Расчетный тепловой баланс, КПД и расход топлива.

Тепловой баланс и КПД определяют для оценки экономич­ности работы агрегата, а именно для определения расхода топли­ва на выработку единицы теплоты.

При работе парогенератора вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты пара и на покрытие тепловых потерь.

Суммарное количество теплоты, поступившей в парогенера­тор, называют располагаемой теплотой и обозначают Q _р ^p .

Тепловой баланс для м³ газа имеет вид:

                                          (4.1)

где Q ₁ - полезная теплота пара, кДж/кг или кДж/м³ ; Q ₂ - потеря теплоты с уходящими газами; Q ₃ - потеря теплоты от химической неполноты сгорания; Q₄ - потеря теплоты от механической неполноты сгорания; Q ₅ - потеря теплоты в окружающую среду через наружные ограждения котельной установки; Обычно тепловой баланс составляют применительно к уста­новившемуся тепловому режиму, а статьи баланса выражают в процентах от располагаемой теплоты, % .

Если отнести все слагаемые баланса к располагаемой теплоте Q_P^P 1 м³ топлива и выразить их в процентах, уравнение (4.1) примет вид:

                                                 (4.2)

здесь q ₁ -КПД брутто по выработанной теплоте пара:

Определение отдельных статей тепловых потерь:

                                   (4.3)

или:

- при сжигании твердого топлива:

 

Здесь - энтальпия 1 м³ уходящих газов, кДж/м³; α_ух=1,7 - коэффициент избытка воздуха на выходе из экономайзера; - энтальпия холодного воздуха при 30°С, кДж/м³, .

                                             Потери q ₂ , как и прочие тепловые потери, желательно иметь минимальными, а для этого и температуру на выходе из пароге­нератора надо иметь минимально возможную. Поэтому для более глубокого охлаждения продуктов сгорания устанавливают водя­ные экономайзеры и воздушные подогреватели. Обычно t_ух=120-200°С с установкой экономайзеров и t_ух=300-400°С без экономайзерной зоны. Но t_ух не может быть слишком низкой, ес­ли в продуктах сгорания имеется ангидрид SO₃, т.к. при соедине­нии с водяными парами получаются пары серной кислоты и нель­зя допустить концентрации этих паров на поверхностях нагрева.

 Более конкретную температуру уходящих газов t_ух, ° C , примем по рекомендации [I] или таблице: .

2. Потеря теплоты от химической неполноты сгорания (химиче­ский недожог) зависит от вида топлива, содержания в нём лету­чих, способа сжигания топлива и конструкции топки, коэффици­ента расхода воздуха в топке, от температуры в топочной камере, организации смесеобразовательных процессов в топке и горелке. Признаком недожога является наличие в уходящих газах горючих компонентов СО, Н₂. СН₄. В основном химический недожог обу­словлен некачественным смешением топлива с воздухом.

Обычно q ₃ = 0,7 % при сжигании твердого топлива.

При сжигании твердого топлива q ₄ =5,5 % - потеря теплоты от механической неполноты сгорания.

3. Потери теплоты от наружного охлаждения (потери в окру­жающую среду) обусловлены передачей теплоты через обмуров­ку наружному воздуху и зависит от теплового сопротивления об­муровки и общей поверхности ограждающих стен.

На основании длительной эксплуатации парогенераторов вы­работаны рекомендации для определения q ₅ в зависимости от паропроизводительности D: для котла производительностью 6,5 т/ч примем q ₅ =2,2 %. При создании новых агрегатов обычно для первоначальных расчётов q ₅ принимают до 5%.

4.Потери теплоты в виде физической теплоты шлаков учитывают в расчетах при сжигании высокозольных углей.

                         

После определения всех тепловых потерь определим КПД - брутто по уравнению обратного теплового баланса:

             

Для определения расхода топлива по уравнению прямого баланса необходимо определим полезную мощность парогене­ратора и располагаемую теплоту.

 

Полезная мощность парогенератора для случая выработки им перегретого и насыщенного пара, Вт:

    

где D_{H П} - расход насыщенного пара, кг/ч; D _ПР - расход воды на продувку с энтальпией i ' при кипении, по давлению в барабане, кг/ч; D_np= 2...5% от полной паропроизводительности котла; i _НП и i _ПВ - энтальпии насыщенного пара и питательной воды, кДж/кг.

В промышленных парогенераторах физическая теплота топ­лива учитывается только при сжигании мазутов. Твёрдое и газо­образное топливо сжигают обычно без подогрева.

В расчётах при сжигании углей прини­мают Q ^р _р = Q ^р _Н

С учётом того, что   и η_бр= Q ₁ ·100/Q_p^p , номинальный расход топлива, кг/ч и м³/ч, определяется из соотношения

Расчетный расход топлива при сжигании твердого топлива:

Для последующих расчётов следует определим коэффици­ент сохранения теплоты:

                                 

 

 

---

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 118; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!