2.4 Определение расходов топлива, воздуха и дымовых газов

> Для дальнейшего выбора оборудования проектируемой КЭС мощностью 600 МВт, необходимо провести укрупненный расчет котельного агрегата. Данные этого расчета потребуются для выбора дутьевых вентиляторов и дымососов, а также для выбора золоулавливающей установки.

>

> В блоке с турбиной К-210-130 будем использовать котел ТП-87м с жидким шлакоудалением.

Таблица 2.1

Топливо – Каменный уголь Кузнецкий бассейн (тощий)

№ п/п	Наименование	Усл.обозн.	Размерность	Кол-во
1	Углерод	Ср	%	55,8
2	Водород	Нр	%	3,2
3	Кислород	Ор	%	2,9
4	Азот	Nр	%	0,9
5	Сера (орг.)	Sорр	%	0,5
6	Сера (колч.)	Sкр	%	0,7
7	Влага	Wр	%	8,0
8	Зола	Ар	%	28,0
9	Низшая теплотворная способность	Qнр	Ккал/кг	5860
10	Выход летучих	Vг	%	16
11	Коэффициент размолоспособности	Кло	–	1,2

Расчет воздуха (теоретический объем воздуха)

V⁰в = 0,0899 × (Ср + 0,375 × Sр) + 0,265 × Hр - 0,0333 × Ор =

0,0899 × (55,8 + 0,375 × (0,5+0,7)) + 0,265 × 3,2 - 0,0333 × 2,9 = 5.65 м³/кг

Расход дымовых газов:

Объем трехатомных газов

VRO₂ = 0,01866 × (Cр + 0,375 × Sр) = 0,01866 × (55,8 + 0,375 × 1,2) = 1.05 м³/кг

Объем азота

V⁰N₂ = 0,79 × V⁰в + 0,008 × Nр = 0,79 × 5.65 + 0,008 × 0,9 = 4.47 м³/кг

Объем водяных паров

VH₂O = 0,111 × Нр + 0,0124 × Wр + 0,0161 × V⁰в =

0,111 × 3,2 + 0,0124 × 8,0 + 0,0161 × 5,65 = 0.62 м³/кг

Объем продуктов сгорания

V⁰Г = VRO₂ + VN₂ + VH₂O = 1.05 + 4.47 + 0.62 = 6.14 м³/кг

Расход дымовых газов

VГ = Вр × (V⁰Г + Δλ × V⁰В) × (t₂ + 273)/273 =

41,07 × (6.14 + 0,02 × 5,65) × (162 + 273)/273 = 409,2 м³/с

VГ = 1473120 м³/ч

где Δλ = 0,02 – коэффициент избытка воздуха перед дымососом;

t₂ = 162 °С – температура уходящих газов;

Вр = 41,07 кг/с – расчетный расход топлива.

Расход воздуха

VВ = 1,05 × Вр × V⁰в × (λТ - Δλп/п + Δλв) × (tв + 273)/273 =

1,05 × 41,07 × 5,65 × (1,2 - 0,04 + 0,05) × (30 + 273)/273 = 327,2 м³/с

VВ = 1177920 м³/ч

где: tв = 30 °С – температура холодного воздуха

λТ = 1,2 – коэффициент избытка воздуха в топке

Δλп/п = 0,04 – присосы воздуха в систему пылеприготовления

Δλв = 0,05 – присосы воздуха в топку.

Определение количества образовавшихся в процессе сжигания топлива шлака и золы

Расход летучей золы, поступающей в золоуловитель, находим по формуле:

MЗЛ = 0,01 × Вр × λу.н × Ар + 0,01 × Вр × qн × (Qрн/32700) =

0,01 × 41,07 × 0,95 × 28,0 + 0,01 × 41,07 × 0,5 × (27423/32700) = 109,41 кг/ч

где Вр = 41,07 кг/ч – расчетный расход топлива;

λу.н = 1 - Qшл = 1 - 0,05 = 0,95 – доля золы, уносимая газами;

Ар = 28,0 % - зольность топлива;

Qрн = 27423 кДж/кг – низшая теплота сгорания топлива;

qн = 0,5 – потери тепла с механическим недожогом.

Суммарное количество шлака и золы, удаляемых с котла, определяем по формуле:

MШЛ = 0,01 × Вр × (Ар + qн × (Qрн/32700)) × (1 - λу.н × (1 - ηзл/100)) =

0,01 × 41,07 × (28,0 + 0,5 × (27423/32700)) × (1 - 0,95 × (1 - 99/100)) = 18,5 кг/ч

где ηзл = 99% - КПД золоуловительной установки.

Расчет выбросов оксидов серы, летучей золы, азота в дымовую трубу.

Выбросы сернистого ангидрида

MSO₂ = (0,02 × Вр × Sр)/3600 = (0,02 × 41,07 × (0,5+0,7))/3600 = 0,00027 кг/с

MSO₂ = 0,27 г/с

Количество окислов азота:

MNок = 9,55 × 10⁻⁶ × к × Вр × Qрн,

где к – коэффициент, характеризующий выход окислов азота на одну тонну сжигаемого топлива

к = (28 × Дп/к)/(1000 + Дп/к) = (28 × 570)/(1000 + 570) = 10.17

MNок = 9,55 × 10⁻⁶ × 10.17 × 41,07 × 27423 = 1,09 г/с

Количество летучей золы

μЗЛ = Вр × (1 - ηЗЛ/100) × [(1 - qн) × (Ар/100) × λу.н + qн/100] =

41076 × (1 - 99/100) × [(1 - 0,5) × (28,0/100) × 0,95 + 0,5/100] = 56,6 кг/ч = 15,7 г/с

где Вр = 41076 кг/ч – расчетный расход топлива;

ηЗЛ = 99% - КПД золоуловительной установки;

λу.н = 0,95 – доля золы, уносимая газами;

qн = 0,5 – потери тепла с механическим недожогом;

Ар = 28,0 % - зольность топлива.