Выбор температуры уходящих газов.

Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы котлоагрегата, так как потеря теплоты с уходящими газами является наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Снижение температуры уходящих газов на 12-15% приводит к повышению КПД котла примерно на 1%, однако, глубокое охлаждение газов требует увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева и приводит к усилению низкотемпературной

коррозии.

Оптимальные температуры уходящих газов различных топлив и параметров пара котла устанавливаются на основании технико-экономических расчетов с учетом влажности твердого топлива и температуры питательной воды.

Во всяком случае температура уходящих газов за хвостовыми поверхностями не должна быть ниже для нашего вида топлива

Для сухого малозольного топлива120 °С;

Для остальных видов топлива 140 °С;

Для сернистого мазута 160 °С;

2.5. Действительный объем воздуха, необходимый для процесса горения и действительные объемы продуктов сгорания.

Для обеспечения полного сгорания топлива в топку необходимо подавать воздуха больше, чем требуется теоретически. Действительный объем воздуха, поступивший в топку:

, (2.14)
где - коэффициент избытка воздуха в топке.

Для твердых, жидких и газообразных топлив объемы продуктов полного сгорания при находятся по формулам, представленным в таблице 2.2, куда заносятся результаты расчетов продуктов полного сгорания топлива при .

Масса дымовых газов, кг газов на кг сожженного топлива, при сжигании твердого топлива и мазута составляет:

(2.15)

2.6. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания.

Для всех видов топлив энтальпии теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания, в кДж/кг или к Дж/ м³ определяются по одним и тем же формулам.

Энтальпия теоретически необходимого воздуха

(2.16)

где - энтальпия воздуха, при его температуре кДж/кг

Формулы для определения энтальпий теоретических объемов продуктов сгорания приведены в таблице 2.3 в которую занесем результаты расчетов. В приведенных формулах , , - энтальпии газов принимаются для конкретных газов в зависимости от температуры по приложению 5.

Результаты расчетов энтальпий газов при действительных

коэффициентах избытка воздуха сводятся в таблицу 2.4 которая составляется в зависимости от принятой конструкции котельного агрегата.

Таблица 2.2.

Объемы продуктов сгорания и объемная доля углекислого газа и водяных паров по газоходам котельного агрегата.

Наименование рассчитываемой величины	Единицы измерения	Элементы газового тракта
Топка	Пароперегреватель	Первый газоход котла	Второй газоход котла	Экономайзер	Воздухоподогреватель
Коэффициент избытка воздуха в топке, aТ	-
Присос по элементам газового тракта, Δa	-
Коэффициент избытка воздуха за элементом тракта, a '	-
Средний коэффициент избытка воздуха, aср	-
Объем избыточного воздуха	м^3/кг
Объем водяных паров в избыточном воздухе р	м^3/кг
Действительный объем водяных паров	м^3/кг
Полный объем продуктов сгорания	м^3/кг
Объемная доля сухих трехатомных газов в продуктах сгорания	-
Объемная доля водяных паров в продуктах сгорания	-
Общая доля трехатомных газов в продуктах сгорания	-
Безразмерная концентрация зольных частиц	кг/кг

Поскольку на данном этапе расчета температура газов за той или иной поверхностью нагрева еще не известна, расчет энталь­пий газов делается на весь возможный (ожидаемый) за данной по­верхностью диапазон температур. Искомая температура или энтальпия за поверхностью нагрева определяется по найденному в расчете или принятому значению путем линейной интерполяции в пределах имеющего­ся диапазона. Значение Ir представляет собой разность двух соседних по вертикали значений Ir, при разных температурах, но одном коэффициенте.

С помощью значений Ir облегчается интерполяция при из­вестной температуре газов.

По данным таблицы 2.4 строится I-V диаграмма для всех участков газового тракта котельного агрегата. Диаграмма строится на миллиметровой бумаге в масштабе. В подрисуночной подписи необ­ходимо указать принадлежность линий газовым трактам и нанести значения коэффициентов избытка воздуха. Эта диаграмма позволяет определять графически энтальпию при любой температуре для задан­ных коэффициентов избытка воздуха.

Использование этой диаграммы чрезвычайно облегчает определе­ние энтальпии и уменьшает возможность каких-либо ошибок при тепловых расчетах.

Таблица 2.3.

Энтальпия теоретического объема воздуха и продуктов сгорания.

Определяемая величина и формула кДж/кг (кДж/м^3)

Объем газов

Температура продуктов сгорания, °С

Энтальпия теоретического объема воздуха

Энтальпия сухих трехатомных газов

Энтальпия теоретического объема азота

Энтальпия теоретического объема водяных паров

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания

Таблица 2.4.

Энтальпия действительного количества продуктов сгорания по элементам газового тракта котельного агрегата (I-V таблица).

Температура,°C

За топкой

За пароперегревателем

За первым газоходом

За вторым газоходом

За экономайзером

За воздухонагревателем

3.Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива .

В этом разделе определяются приходная и расходная части теплового баланса котельного агрегата, потери тепла, КПД котельного агрегата, подсчитывается действительный расход топлива, кроме того, в данном разделе определяются две вспомогательные величины: расчетный расход топлива(действительный расход сгоревшего топлива) и коэффициент сохранения тепла.

Тепловой баланс и все последующие расчеты выполняются на номинальную нагрузку котла. Задача расчета сводится к определению тепловых потерь для заданного типа парового котла и сжигаемого топлива.

Приходная часть теплового баланса котельного агрегата выражается формулой:
при сжигании твердого или жидкого топлива:
(3.1)

при сжигании газообразного топлива

(3.2)
где - низшая теплота сгорания рабочего состава твердого топлива или сухого газообразного;

- тепло, вносимое в котлоагрегат с воздухом, подогретым вне котельного агрегата;

- физическое тепло топлива;

- тепло, вносимое с паром для распыливания топлива форсунками.

Для расчетов котлоагрегатов можно принять:
для твердого и жидкого топлива
; (3.3)

Для газообразного

; (3.4)

В расходную часть теплового баланса входят тепло, полезно используемое для получения пара и потери.

Необходимые формулы по расчету теплового баланса котельного агрегата представлены в таблице 3.1, куда заносим и результаты расчетов.

При определении потерь с физической теплотой шлаков следует учитывать, что представляет собой долю шлакоулавливания в топочной камере; - энтальпию золы; при твердом

шлакоудалении принимается =600 °Си =560 кДж/кг.

Величина продувки котла правилами технической эксплуатации (ПТЭ) рекомендуется в пределах 2-5%.

При расчете котлоагрегатов различают натуральный расход топлива и расчетный . Сгоревшее топливо называют расчетным расходом и его количество будет меньше, чем полный расход топлива на котел, если есть механический недожег :

(3.5)

Все удельные тепловосприятия поверхностей нагрева в расчете относят к 1 кг сгоревшего топлива, т.е. к .

При оценке эффективности использования топлива в котлоагрегатах применяется понятие условного топлива, т.е. топлива с теплотой сгорания =29309 Мдж/кг. При расходе расчетного топлива с теплотой сгорания расход условного топлива составляет:

(3.6)

Для характеристики топлива применяется показатель – испарительная способность топлива:

(3.7)
которая характеризует количество пара, испаряемого в котле, приходящееся на единицу количества данного топлива.

Таблица 3.1.

Тепловой баланс котельного агрегата.

Наименование определяемой величины	Обозначение, единицы измерения	Расчетная формула	Результаты расчета
Располагаемое тепло топлива
Температура уходящих газов		Принимаем
Энтальпия уходящих газов		I- таблица
Температура холодного воздуха, поступающего в котлоагрегат		Исходные данные
Энтальпии теоретически необходимого объема холодного воздуха
Потери тепла от механической неполноты сгорания		Исходные данные
Потери тепла с уходящими газами
Потери тепла от химической неполноты сгорания		Исходное
Потери тепла на наружное охлаждение котельного агрегата		Исходное
Потеря с физическим теплом шлаков
Сумма тепловых потерь
Коэффициент полезного действия котлоагрегата
Полезно используемое тепло
Тепло, полезно используемое в котлоагрегате на производство 1 кг перегретого пара
Натуральный расход топлива
Расчетный расход топлива
Коэффициент сохранения тепла
Расход условного топлива
Испарительная способность расчетного топлива
Испарительная способность условного топлива

---

Дата добавления: 2015-07-26