Тепловой баланс котла

Таблица 1.

Приход	МДж/кг	%	Расход	МДж/кг	%
Химическая теплота топлива			Теплота,вошедшая на выработку пара
			Потери с уходящими газами
Физическая теплота топлива
			Потери от химической неполноты сгорания
			Потери от механической неполноты сгорания
			Потери от наружног охлаждения Потери с жидким шлако- удалением

Вывод

Вопросы к защите практической работы №5

1.Втрати тепла з газами, що виходять з котла.

2.Втрати тепла з хімічним недопалом.

3.Втрати тепла з механічним недопалом.

4.Втрати тепла від зовнішнього охолодження.

5.Втрати тепла з фізичним теплом шлаків.

Метлдические указания к практической работе №6

Практическое занятие №6

Тема занятия: Расчет кпд теплового баланса котла.

Цель занятия:

- Закрепление знаний по теме « Тепловой баланс котла»;

- приобретение навыков расчета тепловых балансов;

- определение отдельных составляющих баланса котла.

Задание:

Для заданного типа котла, параметров пара и воды, расхода топлива и его характеристик, температуры и состава уходящих газов ,количества шлака, характеристики шлака и уноса;

-дать характеристику заданного котла;

- определить по составляющим тепловых потерь баланса кпд котла;

Краткие теоретические сведения

Литература (1,с.32-62;2 с. 20-22; 7).

Характеристка котла

Класифікація котлів.

Основні параметри котла:

- паропродуктивність D_пп (т/год);

• тиск гострої пари Р_пп (МПа);

• температура гострої пари (⁰С);

• температура живильної води (⁰С);

• К.К.Д. котла (%);

• якщо використовується вторинний перегрів пари то вказується також його тиск та температура.

Букви Е, Пр, П, К – маркування котла.

При наявності в котлі вторинного перегріву пари, знизу біля марки котла ставлять маленьку букву «п».

В позиції після маркування вказують паропродуктівність котла (т/час); наступна позиція – тиск перегрітої пари (МПа); наступна позиція – температура гострої пари/температура вторинного перегріву; наступна позиція – вид використованого в котлі палива:

К – кам’яне вугілля;

С – сланці;

М – мазут;

Г – газ;

О – (отходы) відходи, сміття;

Д – (другие) інші види палива.

Наступна позиція – характеристика топки, її тип:

Т – камерна топка із твердим шлаковидаленням;

Ж - камерна топка із (жидким) рідким шлаковидаленням;

Р – (слоевая) топка;

В - (вихревая) вихрьова топка;

Ц – циклонна топка;

Ф – топка з киплячим шаром (флюидизированный слой);

Н – котел з наддувом.

Нариклад:

Еп – 640 – 14 – 545/545 КЖ можна сказати, що цей котел:

1. З природною (естественною) циркуляцією;

2. З вторинним перегрівом пари;

3. З продуктивністю 640 т/год перегрітої пари;

4. З тиском перегрітої пари 14 МПа;

5. З температурою первинного перегріву пари 545 ⁰С;

6. З температурою вторинного перегріву пари 545 ⁰С;

7. Використовуване паливо в котлі – кам’яне вугілля;

8. З рідким видаленням шлаку.

Целью составления баланса котла является определение КПД котла и расход топлива.

Из уравнения прямого баланса котла расход топлива равен

Здесь - полное количество теплоты, полезно отданное в котле, кВт;

- располагаемая теплота, кДж/кг;

- КПД брутто котельного агрегата, %

Для паровых котлов малой мощности, без пароперегревателя

, кВт;

с первичным пароперегревателем

, кВт

Здесь D_пп – расход пара, кг/с и ,МПа (из задания); - расход продувочной воды, кг/с; = кг/с,

,кг/с, где расход пара, - энтальпия насыщенного пара, кДж/кг, определяется по таблице XXIII /2/ или /6/,или таблицы 2.1.в зависимости от давления пара P⁰ из задания; - энтальпия кипящей воды на линии насыщения, кДж/кг определяется по таблице , в зависимости от температуры и давления пара в барабане ;

- энтальпия питательной воды, кДж/кг [определяется по таблице 2.1. в зависимости от давления и температуры питательной воды]; или по формуле:

= ,кДж/кг ;

где- - энтальпия перегретого пара, кДж/кг определяется по таблице 2.1. в зависимости от давления и температуры перегретого пара); - величина непрерывной продувки, принимается в пределах 2÷5% от D_пп в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата, параметров пара и количества ступеней испарения.

Располагаемая теплота на 1 кг твердого и жидкого топлива или на 1 м³ газообразного топлива определяется по формуле:

где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива;

– теплота, внесенная поступающим в котлоагрегат воздухом подогретым, вне агрегата отборным паром или водой; – физичес­кая теплота топлива;. - теплота, внесенная в котел паровым дутьем, – теплота, затраченная на разложение карбонатов (для сланцев).

Величина учитывается только для сернистых, высокосернис­тых, жидких и твердых топлив, для которых используется предваритель­ный подогрев воздуха и определяется по формул

,

где ,

то есть определяется через с учетом присосов возду­ха в топке и пылесистеме ( ), а также перетоков воздуха из воздушного в газовый тракт воздухоподогревателя . Таблица 3

Присосы воздуха для каждой поверхности нагрева принимаются по таблице 3

Таблица 3.

Найменування газоходу	Надлишок повітря за газоходом,	Присмок повітря в газоході,
Топка, фестон
Пароперегрівник
Водяний економайзер
Повітрепідігрівник
Пилосистема	Мм

Теоретические энтальпии холодного воздуха и предваритель­но подогретого воздуха определяются по соответствующим темпе­ратурам и °С (по табл.) или рассчитываются по формуле :

= , кДж/кг

При сжигании природного газа и малосернистых мазутов и твердых топлив предварительный подогрев воздуха не производится и °С [2]. Для сернистых и высокосернистых жидких и твердых топлив температура воздуха на входе в воздухоподогреватель выбирается на уровне, предотвращающем развитую сернокислотную коррозию металла и забивание низкотемпературной части поверхности нагрева липкими отложениями.

Физическое тепло топлива подсчитывается при условии:

= ,т.е. для нашего варианта расчета =0

Величина учитывается в тех случаях, когда топливо предварительно подогрето посторонним источником тепла. Например, при сжигании мазута.

Температура мазута должна быть высокой для обеспечения тонкого распыла в форсунках котла, = 90 ÷ 140 °С, тепло­емкость мазута .

Величина учитывается при использовании для распыла ма­зута паромеханических форсунок, в которых в топку котла вместе с разогретым мазутом поступает пар под давлением 0,3 ÷ 0,6 МПа и с температурой 280 ÷ 350 °С .

,

где - энтальпия пара, подаваемого в форсунки, кДж/кг.

Тепло, затраченное на разложение карбонатов при сжигании сланцев, подсчитывается по формуле

= 40,7 , кДж/кг.

Учитывается при сжигании сланцев, причем коэффициент разложения карбонатов k принимается по п.4-11 / I /.

Обычно для котлов низкого давления при сжигании твердого топлива принимают

кДж/кг ;

при сжигании мазута

, кДж/кг;

при сжигании газообразного топлива

, кДж/м³ .

Для нашего варианта величины

КПД брутто котельного агрегата определяется по обратному балансу котла.

,%

Потеря тепла с уходящими газами определяется

,

где -энтальпия уходящих газов при соответствующем избытке воздуха и температуре _ух определяется по Н- диаграмме, кДж/кг или кДж/м³;

– энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха, кДж/кг или кДж/м³ , определяемая по формуле , где

с_хв – теплоемкость воздуха, кДж/кг^оС;

t_хв – температура воздуха, ^оС;

V^о – теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого или жидкого и 1 м³ газообразного топлива при =1, определяемые в разделе 1 данного пособия.

Рекомендуемые температуры уходящих газов и горячего воздуха приведены в таблице 4.

Для нашего расчета рекомендуется вычеслять по формуле:

= ,кДж/кг

- потеря от механической неполноты сгорания, %.

При сжигании газообразного .и жидкого топлив = 0. Значение при слоевом сжигании твердых топлив принимается по таблице 1.

Потеря тепла от химической неполноты сгорания при слоевом и камерном сжигании твердых топлив определяется по таблице 1.

При сжигании жидких и газообразных топлив в котлах низкого давления принимается равной 0,5 %.

Потеря тепла от наружного охлаждения для стационарных теплогенераторов определяется по таблице 1.

При нагрузке, отличной от номинальной, q₅ определяется

, %,

где - потеря тепла от наружного охлаждения при номинальной нагрузке

D_ном, D_ф – номинальная и фактическая нагрузка котла, кг/с(т/ч).

Потери с физическим теплом шлака определяется

,

где _шл = 1-_ун; _ун находится по данным табл.6; - энтальпия золы, кДж/кг, определяется в зависимости от температуры .

Температура золы (шлака) при твердом шлакоудалении принимается равной 600 °С.

Для нашего варианта расчета определяется при условии:

;

Расчетный расход топлива определяют по формуле

Потери от наружного охлаждения учитываются введением в уравнение теплового баланса по газовой стороне коэффициента сохранения теплоты.

Все данные расчетов заносим в таблицу 5

Значения энтальпии воды и водяного пара ,кДж/кг принемаются по таблице 2.1.

Значения тепловых потерь принимаются по таблице 1 для рассматриваемых условий.

Рассчитанные значения и для твердого топлива для темрературы

100 Cº,200 Cº, приведены в таблице 4.