2.4 Вибір температур відходящих газів

Температура відхідних газів за котлом tВІД вибирається за умовою ефективного використання тепла палива та витрати металу на хвостові поверхні нагріву. При виборі температури відхідних газів варто враховувати, що при спалюванні високосірчастих та високовологих палив можлива низькотемпературна корозія хвостових поверхонь нагріву і, у першу чергу, повітропідігрівника.

Для повного виключення корозії поверхні нагріву, при відсутності спеціальних мір захисту, температура металевої стінки повинна бути приблизно на 100С вище температури точки роси димових газів, але це призведе до значного превищення температури відхідних газів над економічними їх значеннями, що приведені в [1, табл.II-8, c.71], тобто повинна виконуватися умова:

. (2.14)

Температура точки роси димових газів tР залежить від температури конденсації вологи tКОН при парціальному її тиску у газах та наведеному складу сірки у робочому паливі  й золи , розраховується за формулою:

tР = tКОН+Δ tР, (2.15)

,  [1, табл.II-8, c.71].

.

Визначимо температуру конденсації водяної пари, димових газів [1. табл.XXIII. c.204] при парціальному тиску водяної пари. Так як топкова камера працює без наддуву, то абсолютний тиск Р=1кгс/см2 або Рн2о=1кгс/см2 і температура конденсації tКОН=99,090С.

.

Рекомендації з вибору температури відхідних газів наведені у [1. табл.II. c.72] і повинна бути не нижче пропонованої.

Оптимальне значення tвід вибирається на основі техніко-економічних розрахунків. Приймаємо tвід =1280С.

Для виключення корозії повітропідігрівника нижній куб виконується змінним.

2.5 Розрахунок ентальпій повітря і продуктів згоряння

Ентальпії повітря і продуктів згоряння розраховуються на 1 кг твердого палива за нормальних умов (0оС і 101,3 кПа).

Ентальпія газів при a = 1,0 і температурі JоС, кДж/кг:

, (2.16)

де , ,  – ентальпія відповідно CO2, N2, H2O приймається по [1, табл.XIII, с.179].

Ентальпія теоретично необхідної кількості повітря при температурі JоС, кДж/м3:

, (2.17)

де  – ентальпія повітря, приймається по [1, табл.XIII, с.179].

Ентальпія золи розраховується за формулою, кДж/кг:

, (2.18)

де  - зольність робочої маси палива;  - ентальпія 1 кг золи, приймається по [1, табл.XIII, с.179].

Ентальпія димових газів на 1 кг палива при a >1, кДж/кг:

. (2.19)

Дані розрахунку ентальпій продуктів згоряння зводяться в  таблицю (таблиця 2.2). При складанні таблиці для кожного  визначаються значення I в області, що перекриває очікуємий діапазон температур у газоході.

Таблиця 2.2 – Ентальпії повітря і продуктів згоряння.

3. Тепловий баланс котла

Складання теплового балансу полягає у встановленні рівноваги між кількістю теплоти, що надійшла в котел і сумою корисно використаної теплоти і теплових втрат. На підставі теплового балансу обчислюються ККД і необхідна витрата палива.

Тепловий баланс складається стосовно сталого теплового режиму котла на 1 кг твердого палива при 0 оС і 101,3 кПа.

Загальне рівняння теплового балансу має вигляд, кДж/м3:

 (3.1)

3.1 Наявна теплота в загальному випадку визначається за формулою, кДж/кг:

 [I, глава 5, с. 20-22]. (3.2)

Нижча теплота згоряння  для палива АШ береться із [I, табл.1 с.153], кДж/кг:

=22584.

Тепло, шо вноситься у котел з повітрям, при підігріві його поза котлом парою, відпрацьованим теплом и т.п. , кДж/кг:

Зовнішній підігрів повітря не приймається, отже:

=0.

Фізичне тепло палива  враховується у тих випадках, коли воно попередньо підігрівається стороннім джерелом тепла (паровий підігрів мазуту, парові сушарки і т.і.), а також при сушці по розімкнутому циклу. При замкнутій схемі пилоприготування тепло й підсушка палива у млиновій системі не враховується [1. с.20], тобто:

=0.

Тепло, що вноситься у котел паровим дуттям (форсуночною парою) QФ., у даному проекті не передбачається, тоді:

QФ=0.

Тепло, витрачене на розкладання карбонатів при спалюванні сланців QК. Розрахунок топки ведеться для роботи на твердому паливі АШ, тому:

QК=0.

Отже, наявна теплота палива, кДж/кг:

==22584.

3.2 Втрати теплоти у котлі

Втрати теплоти у котлі визначаються як:

; (3.3)

Втрата теплоти з відхідними газами визначається як різниця ентальпій продуктів згоряння на виході з котла і холодного повітря, %:

, (3.4)

де  – ентальпія відхідних газів, при надлишку повітря  і температурі відхідних газів , кДж/кг (кДж/м3), [1, табл. 2.2);

 – ентальпія холодного повітря, кДж/кг (кДж/м3), (визначається по таблиці 2.2);

 - ентальпія повітря, яке присмоктується в газоходи котла, кДж/кг;

Втрати тепла від механічної неповноти згоряння палива q4, % [1.табл.XVIII с.200]:

q4=3.

Втрати тепла від хімічної неповноти згоряння палива q3, % [1,табл.XVII, с.200]:

q3=0.

Втрати тепла у навколишнє середовище q5, % [1, табл. XVII - XIX]:

q5=0,5.

Отже втрата теплоти з вихідними газами, %:

q2=.

Втрати теплоти від зовнішнього охолодження котла по окремих газоходах для спрощення приймаються пропорційними кількості теплоти, що віддається газами у відповідних газоходах. Тому при визначенні кількості теплоти, відданої газами, втрати від зовнішнього охолоджування враховуються введенням коефіцієнта збереження теплоти:

; (3.5)

.

де  – ККД котла, визначається по (3.8).

Втрати з теплом шлаку q6 вводяться у розрахунок для всіх твердих палив при камерному спалюванні з рідким шлаковидаленням, %:

 (3.6)

де  – доля золи у шлаку;

()-ентальпія золи, кДж/кг.

Доля золи у виносі  і ентальпія золи визначається по[1.табл. ХVII-XIX, ХХI і табл. ХIII].

=1-0,85=0,15.

Отже, втрата з теплом шлаку, %:

q6=.

Сумарна втрата теплоти в котлі, %:

; (3.7)

.

Коефіцієнт корисної дії (ККД) котла, %:

; (3.8)

.

3.3 Теплота, що корисно використана в котлі

Тепло, що корисно викорастане к котлі, кДж/кг:

 (3.9)

де = 0 – кількість тепла, віддане окрім перегрівача;

=0 – тепло, отримане вторинним перегрівачем;

=0 – тепло сприйняте водою або повітрям, підігрітими у котельному агрегаті і віддаваємих на сторону, ккал/ч.

У результаті одержимо, кДж/кг:

, (3.10)

де  - витрата виробленої перегрітої пари, кг/с;

 - кількість пари що витрачається на продувку, кг/с;

 - ентальпія живильної води, кДж/кг;

 - ентальпія перегрітої пари, кДж/кг;

 - ентальпія води на лінії насичення, кДж/кг;

Приймемо для даного котла  рівне 2%.

= 0,02·640 =12,8 т/г.

Для котлів з природною циркуляцією тиск має бути таким, щоб подолати гідравлічний опір водяного економайзера і пароперегрівника і забезпечити заданий тиск пари за котлом, МПа:

, (3.11)

де  и – гідравлічний опір перегрівника і економайзера. Гідравлічний опір пароперегрівника не повинен перевищувати ~ 10% робочого тиску пари [1, c.74], МПа:

; (3.12)

Тиск в барабані, МПа:

; (3.13)

.

Гідравлічний опір економайзера, МПа:

; (3.14)

.

Тиск живильної води, МПа:

; (3.15)

.

Ентальпія перегрітої пари 3512,2 кДж/кг , визначається по таблицях термодинамічних властивостей води і водяної пари по тиску 15,2 МПа. Ентальпія живильної води 1039,1 кДж/кг, визначається по таблицях термодинамічних властивостей води і водяної пари по тиску 16,85 МПа і температурі 235оС. Ентальпія води на лінії насичення 1680,2 кДж/кг, визначається по таблицях термодинамічних властивостей води і водяної пари по тиску 16,7 МПа.

Повна кількість теплоти, що корисно використана в котлі, кДж/кг:

177,8(3512,2-1039,1)+3,5(1680,2-1039,1)=441943,3.

3.4 Витрата палива, що подається у топку

Визначається за формулою, кг/с:

; (3.16)

.

Для підрахунку сумарних об'ємів продуктів згоряння, повітря і теплоти, відданої газами в поверхнях нагріву, вводиться розрахункова витрата палива, яка визначається за формулою, кг/с:

; (3.17)

.

Розрахунок системи пилоприготування, пальників та паливоподачі ведеться по повній витраті В, а тяги і дуття по розрахунковій витраті .

4. Розрахунок теплообміну в топковій камері

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5