Определение оптимального избытка воздуха в топке по минимуму тепловых потерь при сжигании природного газа и мазута
31
Количество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг (м3) топлива
при условии безостаточного использования кислорода, называют теоретически необходимым объемом воздуха в0. В этом случае теоретический объем продуктов сгорания составит г0 . Для обозначения объемов,
соответствующих теоретическим условиям горения, вводится индекс 0.
В действительных условиях невозможно довести топливо до полного сгорания при теоретически необходимом объеме воздуха в0 вследствие несовершенства перемешивания топлива с воздухом в большом топочном объеме за короткое время пребывания газов в нем (1–2 с). Поэтому для обеспечения достаточно полного сгорания топлива, удовлетворяющего экономическим показателям работы котлов, действительный объем воздуха всегда несколько больше теоретического. Отношение этих объемов называют
коэффициентом избытка воздуха в продуктах сгорания |
|
||
|
в |
|
|
= |
|
. |
|
в0 |
32 |
||
Необходимый коэффициент избытка воздуха в топке αт зависит от сорта топлива, способа его сжигания и конструкции топочного устройства. Эффективное перемешивание топлива с воздухом достигается в газовоздушных смесях, поэтому сжигание мазута и газового топлива требует наименьшего избытка воздуха. Расчетный коэффициент αт устанавливается с учетом всех факторов, обычно его принимают для разных топлив в пределах:
При сжигании жидких и газовых топлив 1,03–1,05 Уменьшение избытка воздуха дает экономию расхода энергии на привод тягодутьевых машин и повышает КПД котла, однако его снижение ниже расчетного значения αт ведет к быстрому росту недожога топлива и снижению экономичности котла.
33
При работе котла под разрежением, создаваемым дымососами, происходит подсос в
газовый тракт холодного воздуха из окружающей среды через возникающие в местах
сопряжения отдельных его элементов неплотности (трещины и зазоры в слоях
обмуровки, местах прохода через обмуровку труб и т. п.). За счет этого объем продуктов сгорания увеличивается, растет избыток воздуха, снижается температура газов.
Присосы определяются в долях теоретически необходимого объема воздуха
∆ = ,в0
где , – объем присосанного воздуха в пределах i-й поверхности парового котла.
Тогда избыток воздуха за i-й по порядку поверхностью нагрева определяется как
|
= + |
|
. |
|
|
т |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
В топочной камере также имеют место присосы воздуха ∆ т. С учетом этого |
||||
избыток воздуха в зоне горения будет составлять: |
|
|
||
|
гор = т − ∆т. |
34 |
||
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах:
ух = т + ∆шп + ∆кпвд + 2 ∙ ∆ппп + ∆эк + ∆рвп
В газоходах котла, где отсутствует рециркуляция дымовых газов объемы газов и энтальпия потока газов определяется по следующим зависимостям.
Объем газов, определяемый за любой поверхностью котла, можно найти по следующей формуле:
= г0 + 1,0161 − 1 в0.
Объем уходящих газов составит: ух = г0 + 1,0161 ух − 1 в0.
м3 м3
Размерность: м3, либо кг.
Энтальпию продуктов сгорания определяют для объема газов, полученного при сгорании 1 кг или 1 м3 топлива и обозначают через H, кДж/кг, или кДж/м3.
Энтальпия газов при избытке воздуха >1 определяется из уравнения
г = г0 + − 1 в0,
где г0 – энтальпия теоретического объема газов; в0 – энтальпия теоретического объема воздуха.
В газоходах котла, где поток увеличен на долю рециркуляции газов объемы газов и энтальпия потока газов определяется по следующим зависимостям.
|
= 0 |
+ 1,0161 |
|
− 1 |
0 |
∙ |
1 + ; |
|
|
|
г |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
= 0 |
+ − 1 0 |
∙ 1 + . |
35 |
|||||
|
г |
г |
|
|
в |
|
|
|
|