7.3 Температура уходящих газов

Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы котла, т.к. потеря теплоты с уходящими газами при нормальных условиях эксплуатации является наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Снижение температуры уходящих газов на приводит к повышению КПД котла примерно на 1 процент. Однако глубокое охлаждение газов требует увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева, а при сжигании сернистых топлив сопряжено еще и с опасностью низкотемпературной коррозии.

Существенное влияние на выбор температуры уходящих газов оказывает температура питательной воды. С ее ростом увеличивается КПД термодинамического цикла, а КПД котла падает. Так как задана температура питательной воды и топливо имеет приведенную влажность = 3,98 %·кг/МДж принимается температура уходящих газов [1].

7.4 Температура питательной воды

Температура питательной воды равна t_п.в = 230 °C (приложение А), ее давление определяется исходя из гидравлического сопротивления экономайзера:

P_п.в = P_б + (0,02 – 0,05)·P_пе = 15,368 + 0,05·13,6 = 15,64 МПа.

Энтальпия питательной воды при данном давлении и данной температуре равна [3]

h_п.в = 993,4 кДж/кг.

7.5 Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель

С целью предотвращения низкотемпературной коррозии воздух перед подачей в воздухоподогреватель подогревается до температуры . Эта величина определяется влажностью топлива и содержанием в топливе серы. У данного топлива содержание серы , влажности =3,98% кг/МДж, поэтому воздух до входа в воздухоподогреватель требуется подогревать в специальном устройстве – калорифере. Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель равна [1].

1 – топочная камера; 2 – радиационная ступень; 3 – ширмы; 4 – барабан котла; 5,6 – конвективные ступени пароперегревателя; 7 – экономайзер; 8 – воздухоподогреватель.

Рисунок 7.1 - Тепловая схема котла

8 Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания

8.1 Определение объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого топлива, при избытке α = 1 и нормальных условиях (101,3 кПа; 0 °С), на что указывает верхний индекс ‘н’ в обозначении величин [1]

= = 0,0889∙(25.9 + 0,375∙0,3) + 0,265∙2,1 - 0,0333∙10,2 =2,53 м³/кг.

Объемы продуктов сгорания, получающиеся при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (α = 1):

- азота

= 0,79∙2,53 + 0,008∙0,5 = 2 м³/кг;

- трехатомных газов

= 0,01866∙(25,9 + 0,375∙0,3) = 0,49 м³/кг;

- водяных паров

= 0,111∙2,1 + 0,0124∙36 + 0,0161∙2,53 = 0,72 м³/кг.

Действительные объемы водяных паров и дымовых газов при избытке воздуха α > 1 определяются по формулам:

Объемные доли трехатомных газов и водяных паров соответственно:

Масса продуктов сгорания, кг/кг,

Необходимые для расчета объемов продуктов горения и концентрации золы по газоходам агрегата коэффициент избытка воздуха на выходе из топки α_т, присосы воздуха в газоходах отдельных поверхностей нагрева Δα и доля уноса золы из топки a_ун выбираются в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива. Для газоплотных топочных камер величина α_т принимается равной α_т = 1,2. Доля уноса золы для данного топлива a_ун равна a_ун = 0,95 [1].

Избыток воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры получается прибавлением к α_т соответствующих присосов воздуха, т.е.

,

где i – номер поверхности нагрева по ходу дымовых газов.

Присосы воздуха в ширмах равны нулю, Δα_т = 0.02, 1 к.пе. = 0.015, 2 к.пе. = 0.015,

2эк. = 0.02, 2ТВП = 0.03, 1эк. = 0.02, 1ТВП = 0.03 [1].

Результатом расчета объемов продуктов горения является таблица 8.1, приведенная ниже.

Таблица 8.1 – Средние характеристики продуктов сгорания в газоходах поверхностей нагрева

Величина	Единица измерения
			газоходы
			топка, ширмы	1 к.пе	2 к.пе	2 эк	2 вп		1 эк		1 вп
Величина присоса Δα	-		0	0,015	0,015	0,02	0,03		0,02		0,03
Коэффициент избытка воздуха за поверхностью	-		1,2	1,215	1,23	1,25	1,28		1,3		1,33
Среднее значение коэффициента избытка воздуха в газоходе	-		1,2	1,2075	1,2225	1,24	1,265		1,29		1,315
Объем водяных паров			0,728	0,729	0,729	0,730	0,731		0,732		0,733
Объем продуктов сгорания			3,724	3,744	3,782	3,827	3,891		3,996		4,02
Объемная доля сухих трехатомных газов	-		0,132	0,131	0,129	0,128	0,126		0,124		0,122
Объемная доля водяных паров	-		0,196	0,195	0,193	0,191	0,188		0,185		0,182
Суммарная объемная доля	-		0,327	0,326	0,322	0,319	0,313		0,309		0,304
Масса образующихся газов			4,715	4,74	4,79	4,847	4,93		5,012		5,095
Концентрация золы			0,05	0,05	0,049	0,049	0,048		0,047		0,046
Плотность газов			1,2661	1,2661	1,2664	1,26666	1,26671	1,2672		1,24436