочищенной воды и т. п.

Тепловой баланс котельного агрегата иопределение расхода топлива. Соотношение, связывающее приход и расход тепла в котельном агрегате, представляет собой его тепловой баланс. Тепловой баланс составляется для определения КПД котлоагрегата и расхода топлива при установившемся режиме.

Уравнение теплового баланса котлоагрегата имеет вид

(1)

где Q_p^p располагаемое тепло, кДж/кг (кДж/м³); Q₁ теплота, полезно воспринятая в котлоагрегате, кДж/кг (кДж/м³);

Q², Q³, Q⁴, Q⁵, Q⁶ потери тепла соответственно с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механического недожога, в окружающую среду и с физическим теплом шлаков, кДж/кг (кДж/м³).

При расчетах обычно полагают Q_p^p = Q_н^p Приняв располагаемое тепло Q_p^p за 100 %, выражение (1) можно записать в таком виде:

100 = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆(2)

Если известны потери тепла в котлоагрегате, его КПД брутто (%) может быть определен как

(3)

Потери тепла с уходящими газами определяются по формуле

(4)

где J⁰_хв- энтальпия холодного воздуха, кДж/кг; J_г — энтальпия уходящих газов, кДж/кг.

(5)

где t_хв — температура холодного воздуха в котельной, обычно t_хв = 30 °С; С_в — удельная теплоемкость воздуха при tхв. Можно принять С_в =1,3 кДж/м³·К.

Потери тепла от химической неполноты сгорания q₃ принимаются в зависимости от вида топлива и способа сжигания согласно характеристикам топочных устройств. Потеря тепла от механической неполноты сгорания q₄ вызывается провалом, уносом и недожогом топлива в шлаках. При тепловых расчетах значение потерь тепла q₄ можно принять по таблицам.

Потеря тепла котлоагрегатом в окружающую среду q₅ может быть найдена для стационарных котлоагрегатов с экономайзером и без экономайзера по графику, приведенному на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость потерь тепла в окружающую среду от производительности котлоагрегата: 1 — с экономайзером; 2 — без экономайзера

Физическими потерями тепла шлаков обычно пренебрегают. После нахождения всех потерь по формуле (3.3) можно определить КПД брутто котлоагрегата, а затем расход топлива по уравнению

(6)

где ɳ_ка^бр- КПД котлоагрегата брутто в относительных долях. С учетом потери q₄ расчетный расход полностью сгоревшего топлива в топке составит

(7)

Программа расчета котельных систем на языке программирования C++

Алгоритм программы

P1 = Input.GetText("Input1");

Dtex = Input.GetText("Input2");

Tpk = Input.GetText("Input3");

X1 = Input.GetText("Input4");

P2 = Input.GetText("Input5");

Qc = Input.GetText("Input6");

dut = Input.GetText("Input7");

dpr = Input.GetText("Input8");

igor = Input.GetText("Input9");

iob= Input.GetText("Input10");

Tk= Input.GetText("Input11");

m1= Input.GetText("Input12");

Tpv= Input.GetText("Input13");

m2= Input.GetText("Input14");

m3= Input.GetText("Input15");

t3= Input.GetText("Input16");

t1= Input.GetText("Input17");

t2= Input.GetText("Input18");

Twsv= Input.GetText("Input19");

ip= Input.GetText("Input20");

Tp= Input.GetText("Input21");

Xp= Input.GetText("Input22");

Tsv= Input.GetText("Input23");

Tde= Input.GetText("Input24");

dc= Input.GetText("Input41");

---cons---

iww2= Input.GetText("Input25");

r=Input.GetText("Input29");

iww1=Input.GetText("Input28");

rp=Input.GetText("Input37");

iw1=Input.GetText("Input36");

ipk=Tpk*4.19;

Db=Qc/(iww2-ipk);

Dbr = Math.Round(Db, 2); --round

Wc=Qc/(igor-iob)

Wcr = Math.Round(Wc, 2); --round

ix1=iww1-(1-X1)*r;

Input.SetText("Input52", ix1);

Qtex=Dtex*(ix1-4.19*(m1*t1+m2*t2+m3*t3))

Qtexr = Math.Round(Qtex, 2); --round

Q=Qtexr+Qc;

D=Q/(ix1-4.19*Tpv);

Dr = Math.Round(D, 2);--round

Input.SetText("Input53", Dr);

Drou=Dr+0.09*Dr-Dtex;--Drou

Drour = Math.Round(Drou, 2);--round

--rasx---

Wpv=Dr*(1+(0.01*dpr)+(0.01*dut));

Wpvr = Math.Round(Wpv, 2);--round

--ras ROU---

W1=Drou*(ix1-iww2)/(iww2-4.19*Tpv)

W1r = Math.Round(W1, 2);--round

Dred=Drour+W1r;

--rasseparator--

Wpr=0.01*dpr*Dr;

Wprr = Math.Round(Wpr, 2);--round

ixp=iww2-(1-Xp)*rp;

Input.SetText("Input54", ixp);

Dp=Wpr*(iw1-436)/(ixp-436);

Dpr = Math.Round(Dp, 3);--round

Wp=Wprr-Dpr;

Wpround = Math.Round(Wp, 3);--round

--ras XVO

W2=Dtex*(1-m1-m2-m3);

Input.SetText("Input57", W2);-------------------

Dc=dc*Wcr*0.01;

Input.SetText("Input58",Dc);---------------------

Dut=dut*Dr*0.01;

Input.SetText("Input59", Dut);------------------------

Wxvo=W2+Wp+Dc+Dut;

Wxvor = Math.Round(Wxvo, 2);--round

--ras konden

Wcm=(m1+m2)*Dtex+Wxvor;

Tcm=((m1*t1+m2*t2)*Dtex+Wxvo*Twsv)/Wcm;

Tcmr = Math.Round(Tcm, 2);--round

--ras podogrevatel

i2=4.19*Tsv+Wp*(436-ip)/Wxvo;

Input.SetText("Input55", i2);

i2r = Math.Round(i2, 2);--round

Dcv=Wxvo*(4.19*Twsv-i2r)/(iww2-Tk*4.19);

Dcvr = Math.Round(Dcv, 3);--round

Wd=Dcvr+Wcm+m3*Dtex+Dpr+Dbr;

Dvip=0.003*Wd;

--Dvipr = Math.Round(Divp, 3);--round

icm1=4.19*Tcmr+Dvip*(iww2-436)/Wcm;

Input.SetText("Input56", icm1);

--ras deaerator

Dd=(Wd*4.19*Tpv+Dvip*iww2-m3*Dtex*t3-Wcm*icm1-Dcvr*4.19*Tk-Dbr*ipk

-Dpr*ixp)/iww2;

Ddr = Math.Round(Dd, 2);--round

Q1=Qc+(Ddr+Dcvr)*(iww2-4.19*Tpv)

Q1r = Math.Round(Q1, 2);--round

D1=Q1/(ixp-4.19*Tpv);

D1r = Math.Round(D1, 2);--round

Dsumma=D1r+Dtex+Dr*dut*0.01;

Dsummar = Math.Round(Dsumma, 2);--round

--otveti

abc=ggg

Input.SetText("Input26", Dbr);

Input.SetText("Input27", Wcr);

Input.SetText("Input30", Qtexr);

Input.SetText("Input31", Q);

Input.SetText("Input32", Drour);

Input.SetText("Input33", Wpvr);

Input.SetText("Input34", W1r);

Input.SetText("Input35", Dred);

Input.SetText("Input38", Wprr);

Input.SetText("Input39", Dpr);

Input.SetText("Input40", Wpround);

Input.SetText("Input42", Wxvor);

Input.SetText("Input43", Wcm);

Input.SetText("Input44", Tcmr);

Input.SetText("Input45", Dcvr);

Input.SetText("Input46", Wd);

Input.SetText("Input47", Dvip);

Input.SetText("Input48", Ddr);

Input.SetText("Input49", Q1r);

Input.SetText("Input50", D1r);

Input.SetText("Input51", Dsummar);

--Dialog.Message("Value", c);

Литература:

1. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий / Б. Н. Голубков, О. Л. Данилов, Л. В. Зосимовский и др.; ред.Б. Н. Голубков.– М.: Энергия, 1979.
2. Бузников Е. Ф. Производственные и отопительные котельные/ Е. Ф. Буз- ников, К. Ф. Роддатис, Э. Я. Берзиньш.– М.: Энергия, 1974.
3. Шубин Е. П. Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных / Е. П. Шубин, Б. И. Левин.– М.: Энергия, 1970.
4. Соловьев Ю. П. Проектирование крупных центральных котельных для комплекса тепловых потребителей / Ю. П. Соловьев.– М.: Энергия, 1976.
5. СНиП П-А.6–72. Строительная климатология и геофизика.– М.: Изд-во литературы по строительству, 1973.
6. Рихтер Л. А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы/ Л. А. Рихтер.–М.: Энергия, 1975.
7. СНиП 350–66. Указания по проектированию котельных установок.– М.: Госстройиздат, 1967.
8. Тепловой расчет котельных агрегатов: нормативный метод/ ред.: Н. В. Кузнецов, В. В. Митор, И. Е. Дубовицкий и др.– М.: Энергия, 1973.