39. Дать физическую интерпретацию потерь теплоты с уходящими газами и химическим недожогом.

Потери теплоты с уходящими газами. Потери теплоты с уходящими газами определяются тем, что продукты сгорания после прохождения газового тракта не охлаждаются до температуры окружающего воздуха, а имеют достаточно высокую температуру. Превышение энтальпии уходящих газов над энтальпией поступающего в котел атмосферного воздуха представляют потери Q₂ называемые потерями теплоты с уходящими газами

6.17

где H_УХ, H_Х.В - соответственно энтальпия уходящих из котла газов и поступающего холодного воздуха, кДж/кг топлива. Формулу (6.17) можно переписать в следующем виде

6.18

В этой формуле - энтальпия теоретического объема уходящих газов при ? = 1; - энтальпия избыточного воздуха в потоке газов при ?_УХ; - энтальпия теоретического объема холодного воздуха, кДж/кг. Для достижения в эксплуатации проектных режимов работы котла его поверхности нагрева подвергаются систематической очистке с использованием различных механизмов (паровая и водяная обдувка, дробеочистка, виброочистка, импульсная термоочистка). Большое значение для уменьшения потерь теплоты q₂ имеет создание газоплотных настенных поверхностей нагрева. Потери теплоты с химическим недожогом топлива. В продуктах сгорания на выходе из топки могут находиться компоненты неполного сгорания исходного топлива СО, Н₂, СН₄ и другие газы, и их догорание за пределами топочной камеры становится невозможным из-за недостаточно высокой для этого температуры и нехватки кислорода. Теплота, которая потеряна в топочной камере в случае недогорания газообразных горючих, составляет потери теплоты с химическим недожогом топлива:

6.22

Здесь V_CO, V_H2, V_CH4 - объемы горючих газов в продуктах сгорания, м³/кг топлива; Q_CO, Q_CH2, Q_CH4 - соответственно объемная теплота сгорания горючих газов, кДж/м³. На основе (6.22) удельные тепловые потери в процентах от Q_p^p определяются по формуле

6.23

Химический недожог при сжигании газового и жидкого топлив составляет q₃ = 0…0,5%, а при сжигании твердого топлива, принимается равным нулю и в эксплуатации определяется главным образом содержанием в продуктах сгорания СО и в меньшей мере Н₂. Наличие в составе продуктов сгорания СН₄ свидетельствует о ненормальности организации процесса горения. Потери теплоты с химическим недожогом сильно зависят от коэффициента избытка воздуха и нагрузки парового котла (рис. 6.4). Рис. 6.4. Потери теплоты с химическим недожогом топлива: 1 - идеальное перемешивание топлива и воздуха в топке; 2 - реальные условия перемешивания при полной нагрузке котла; 3 - то же при пониженной нагрузке котла В условиях полного (идеального) перемешивания топлива с кислородом химический недожог может быть только при ?_ГОР < 1, где ?_ГОР - избыток воздуха в зоне горения, и будет увеличиваться пропорционально доле нехватки кислорода (1- ?_ГОР ). В реальных условиях при полной нагрузке наличие химического недожога при ?_ГОР = 1 определяется несовершенствомперемешивания топлива с воздухом. При коэффициенте избытка воздуха, названном критическим ?_КР, химический недожог q₃ = 0. Обычно ?_КР = 1,02…1,03 и характеризует степень аэродинамического совершенства горелочного устройства.