Определить, на сколько изменится полезное тепловыделение в топке котельного агрегата за счет подачи к

Определить, на сколько изменится полезное тепловыделение в топке котельного агрегата за счет подачи к горелкам предварительно подогретого воздуха, если известны температура воздуха в котельной tв=30°С, температура горячего воздуха tгв=250°С, коэффициент избытка воздуха в топке αт=1,15, присос воздуха в топочной камере Δαт=0,05 и потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q3=1%. Котельный агрегат работает на природном газе Саратовского месторождения состава: СО2=0,8%; СН4=84,5%; С2Н6=3,8%; С3Н8=1,9%; С4Н10=0,9%; С5Н12=0,3%; N2=7,8%.

Низшая теплота сгорания сухого природного газа:
Qнс=358CH4+638C2H6+913C3H8+1187C4H10+1461C5H12=
=358×84,5+638×3,8+913×1,9+1187×0,9+1461×0,3=35917кДжм3
Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания топлива:
Vо=0,04782CH4+∑m+n4CmHn-O2=
=0,04782CH4+3,5C2H6+5C3H8+6,5C4H10+8C5H12=
=0,0478×2×84,5+3,5×3,8+5×1,9+6,5×0,9+8×0,3=9,56м3м3
Теплота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата
Qв.вн=αтVоcв'tг.в-tх.в=1,15×9,56×1,33×220=3217кДжм3
Располагаемая теплота:
Qрр=Qнс+Qв.вн=35917+3217=39134кДжм3
Энтальпия воздуха (таблица):
- при температуре холодного воздуха tв = 30 ℃
cϑх.в=1,3215×30=40кДжм3
- при температуре горячего tг.в = 250 ℃
cϑг.в=2,6453×250=335кДжм3
Теплота, вносимая в топку с воздухом:
Qв'=αт-ΔαтVоcϑг.в+ΔαтVоcϑх.в=
=1,15-0,05×9,56×335-0,05×9,56×40=3503кДжм3
Полезное тепловыделение в топке:
- при подаче к горелкам подогретого воздуха
Qт1=Qрр100-q3-q4100-q4+Qв'-Qв.вн=
=39134×100-0,5-0100-0+3503-3217=39224кДжм3
- без подачи к горелкам подогретого воздуха
Qт2=Qнс100-q3-q4100-q4+αт+ΔαтVоcϑх.в=
=35917×100-0,5-0100-0+1,15+0,05×9,56×40=36196кДжм3
Изменения (увеличения) тепловыделения:
ΔQ=Qт1-Qт2=39224-36196=3028кДжм3
Ответ: ΔQ = 3028 кДж/м3.