Выбор температур уходящих газов и воздуха на входе в воздухоподогреватель

Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность котла. Потеря с уходящими газами q ₂ даже при оптимальных условиях эксплуатации является наибольшей. Снижение a_ух на 12-16 ^оС увеличивает КПД котла примерно на 1 %. Однако глубокое охлаждение газов требует увеличения площади конвективных поверхностей нагрева и при сжигании сернистых топлив приводит к усилению низкотемпературной коррозии.

Температура уходящих газов J _ух за котлом должна выбираться из условий эффективного использования топлива и расхода металла на водяной экономайзер и воздухоподогреватель (хвостовые поверхности нагрева).

При сжигании природного газа, который не содержит соединений серы, рекомендованные температуры уходящих газов составляют для котлов с D < 20 кг/с (< 75 т/ч) – 120 ÷ 130 ^оС. Для котлов с D > 20 кг/с температура J _ух определяется из условий предупреждения низкотемпературной коррозии и может быть снижена до 90-100 ^оС.

При сжигании мазута J _ух определяется в зависимости от содержания серы S ^r. Рекомендуемые значения J _ух приведены в табл. 2.5.

 

Таблица 2.5 – Рекомендуемые температуры уходящих газов для мазутных котлов

 

Содержание серы , %	до 1,0	1,1 – 2,0	2,1 – 3,0	свыше 3,0
Температура уходящих газов J ух, ^оС

 

Для котлов, сжигающих твердое топливо, рекомендуемые значения температуры J _ух приведены в табл. 2.6.

 

 

Таблица 2.6 – Рекомендуемые температуры уходящих газов для твердотопливных котлов

 

Топливо, приведенная влажность , % / (1000 кДж/кг)	Среднее давление р = 4-6 МПа, t п.в = 150 ^оС	Высокое давление	Сверхкритическое давление р = 25,5 МПа, t п.в = 270 ^оС
р = 8-12 МПа, t п.в = 215 ^оС	р = 14-18 МПа, t п.в = 230 ^оС
Температура уходящих газов Jух, ^оС
Угли с < 0,7	110 - 120	120 - 130	120 - 130	130 - 140
Угли с = 1 - 5	120 - 130	140 – 150	140 – 150	150 - 160
Угли с = > 5	130 - 140		160 - 170	170 - 180
Торф и древесные отходы	170 - 190^1

________

¹ – При установке воздухоподогревателя

 

Для предупреждения интенсивной коррозии поверхностей нагрева в процессе эксплуатации температура стенок t _ст поверхностей нагрева должна быть выше температуры точки росы t _р дымовых газов при всех нагрузках котла примерно на 10 ^оС, т.е. должно выполняться условие:

 

t _ст ³ t _р + 10, ^оС. (2.21)

 

Температура точки росы при сжигании сернистых топлив в пылевидном состоянии рассчитывается в зависимости от температуры конденсации влаги t _кон при парциальном ее давлении в газах и приведенного содержания серы и золы , выраженных в (%×кг)/МДж по формуле

 

, (2.22)

 

где , ^оС; , - приведенные содержания серы и золы.

Величина t _кон определяется по термодинамической зависимости температуры насыщения сухого пара от парциального давления [1, табл.XXIII].

 

.

 

Для котлов, работающих с уравновешенной тягой, или под наддувом с давлением Р < 105 кПа, можно считать, что парциальное давление влаги численно равно ее объемной доле в дымовых газах .

В котлах, содержащих воздухоподогреватель, минимально допустимая температура стенки воздухоподогревателя

 

рассчитывается в зависимости от предварительно принятых J _ух и температуры воздуха на входе в воздухоподогреватель по рекомендациям [5]:

для трубчатого воздухоподогревателя (ТВП)

 

, ^оС; (2.23)

 

для регенеративного воздухоподогревателя (РВП)

 

, ^оС. (2.24)

 

Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель выбирается в зависимости от качества топлива не ниже значений, приведенных в таблице 2.7.

 

Таблица 2.7 – Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель

Топливо	Воздухоподогреватель
трубчатый	РВП
Бурые угли ( £ 0,1 %), торф, сланцы
Каменный уголь ( £ 0,1 %), антрациты
Бурые угли ( > 0,1 %)
Каменный уголь ( > 0,1 %)
Мазут с содержанием серы более 0,5 %
Мазут с содержанием серы 0,5 % и менее

Температура холодного воздуха , если не задана в задании, принимается равной 30 ^оС для паровых и 20 ^оС для водогрейных котлов.

Предварительный подогрев холодного воздуха от 20 – 30 ^оС до 50 ^оС обычно осуществляют рециркуляцией части горячего воздуха на всас дутьевых вентиляторов. Подогрев воздуха происходит за счет теплоты дымовых газов котла, следовательно, затраты внешнего теплоты на подогрев Q _В.ВН равны нулю.

Более высокую температуру получают при подогреве воздуха в устройствах (калориферах, установленных перед воздухоподогревателем) за счет внешних источников теплоты (пара из отборов турбин и др.). Поэтому в тепловом балансе котла (см. раздел 3) необходимо учитывать величину Q _В.ВН – количество теплоты, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла.