Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тепловой баланс котельного агрегатаСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
При составлении теплового баланса котельного агрегата устанавливается равенство между поступившим в агрегат количеством тепла, называемым располагаемым теплом , и суммой полезно использованного тепла Q1 и тепловых потерь Q2-6. На основании теплового баланса вычисляются КПД котельного агрегата и необходимый расход топлива. Тепловой баланс составляется на 1кг твёрдого (жидкого) или 1м3 газообразного топлива при установившемся тепловом состоянии котельного агрегата. Общее уравнение теплового баланса имеет вид = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 , кДж/кг или кДж/м3. Располагаемая теплота 1 кг твердого (жидкого) топлива определяется по формуле , кДж/кг, где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг; iтл - физическая теплота топлива, кДж/кг; Qф - теплота, вносимая в топку с паровым дутьем или при паровом распылении мазута, кДж/кг; Qв.вн - теплота, внесенная в топку воздухом при его подогреве вне котла, кДж/кг. Для большинства видов достаточно сухих и малосернистых твёрдых топлив принимают Qр = , а для газового топлива принимается . Для сильно влажных твёрдых топливи жидких топливучитывается физическая теплота топлива iтл, которая зависит от температуры и теплоёмкости поступающего на горение топлива iтл = стл tтл . Для твёрдых топлив в летний период времени принимают tтл = 20 °С, а теплоёмкость топлива рассчитывают по формуле , кДж/(кг· К). Теплоёмкость сухой массы топлива составляет: - для бурых углей - 1,13 кДж/(кг∙ К); - для каменных углей - 1,09 кДж/(кг·К); - для углей А, ПА, Т - 0,92 кДж/(кг·К). В зимний период принимают tтл =0 °С и физическую теплоту не учитывают. Температура жидкого топлива (мазута) должна быть достаточно высокой для обеспечения тонкого распыла в форсунках котельного агрегата. Обычно она составляет = 90-140 °С. Теплоёмкость мазута , кДж/(кг ·К). В случае предварительного (внешнего) подогрева воздуха в калориферах перед его поступлением в воздухоподогреватель котельного агрегата теплоту такого подогрева Qв.вн включают в располагаемую теплоту топлива и рассчитывают по формуле , кДж/кг, где bгв - отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимому; Δαвп – присосы воздуха в воздухоподогревателях; - энтальпия теоретического объема холодного воздуха; - энтальпия теоретического объема воздуха на входе в воздухоподогреватель. При использовании для распыла мазута паромеханических форсунок в топку котельного агрегата вместе с разогретым мазутом поступает пар из общестанционной магистрали. Он вносит в топку дополнительную теплоту Qф, определяемую по формуле Qф = Gф (iф – 2380), кДж/кг, где Gф – удельный расход пара на 1 кг мазута, кг/кг; iф - энтальпия пара, поступающего в форсунку, кДж/кг. Параметры пара, поступающего на распыл мазута, обычно составляют 0,3-0,6 МПа и 280-350 °С; удельный расход пара при номинальной нагрузке находится в пределах Gф = 0,03 - 0,05 кг/кг. Полное количество теплоты, полезно использованной в котле: - для водогрейного котла Q = Dв , кВт, где Dв - расход воды через котел, кг/с; , - энтальпия воды на входе и на выходе из котла, кДж/кг; - для парового котла , кВт, где Dпе - расход перегретого пара, кг/с; Dпр - расход продувочной воды (под непрерывной продувкой понимают ту часть воды, которая удаляется из барабана котла для снижения солесодержания котловой воды), кг/с; iпе - энтальпия перегретого пара, кДж/кг; iпв - энтальпия питательной воды, кДж/кг; iкип - энтальпия кипящей воды, кДж/кг. Энтальпии определяются по соответствующим температурам пара и воды с учетом изменения давления в пароводяном тракте котельного агрегата. Расход продувочной воды из барабанного парового котельного агрегата составляет , кг/с, где р - непрерывная продувка котельного агрегата, %; при р < 2 % теплота продувочной воды составляет менее 0,4 % полезного тепловыделения и может не учитываться.
Коэффициент полезного действия проектируемого парового котельного агрегата определяется из обратного баланса h = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), %. Задача расчета сводится к определению тепловых потерь для принятого типа парового котельного агрегата и сжигаемого топлива. Потери теплоты с уходящими газами q2 (5-12%) возникают из-за того, что физическая теплота (энтальпия) газов, покидающих котел, превышает теплоту поступающего в котел воздуха и определяется по формуле , %, где Iух- энтальпия уходящих газов, кДж/кг или кДж/м3, определяемая по Jух при избытке воздуха в продуктах сгорания за воздухоподогревателем первой ступени; Iохв - энтальпия холодного воздуха. Потери теплоты с уходящими газами зависят от выбранной температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха, так как увеличение избытка воздуха приводит к увеличению объема дымовых газов и, следовательно, возрастанию потерь. Одним из возможных направлений снижения потерь теплоты с уходящими газами является уменьшение коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, величина которого зависит от коэффициента избытка воздуха в топке и присосов воздуха в газоходы котла aух = + . Выбор оптимального значения коэффициента избытка воздуха в топке. Для различных топлив и способов сжигания топлива рекомендуется принимать определенные оптимальные значения αт. Увеличение избытка воздуха (рис. 2) приводит к росту потерь теплоты с уходящими газами (q2 ), а снижение - к повышению потерь с химическим и механическим недожогом топлива (q3 , q4 ). Оптимальное значение коэффициента избытка воздуха будет соответствовать минимальному значению суммы потерь q2 + q3 + q4. Рис. 2. К определению оптимального значения коэффициента избытка воздуха Так, оптимальные значения коэффициента избытка воздуха в топке αт при сжигании: мазута 1,05 – 1,1; природного газа 1,05 – 1,1; твердого топлива: камерное сжигание 1,15 – 1,2; слоевое сжигание 1,3 – 1,4. Присосы воздуха по газовому тракту котла в идеале могут быть сведены к нулю, однако полное уплотнение различных лючков и гляделок затруднено, и для котлов, работающих под разряжением, присосы составляют Δα = 0,15 – 0,3. Важнейшим фактором, влияющим на потерю теплоты с уходящими газами, является температура уходящих газов. Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы парового котельного агрегата, так как потеря теплоты с уходящими газами является при нормальных условиях эксплуатации наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Снижение температуры уходящих газов на 12-16 °С приводит к повышению КПД котельного агрегата примерно на 1,0 %. Температура уходящих газов находится в пределах 120-170 °С. Однако глубокое охлаждение газов требует увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева и во многих случаях приводит к усилению низкотемпературной коррозии. Низкотемпературной коррозии подвержены, как правило, трубы нижних пакетов воздухоподогревателя I-й ступени. Это связано с тем, что трубы воздухоподогревателя расположены в зоне низких температур уходящих газов и воздуха. Низкотемпературная коррозия будет происходить, если температура стенки трубы будет ниже температуры точки росы tр дымовых газов. Температура точки росы – это температура, при которой начинается конденсация водяных паров или паров серной кислоты из дымовых газов. При полном сгорании топлива дымовые газы состоят из водяных паров Н2О, углекислого газа СО2 , двуокиси серы SO2 , азота N2 и избыточного кислорода О2 . Сернистый ангидрид SO2 , соединяясь с кислородом, образует серный ангидрид SO2 + O2 → SO3. Таким образом, количество серного ангидрида будет определяться количеством избыточного кислорода в продуктах сгорания, то есть коэффициентом избытка воздуха. В свою очередь, серный ангидрид, соединяясь с водяными парами, образует пары серной кислоты, которые, конденсируясь на поверхности труб, будут вызывать коррозию металла: Н2О + SO3 → H2SO4, H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2. При сжигании топлив, не содержащих серы (природный газ, древесное топливо), коррозия будет происходить при конденсации водяных паров 3Н2О + 2Fe → Fe2O3 + 3H2. Поэтому температура стенки труб воздухоподогревателя должна быть выше температуры точки росы на 10-15 °С tст = tр + 10-15 °С, и определяется как , °С, где - температура уходящих газов, °С; - температура воздуха на входе в воздухоподогреватель, °С. Исходя из этого, выбирается температура уходящих газов. Температура точки росы зависит от парциального давления водяных паров и паров серной кислоты, т.е. зависит от влажности топлива и содержания в нем серы . При сжигании твердых топлив в пылевидном состоянии температура точки росы дымовых газов tр рассчитывается в зависимости от температуры конденсации влаги при парциальном давлении в газах tкон, которая определяется по «I – d» диаграмме, и приведенного содержания серы и золы в топливе по формуле tр = tкон + Δtр, °С, где Δtр определяется по рис. 3.
Рис. 3. Разность температур точки росы дымовых газов и конденсации содержащихся в них водяных паров при сжигании твердых топлив При сжигании мазута с коэффициентом избытка воздуха в топке αт >1,03 температура точки росы дымовых газов определяется по рис. 4.
Рис. 4. Точка росы дымовых газов при сжигании мазута (αт > 1,03) Продукты сгорания высоковлажных топлив из-за повышенного объема газов требуют для своего охлаждения увеличенных размеров конвективных поверхностей, поэтому при сжигании влажных топлив экономически оправдывается более высокая температура уходящих газов. Рекомендуемые температуры уходящих газов в зависимости от приведенной влажности твердого топлива , (%·кг)/МДж, и температуры питательной воды приведены в табл. 1. Высокая температура уходящих газов при сжигании сернистых мазутов обусловлена защитой воздухоподогревателя от интенсивной низкотемпературной коррозии.
Таблица 1 Рекомендуемые температуры уходящих газов, оС
При сжигании твердых топлив
|
|||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; просмотров: 496; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.131.37.82 (0.008 с.) |