5 Выбор температуры горячего воздуха

При подогреве воздуха до 250-320 °С возможна более простая одноступенчатая компоновка низкотемпературных поверхностей нагрева (воздухоподогревателя и экономайзера) [1].

Для подогрева воздуха больше 310-320 °С воздухоподогреватели выполняют двухступенчатыми, в рассечку [1].

При этом в конвективной шахте последовательно по ходу газов размещаются: вторая по ходу воды ступень экономайзера, вторая по ходу воздуха ступень воздухоподогревателя, первая ступень экономайзера, первая ступень воздухоподогревателя [1].

Рекомендуемая температура горячего воздуха для бурых углей при сушке топлива горячим воздухом в замкнутой системе пылеприготовления [1]. Выбрана =400 _{, так топливо высоковлажное} =36%. Исходя из выбранной температуры горячего воздуха, выбираем двухступенчатую компоновку воздухоподогревателя и экономайзера, в рассечку.

Так как топливо имеет низкое содержание серы:

,

для подогрева воздуха используется трубчатый воздухоподогреватель (ТВП), который является более простым и дешевым, чем регенеративный воздухоподогреватель. Регенеративный воздухоподогреватель требует больших затрат на электроэнергию, дороже в эксплуатации.

6 Выбор и обоснование тепловой схемы котла

Под тепловой схемой котла понимается схема расположения поверхностей нагрева в газоходах котла, схема взаимного направления движения теплообменивающихся сред, схема распределения тепловосприятия между отдельными поверхностями нагрева. Количество ступеней пароперегревателя определяется по формуле [1]

,

где - суммарное приращение энтальпии пара, кДж/кг;

ΣΔh_по = 60 – 85 кДж/кг – суммарное снижение энтальпии пара в пароохладителях [1];

Δh_ст = 250 – 260 кДж/кг – приращение энтальпии пара в одной ступени пароперегревателя [1];

Температура и давление перегретого пара заданы (приложение А) и равны соответственно t_пе = 540 °C и P_пе = 13,6 МПа. Энтальпия определяется как функция этих двух параметров [3]

h_пе = 3438.0 кДж/кг.

Свойства пароводяной смеси в барабане определяется как функция давления в нем [1]

P_б = P_пе + (0,13 - 0,15)·P_пе = 13,6 + 0,13·13,6 = 15,368 МПа.

Энтальпия кипящей воды h^'_s и энтальпия сухого насыщенного пара h^"_s при этом давлении равны соответственно 1635,7 и 2600,4 кДж/кг [3].

Суммарное приращение энтальпии пара в пароперегревателе:

= 3438,0 – 2600,4+ 60 = 897,6 кДж/кг;

.

Итак, тепловая схема котла проектируется из 3 ступеней пароперегревателя:

• ширмовый перегреватель;

• Первая ступень конвективного пароперегревателя;

• Вторая ступень конвективного пароперегревателя.

Ширмы приняты гладкотрубные. В настоящее время они применяются чаще, так как они дешевле и проще в изготовлении цельносварных ширм.

7 Выбор и обоснование опорных (реперных) точек тепловой схемы котла

7.1 Температура газов на выходе из топки

Одним из самых ответственных актов конструирования является выбор температуры продуктов сгорания на выходе из топки (на входе в последующие ширмовые и конвективные поверхности нагрева). Здесь конструктор задает, по существу, соотношение между радиационным и конвективным теплообменом в агрегате. Поскольку радиационный теплообмен эффективнее в области высоких температур, экономически выгодной является высокая температура за топкой (порядка 1200-1250⁰С). Указанный уровень температур возможен лишь при сжигании природного газа, мазута и некоторых твердых топлив с очень высокой температурой начала деформации золы, например, экибастузского каменного угля. В остальных случаях температура газов перед фестоном или фестонированной частью конвективных поверхностей нагрева, расположенных в горизонтальном газоходе, не должна превышать температуры начала деформации золы t_A, а для ряда топлив с повышенной склонностью к шлакованию принимается еще ниже, чтобы золовые частички были твердыми и не прилипали к поверхностям нагрева.

Для предотвращения шлакования ширм температура газов на выходе из топки не должна превышать температуры начала деформации золы , в данном случае [1]. На основании данной рекомендации, температура газов на выходе из топки принимается равной .