2.
Определение присосов воздуха в топку
Для определения присосов воздуха в топку,
а также в газоходы до контрольного сечения помимо метода ЮжОРГРЭС с постановкой
топки под давление [ 4]
рекомендуется использовать метод, предложенный Е.Н. Толчинским [ 6].
Для определения присосов следует провести два опыта с разным расходом
организованного воздуха при одной нагрузке, при одном разрежении в верху топки
и при неизменном положении шиберов на воздушном тракте после
воздухоподогревателя, Нагрузку желательно принять как можно ближе к поминальной
с тем, чтобы была возможность (были достаточны запасы в производительности
дымососов и подаче дутьевых вентиляторов) изменять в широких пределах избыток
воздуха.
При этих условиях суммарные присосы
воздуха (Δαт), присосы в топку (Δαтоп)
и газоход пароперегревателя (Δαпп) определяются по
уравнению
где
При выполнении опытов
требуется производить измерение:
паропроизводительности котла – Дк;
температуры и давления свежего пара и
пара промперегрева;
содержания в дымовых газах О2
и при необходимости продуктов неполного горения (СО, Н2);
разрежения в верхней части топки и на
уровне горелок;
давления за воздухоподогревателем.
В том случае если нагрузка котла Допыт
отличается от номинальной Дном, приведение производится по уравнению
Однако уравнение (7) справедливо, если во
втором опыте избыток воздуха соответствовал оптимальному при номинальной
нагрузке. В противном случае приведение следует выполнять по уравнению
Проще решается задача определения
присосов воздуха в топку на газомазутных котлах: для этого надо прекратить
подачу в воздушный тракт газов рециркуляции (если используется такая схема);
пылеугольные котлы на время опытов, если это возможно, следует перевести на газ
или мазут.
И во всех случаях проще и точнее можно определить присосы при
наличии прямых измерений расхода воздуха после воздухоподогревателя (суммарного
или путем сложения расходов по индивидуальным потокам), определяя параметр С
в уравнении ( 5) по формуле
Наличие прямых измерений Q в позволяет
определить присосы и путем сопоставления его значения со значениями,
определяемыми по тепловому балансу котла:
В уравнении (10):
3)
при нормальных условиях на 1000 ккал для конкретного топлива (табл. 2);
Таблица 2
Приведенные теоретически необходимые объемы воздуха для сжигания различных
топлив
Бассейн, вид топлива | Характеристика топлива | Приведенный на 1000 ккал объем воздуха (при α = 1) , 103 м3/ккал | |||
Марка | W пр | ||||
Донецкий | Д | 4680 | 13 | 2,78 | 1,13 |
Г | 5260 | 8 | 1,52 | 1,13 | |
т | 5780 | 5 | 0,87 | 1,13 | |
А | 5390 | 8,5 | 0,93 | 1,13 | |
Кузнецкий | д | 5450 | 12,0 | 2,2 | 1,1 |
г | 6240 | 8,5 | 1,36 | 1,1 | |
т | 6250 | 6,5 | 1,04 | 1,1 | |
1СС, 2СС | 6180 | 10 | 1,62 | 1,1 | |
Карагандинский | К | 5090 | 8,0 | 1,57 | 1,1 |
Экибастузский | Сс | 4000 | 7,0 | 1,75 | 1,1 |
Подмосковный | Б2 | 2490 | 32,0 | 12,9 | 1,18 |
Райчихииский | Б2 | 3040 | 37,5 | 12,3 | 1,17 |
Ирша-Бородинский | Б2 | 3740 | 33 | 8,82 | 1,13 |
Березовский | Б2 | 3740 | 33 | 8,82 | 1,14 |
Сланцы | – | 2610 | 13 | 4,98 | 1,1 |
Фрезерный торф | – | 1940 | 50 | 25,8 | 1,22 |
Мазут | – | 9490 | 3,0 | 0,32 | 1,1 |
Газ Ставрополь-Москва | 8730 | – | – | 1,11 |
Расчеты с использованием 0 топлива, сжигаемого во время
опытов, поскольку значение этой величины в пределах одного вида топлива (группы
топлив близкой приведенной влажности) изменяется незначительно. Определяя присосы по уравнению ( 11), следует иметь в виду возможность больших
погрешностей – по [ 4]
порядка 5%. Тем не менее, если при проведении испытаний помимо определения
присосов ставится задача выявить распределение воздуха, поступающего в топку по
потокам, т.е. значение Qв известно, пренебрегать определением
Упрощение методики, изложенной в [ 6],
проведено в предположении, что присосы в газоходе от места измерения в верху
топки до контрольного сечения (за пароперегревателем или далее по тракту), где
проводится отбор проб газа на анализ, невелики и мало меняются от опыта к опыту
из-за малого сопротивления поверхностей нагрева в этом районе.
В тех случаях,
когда это предположение не удовлетворяется, следует использовать методику [ 6]
без упрощений. Для этого требуется проведение не двух, а трех опытов. Причем
описанным выше двум опытам (далее с верхними индексами ” и “‘) должен
предшествовать опыт (с индексом ‘) при том же расходе организованного воздуха,
что и в опыте с индексом (“), но с большей нагрузкой.
4.
Определение присосов воздуха в системы пылеприготовления
Определять присосы согласно [ 7]
следует в установках с промбункером, а также с прямым вдуванием при сушке
дымовыми газами. При газовой сушке в обоих случаях присосы определяются, как и
в котле, на основе газового анализа в начале и в конце установки.
Расчет присосов по отношению к объему
газов в начале установки ведется по формуле
Расходы воздуха и влажного сушильного
агента определяются с помощью стандартных измерительных устройств либо с
помощью протарированных трубками Прандтля мультипликаторов [ 4].
Тарировку мультипликаторов следует производить в условиях, максимально
приближенных к рабочим, так как показания этих устройств не строго подчинены
закономерностям, присущим стандартным дроссельным устройствам.
Для приведения объемов к нормальным
условиям измеряются температура и давление воздуха на входе в установку и
влажного сушильного агента у мельничного вентилятора. Плотность воздуха 3) в
сечении перед мельницей (при обычно принимаемом содержании водяных паров (0,01
кг/кг сухого воздуха):3)
определяется по формуле
здесь Вм –
производительность мельницы, т/ч;
μ – концентрация топлива в воздухе,
кг/кг;
3/ч;
Подсчеты при определении присосов
проводятся по формулам:
где
Значение присосов по отношению к
теоретически необходимому для сжигания топлива расходу воздуха определяется по
формуле
3/ч;
n –
среднее число работающих систем пылеприготовления при номинальной нагрузке
котла;
В к – расход
топлива на котел, т/ч;
V 0 –
теоретически необходимый расход воздуха для сжигания 1 кг топлива, м3/кг.
Для выявления значения
В этом случае
A Ш | 1,376 | 0,70 |
Тощие угли | 1,36 | 0,70 |
Каменные угли и их отходы | 1,35 | 0,70 |
Бурые угли | 1,354 | 0,51 |
Сланцы | 1,325 | 0,48 |
Торф | 1,365 | 0,60 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПАРА И ДИАПАЗОНА ЕЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ
5.1. При проведении эксплуатационных
испытаний следует выявить возможный диапазон регулирования температуры пара с
помощью пароохладителей и при недостатке этого диапазона определить
необходимость вмешательства в топочный режим для обеспечения требуемого уровня
перегрева, поскольку указанные параметры определяют техническое состояние
котла, характеризуют качество ремонта.
5.2. Оценка уровня температуры пара
ведется по значению условной температуры
К – коэффициент, учитывающий увеличение тепловосприятия перегревателя
вследствие роста температурного напора при включении пароохладителя. Значение
этого коэффициента зависит размещения пароохладителя: чем ближе пароохладитель
расположен к выходу из пароперегревателя, тем ближе к единице коэффициент. При
установке поверхностного пароохладителя на насыщенном паре К принимается
равным 0,75 – 0,8.
При использовании для регулирования
температуры пара поверхностного пароохладителя, в котором пар охлаждается за
счет пропуска через него части питательной воды,
При отсутствии измерения расхода воды на
впрыск последний может быть определен по формуле
5.3. Диапазон нагрузок котла, в пределах
которых номинальная температура свежего пара обеспечивается устройствами,
предназначенными для этой цели без вмешательства в режим работы топки,
определяется экспериментально. Ограничение для барабанного котла при снижении
нагрузки часто связано с неплотностью регулирующей арматуры, а при увеличении
нагрузки может являться следствием пониженной температуры питательной воды
из-за относительно меньшего расхода пара через пароперегреватель при неизменном
расходе топлива.
5.4. При проведении сравнительных
испытаний котла до и после ремонта так же экспериментально должен быть
определен диапазон нагрузок, при котором выдерживается номинальная температура
пара промперегрева. При этом имеется в виду использование проектных средств
регулирования этой температуры – паропарового теплообменника, газовой
рециркуляции, байпаса газов помимо промпароперегревателя (котлы ТП-108, ТП-208
с расщепленным хвостом), впрыска.
Рис. 3. Пример определения необходимого
дополнительного понижения температуры перегретого пара в пароохладителях при
понижении температуры питательной воды и сохранении неизменного расхода пара
Примечание. График построен исходя из того, что при
понижении температуры питательной воды, например с 230 до 150°С, и неизменных
паропроизводительности котла и расходе топлива энтальпия пара в
пароперегревателе увеличивается (при рп.п = 100 кгс/см2)
а 1,15 раза (со 165 до 190 ккал/кг), а температура пара с 510 до 550°С
Рис. 4. Пример определения нагрузки котла,
приведенной к номинальной температуре питательной воды 230 °С (при t п.в = 170 °С и Д t = 600 т/ч Дном = 660 т/ч)
Примечание . График построен при
следующих условиях: t п.е = 545/545°С; рп.п
= 140 кгс/см2; р’пром = 28 кгс/см2; р”пром
=26 кгс/см2; t ‘пром = 320°С; Дпром/Дпп
= 0,8
Таблица 3
Усредненные значения коэффициентов К , С и d для подсчета потерь тепла q 2
Топливо | К | С | b |
Антрациты, | 3,5 0,02 W п ≈ 3,53 | 0,32 0,04 W п ≈ 0,38 | 0,12 |
полуантрациты, | |||
тощие угли | |||
Каменные угли | 3,5 0,02 W п | 0,4 0,04 W п | 0,14* |
Бурые угли | 3,46 0,021 W п | 0,51 0,042 W п | 0,16 0,011 W п |
Сланцы | 3,45 0,021 W п | 0,65 0,043 W п | 0,19 0,012 W п |
Торф | 3,42 0,021 W п | 0,76 0,044 W п | 0,25 0,01 W п |
Дрова | 3,33 0,02 W п | 0,8 0,044 W п | 0,25 0,01 W п |
Мазут, нефть | ~ 3,5 | ~ 4,5 | 0,13 |
Природные газы | 3,53 | 0,60 | 0,18 |
Попутные газы | 3,52 | 0,62 | ~ 0,18 |
*При Wп ≥ 2 b = 0,12 0,014 Wп. |
Температура холодного воздуха
Поправочный коэффициент КQ
определяется по формуле
Физическое тепло топлива имеет смысл
учитывать лишь при использовании нагретого мазута. Рассчитывается эта величина
в кДж/кг (ккал/кг) по формуле
Удельный расход тепла на 1 кг топлива,
внесенного в котел с воздухом (кДж/кг) [(ккал/кг)] при его предварительном
подогреве в калориферах, рассчитывается по формуле
3)
/ кДж [(кг·%·103) / ккал];
Приведенная влажность твердого топлива и
мазута рассчитывается на основе текущих средних данных на электростанции по
формуле
При совместном сжигании топлива различных
видов и марок, если коэффициенты К, С и b для различных марок твердого топлива отличаются один
от другого, приведенные значения этих коэффициентов в формуле ( 28) определяются по формуле
где а1 а2 … а n – тепловые доли каждого из топлив в смеси;
К 1К2…К n – значения коэффициента К (С, b ) для каждого из топлив.
3.3. Потери тепла с химической неполнотой
сгорания топлива определяются по формулам:
для твердого топлива
для мазута
для природного газа
3
или кДж/м3. Значение
При расчетах в кДж/м3
численные коэффициенты в этой формуле умножаются на коэффициент К = 4,187
кДж/ккал.
В формуле (37) СО, Н2
и СН4 – объемные содержания продуктов неполного сгорания
топлив в процентах по отношению к сухим газам. Определяются эти величины с помощью
хроматографов по предварительно отобранным пробам газа [ 4].
Для практических целей, когда режим работы котла ведется при избытках воздуха,
обеспечивающих минимальное значение q3, вполне достаточно в
формулу (37) подставлять лишь значение СО. В этом случае можно обойтись
более простыми газоанализаторами типа “Testo-Term”.
Тепловой баланс котельного агрегата
Тепловой баланс котельного агрегата устанавливает равенство между поступающим в агрегат количеством теплоты и его расходом. На основании теплового баланса котельного агрегата определяют расход топлива и вычисляют коэффициент полезного действия, который является важнейшей характеристикой энергетической эффективности работы котла.
В котельном агрегате химически связанная энергия топлива в процессе горения преобразуется в физическую теплоту горючих продуктов сгорания. Эта теплота расходуется на выработку и перегрев пара или нагревание воды. Вследствие неизбежных потерь при передаче теплоты и преобразовании энергии вырабатываемый продукт (пар, вода и т.д.) воспринимает только часть теплоты.
Тепловой баланс котельного агрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством теплоты и суммой использованной теплоты и тепловых потерь. Тепловой баланс котельного агрегата составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива или для 1 м3 газа.
Qр/р = Q1 ∑Qn
или
Qp/p= Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 (19.3)
Где Qр/р – теплота, которой располагают; Q1 – использованная теплота; ∑Qn – общие потери; Q2 – потери теплоты с уходящими газами; Q3 – потери теплоты от химического недожога; Q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания; Q5 – потери теплоты в окружающую среду; Q6 – потери теплоты с физической теплотой шлаков.
Если каждое слагаемое правой части уравнения (19.3) разделить Qp/p и умножить на 100%, получим второй вид уравнения, при котором тепловой баланс котельного агрегата:
q1 q2 q3 q4 q5 q6 = 100% (19.4)
В уравнении (19.4) величина q1 представляет собой коэффициент полезного действия установки “брутто”. Он не учитывает затраты энергии на обслуживание котельной установки: привод дымососов, вентиляторов, питательных насосов и прочие расходы.
Левая приходная часть уравнения теплового баланса (19.3) является суммой следующих величин:
Qp/p = Qp/н Qв.вн Qпар Qфиз.т (19.5)
где QB.BH – теплота, вносимая в котлоагрегат с воздухом на 1 кг топлива. Эта теплота учитывается тогда, когда воздух нагревается вне котельного агрегата (например, в паровых или электрических калориферах, устанавливаемых до воздухоподогревателя); если воздух нагревается только в воздухоподогревателе, то эта теплота не учитывается, так как она возвращается в топку агрегата;
Теплоту, вносимую с воздухом, рассчитывают по равенству
QВ.BH = β V0Ср (Тг.вз – Тх.вз)
где β – отношение количества воздуха на входе в воздухоподогреватель к теоретически необходимому; ср – средняя объемная изобарная теплоемкость воздуха; при температуре воздуха до 600 К можно считать ср = 1,33 кДж/(м3К); Тг.вз – температура нагретого воздуха, К; Тх.вз – температура холодного воздуха, принимаемая обычно равной 300 К.
Теплоту, вносимую с паром для распыления мазута (форсуночный пар), находят по формуле:
Qпар = Wф( iф – r )
где Wф – расход форсуночного пара, равный 0,3 – 0,4 кг/кг; iф – энтальпия форсуночного пара, кДж/кг; r – теплота парообразования, кДж/кг.
Физическая теплота 1 кг топлива:
Qфиз.т – ст (Тт – 273),
где ст – теплоемкость топлива, кДж/(кгК); Тт – температура топлива, К.
Значение величины Qфиз. т обычно незначительно и в расчетах учитывается редко. Исключением являются мазут и низкокалорийный горючий газ, для которых значение Qфиз.т существенно и должно обязательно учитываться.
Если предварительный подогрев воздуха и топлива отсутствует и пар для распыления топлива не используется, то Qp/р = Qр/н. Слагаемые потерь тепла в уравнении теплового баланса котельного агрегата подсчитывают на основании равенств, приводимых ниже.
1. Потерю теплоты с уходящими газами Q2(q2) определяют как разность между энтальпией газов на выходе из котельного агрегата и воздуха, поступающего в котельный агрегат (двоздухоподогревателя), т.е.
где Vr – объем продуктов сгорания 1 кг топлива, определяемый по формуле (18.46), м3/кг; cр.r, ср.в – средние объемные изобарные теплоемкости продуктов сгорания топлива и воздуха, определяемые как теплоемкости газовой смеси (§ 1.3) с помощью таблиц (см. прил. 1);
Котельные агрегаты и промышленные печи работают, как правило, под некоторым разрежением, которое создается дымососами и дымовой трубой. Вследствие этого через не плотности в ограждениях, а также через смотровые лючки и т.д. подсасывается из атмосферы некоторое количество воздуха, объем которого необходимо учитывать при расчете Iух.
Энтальпию всего поступающего в агрегат воздуха (с учетом присосов) определяют по коэффициенту избытка воздуха на выходе из установки αух = αт ∆α.
Общий подсос воздуха в котельных установках не должен превышать ∆α = 0,2 ÷ 0,3.
Из всех потерь теплоты величина Q2 – самая значительная. Величина Q2 возрастает с увеличением коэффициента избытка воздуха, температуры уходящих газов, влажности твердого топлива и забалластированности негорючими газами газообразного топлива.
Снижение присосов воздуха и улучшение качества горения приводят к некоторому уменьшению потери теплоты Q2. Основным определяющим фактором, влияющим на потерю теплоты уходящими газами, является их температура. Для снижения Тух увеличивают площадь теплоиспользующих поверхностей нагрева – воздухоподогревателей и экономайзеров.
Величина Тух влияет не только на КПД агрегата, но и на капитальные затраты, необходимые для установки воздухоподогревателей или экономайзеров. С уменьшением Тух возрастает КПД и снижаются расход топлива и затраты на него. Однако при этом возрастают площади теплоиспользующих поверхностей (при малом температурном напоре площадь поверхности теплообмена необходимо увеличивать; см. § 16.1), в результате чего повышаются стоимость установки и эксплуатационные расходы.
Поэтому для вновь проектируемых котельных агрегатов или других теплопотребляющих установок значение Тух определяют из технико – экономического расчета, в котором учитывается влияние Tух не только на КПД, но и на величину капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
Другой важный фактор, влияющий на выбор Тух, – содержание серы в топливе. При низкой температуре (меньше, чем температура точки росы дымовых газов) возможна конденсация водяных паров на трубах поверхностей нагрева. При взаимодействии с сернистым и серным ангидридами, которые присутствуют в продуктах сгорания, образуются сернистая и серная кислоты. В результате этого поверхности нагрева подвергаются интенсивной коррозии.
Современные котельные агрегаты и печи для обжига строительных материалов имеют Тух = 390 – 470 К. При сжигании газа и твердых топлив с небольшой влажностью Тух – 390 – 400 К, влажных углей
Тух = 410 – 420 К, мазута Тух = 440 – 460 К.
Влажность топлива и негорючие газообразные примеси являются газообразующим балластом, который увеличивает количество получающихся при горении топлива продуктов сгорания. При этом повышаются потери Q2.
При использовании формулы (19.6) следует иметь в виду, что объемы продуктов сгорания рассчитывают без учета механического недожога топлива. Фактическое количество продуктов сгорания с учетом механической неполноты горения будет меньше. Это обстоятельство учитывают, вводя в формулу (19.6) поправочный коэффициент a = 1 – р4/100.
2. Потеря теплоты от химического недожога Q3(q3). Газы на выходе из топки могут содержать продукты неполного горения топлива СО, Н2, СН4, теплота сгорания которых не использована в топочном объеме и далее по тракту котлоагрегата.
- недостаток окислителя (α <; 1);
- плохое перемешивание топлива с окислителем (α ≥ 1);
- большой избыток воздуха;
- малое или чрезмерно высокое удельное энерговыделение в топочной камере qv, кВт/м3.
Недостаток воздуха приводит в тому, что часть горючих элементов газообразных продуктов неполного горения топлива может вообще не сгорать из-за отсутствия окислителя.
Плохое перемешивание топлива с воздухом является причиной или местного недостатка кислорода в зоне горения, или, наоборот, большого его избытка. Большой избыток воздуха вызывает снижение температуры горения, что уменьшает скорости реакций горения и делает процесс сжигания неустойчивым.
Малое удельное тепловыделение в топке (qv = BQp/н/Vт, где В – расход топлива; VT – объем топки) является причиной сильного рас сеяния теплоты в топочном объеме и ведет к снижению температуры.
Завышенные значения qv также вызывают появление химического недожога. Объясняется это тем, что для завершения реакции горения требуется определенное время, а при значительно завышенном значении qv время нахождения топливовоздушной смеси в топочном объеме (т.е. в зоне наиболее высоких температур) оказывается недостаточным и ведет к появлению в газообразных продуктах сгорания горючих составляющих. В топках современных котельных агрегатов допустимое значение qv достигает 170 – 350 кВт/м3 (см. § 19.2).
Для вновь проектируемых котельных агрегатов значения qv выбирают по нормативным данным в зависимости от вида сжигаемого топлива, способа сжигания и конструкции топочного устройства. При балансовых испытаниях эксплуатируемых котельных агрегатов величину Q3 рассчитывают по данным газового анализа.
При сжигании твердого или жидкого топлива величину Q3, кДж/кг, можно определить по формуле
3.Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива Q4(g4). При горении твердого топлива остатки (зола, шлак) могут содержать некоторое количество несгоревших горючих веществ (в основном углерода). В результате химически связанная энергия топлива частично теряется.
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания включает ее потери вследствие:
- провала мелких частиц топлива через зазоры в колосниковой решетке Qпр (qпр);
- удаление некоторой части недогоревшего топлива со шлаком и золой Qшл (qшл);
- уноса мелких частиц топлива дымовыми газами Qун (qун)
Q4 – Qпp Qун Qшл
Потеря теплоты qyн принимает большие значения при факельном сжигании пылевидного топлива, а также при сжигании неспекающихся углей в слое на неподвижных или подвижных колосниковых решетках. Значение qун для слоевых топок зависит от видимого удельного энерговыделения (теплонапряжения) зеркала горения qR, кВт/м2, т.е. от количества выделяющейся тепловой энергии, отнесенного к 1 м2 горящего слоя топлива.
Допустимое значение qR BQр/н/R (В – расход топлива; R – площадь зеркала горения) зависит от вида сжигаемого твердого топлива, конструкции топки, коэффициента избытка воздуха и т.д. В слоевых топках современных котельных агрегатов величина qR имеет значения в пределах 800 – 1100 кВт/м2.
При расчете котельных агрегатов величины qR, q4 = qnp qшл qун принимают по нормативным материалам. При балансовых испытаниях потерю теплоты от механического недожога рассчитывают по результатам лабораторного технического анализа сухих твердых остатков на содержание в них углерода.
Обычно для топок с ручной загрузкой топлива q4 = 5 ÷ 10%, а для механических и полумеханических топок q4 = 1 ÷ 10%. При сжигании пылевидного топлива в факеле в котельных агрегатах средней и большой мощности q4 = 0,5 ÷ 5%.
4. Потеря теплоты в окружающую среду Q5 (q5) зависит от большого числа факторов и главным образом от размеров и конструкции котла и топки, теплопроводности материала и талщины стенок обмуровки, тепловой производительности котлоагрегата, температуры наружного слоя обмуровки и окружающего воздуха и т. д.
Потери теплоты в окружающую среду при номинальной производительности определяют по нормативным данным в зависимости от мощности котлоагрегата и наличия дополнительных поверхностей нагрева (экономайзера). Для паровых котлов производительностью до 2,78 кг/с пара q5 – 2 – 4%, до 16,7 кг/с – q5 – 1 – 2%, более 16,7 кг/с – q5 = 1 – 0,5%.
Потери теплоты в окружающую среду распределяются по различным газоходам котлоагрегата (топка, пароперегреватель, экономайзер и т.д.) пропорционально теплоте, отдаваемой газами в этих газоходах. Эти потери учитывают, вводя коэффициент сохранения теплоты φ = 1 q5/(q5 ȵк.а) где ȵк.а – КПД котельного агрегата.
5. Потеря теплоты с физической теплотой удаляемых из топок золы и шлаков Q6(q6) незначительна, и ее следует учитывать только при слоевом и камерном сжигание многозольных видов топлива (типа бурых углей, сланцев), для которых она составляет 1 – 1,5%.
Потери теплоты с горячей золой и шлаком q6, %, рассчитывают по формуле
где ашл – доля золы топлива в шлаке; Сшл – теплоемкость шлака; Тшл – температура шлака.
При факельном сжигании пылевидного топлива ашл = 1 – аун (аун – доля золы топлива, уносимой из топки с газами).
Для слоевых топок асл шл = ашл апр (апр – доля золы топлива в “провале”). При сухом шлакоудалении температура шлака принимается Тш = 870 К.
При жидком шлакоудалении, которое наблюдается иногда при факельном сжигании пылевидного топлива Тшл = Тзол 100 К (Тзол – температура золы в жидкоплавком состоянии). При слоевом сжигании горючих сланцев к зольности Aр вводится поправка на содержание углекислоты карбонатов, равная 0,3 (СО2), т.е. зольность принимается равной АР 0,3 (СО2)р/к. Если удаляемый шлак находится в жидком состоянии, то значение величины q6 достигает 3%.
В печах и сушилках, применяемых в промышленности строительных материалов, помимо рассмотренных потерь теплоты приходится учитывать также потери на прогрев транспортных устройств (например, вагонеток), на которых материал подвергается тепловой обработке. Эти потери могут доходить до 4% и более.
Таким образом, КПД “брутто” может быть определен как
ȵк.а = g1 – 100 – ∑q потерь(19.9)
Теплоту, воспринятую вырабатываемым продуктом (пар, вода), обозначим Qк.a, кВт, тогда имеем:
для паровых котлов
Q1 = Qк.а = D (in.n – iп.н) pD/100 ( i – iп.в) (19.10)
для водогрейных котлоагрегатов
Q1 = Qк.а = Мв ср.в (Твых – Твх) (19.11)
Где D – производительность котла, кг/с; iп.п – энтальпия перегретого пара (если котел вырабатывает насыщенный пар, то вместо iп.в следует поставить (iпн) кДж/кг; iп.в – энтальпия питательной воды, кДж/кг; р – количество воды, удаляемой из котлоагрегата с целью сохранения допустимого содержания солей в котловой воде (так называемая непрерывная продувка котла), %; i – энтальпия котловой воды, кДж/кг;
Расход топлива В, кг/с или м3/с, определяют по формуле
B = Qк.a/(Qр/н ȵк.a) (19.12)
Объем продуктов сгорания (см. § 18.5) определяют без учета потери от механического недожога. Поэтому дальнейший расчет котельного агрегата (теплообмен в топке, определение площади поверхностей нагрева в газоходах, воздухоподогревателя и экономайзера) осуществляется по расчетному количеству топлива Вр:
При сжигании газа и мазута Вр = В.