Лекция №8 Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива.

П ри сжигании топлива, кроме СО₂, Н₂О и SО₂ образуются СО, Н₂ и СН₄ сжигание которых за пределами топки невозможно в виду низких температур. Та теплота, которая выделилась бы при их сжигании, называется потерей от химического недожога.

,МДж/м³

, %

CO H₂ CH₄ CO₂ SO₂ H₂O

q₃ для

1. природного газа и мазута равно 0, 1-1%;

2. слоевого сжигания угля 0, 5-5%;

3. факельного сжигания угольной пыли 0-0, 5%.

Факторы, влияющие на q₃:

1. коэффициент избытка воздуха α_Т. При α_Т < α_кр появляются зоны с недостатком окислителя = > образуются СО, Н₂ СН₄. Для природного газа и мазута α_кр1 = 1, 03, а для угольной пыли α_кр2 = 1, 15.

α_кр1=1,03

1,15=α_кр2

2. Температура в топке При υ_Г < 1000 снижается скорость реакции горения , растет содержание СО, Н_2, СН₄ и растет q₃. Если υ_Г > 2000 идет процесс диссоциации (продукты полного сгорания распадаются на более простые). СО₂→СО + О - Q₃

3. тепловое напряжение топочного объема q_V характеризует время пребывания топлива в топочной камере. q_V ~ ≈ 1.5 – 2 сек При q_V < 0,1 снижается В, при этом снижается υ_Г, соответственно снижается скорость горения W_гор, а значит, растет q₃. А если q_V > 0,4, то растет В, а значит, растет V_Г, при этом растет скорость газов W_Г, следовательно снижается τ_преб, поэтому растет q₃. ,

4. п

   D ~ B ~ q_v

   аропроизводительность котла.

5. с

   25

   корость вторичного воздуха. При снижении скорости вторичного воздуха = > снижается скорость смесеобразования, а значит, растет СО, Н₂ и СН₄, соответственно растет q₃. ,

Пути снижения q₃:

1. интенсивное предварительное смесеобразование при α_Т = оптимальное;

2. высокие температуры ;

3. оптимальный расход топлива для данной топки.

Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива.

При сжигании топлива часть его не сгорает в топке и выносится за ее пределы с частицами золы и шлака. Та теплота, которая выделилась бы при дожигании горючих в шлаке и уносе называется потерей теплоты с механическим недожогом.

1. Г – содержание горючих в шлаке и уносе;

2. G – расход шлака и золовых частиц;

3. Q_гор – теплота сгорания горючих в шлаке и уносе. Q_гор≈ 33 МДж/кг

С учетом золового баланса получаем

т. е. Q₄ ↑ c ↑A^р,Г

Факторы, влияющие на q₄:

1 , % 5 0,5 .Марка топлива , % с ростом vг снижается время воспламенения, и растет пористость коксового остатка, а следовательно снижается q4.

2

, %

W^п=0,3

W^п=0,2

А^п

зольность топлива С ростом А^п ухудшается доступ О₂ к горючим, и повышается q₄.

3

б_з.о.

. размер частицы С ростом d растет толщина золовой оболочки, а , значит снижается доступ кислорода, следовательно, растет q₄.

4

см. q₃

. тепловое напряжение топки

5. паропроизводительность котла

q₄

см. q₃

6

C ↑α→↑V_г→↑W_газ→↑τ_преб

. коэффициент избытка воздуха Если α_Т < 1, 2, то q₄ растет из-за нехватки окислителя, а если α_Т > 1, 2, то q₄ растет из-за увеличения скорости газов и снижения времени пребывания.

Потери теплоты от наружного охлаждения котла (через обмуровку).

(тепловой поток)

С

увеличением D q₅ снижается

~ ~ При переменных нагрузках

Потери с физической теплотой шлака.

При сжигании твердого топлива образуется шлак, который выводится из топки при t = 600-1500ºС.

Виды топок.

1. С твердым шлакоудалением Вариант ИВТЭЦ – 2

; , при а_шл ≈ 0,05 q₆ ≈ 0

2. С жидким шлакоудалением Вариант ИВТЭЦ – 3

q_шл^плавл = 240-280, t_шл = 1400-1500ºС При а_шл = 0, 15 q₆ = 1%.

Коэффициент полезного действия котлов.

Это отношение теплоты полезно используемой к располагаемой теплоте топлива.

1. По прямому балансу

– испарительность топлива, для газового топлива и мазута U = 15-16, кг/кг

для КУ U = 7-8, для БУ U = 5-6, f(Q_н^р)

2. По обратному балансу

Расход топлива.

,

(расчетный)

При эксплуатации часть энергии расходуется на привод дымососа, вентилятора, элементов системы пылеприготовления, поэтому, с учетом собственных нужд:

В

если бы КПД было постоянно

В_х.х

D

=100-∑q_i

Оптимальный режим работы парового котла

Определение α_Т^опт.

q_i ∑q_i

q₂

q₄

q₃

α″_пе

α_опт

КОНЕЦ 1-й ЧАСТИ

Лекция №9

Топочные камеры.

Они служат для сжигания топлива с целью получения энергии, заключенной в нем.

Предъявляемые требования:

1. развитие и завершение процессов горения;

2. обеспечение требуемой паропроизводительности; D

3. максимальное шлакоулавливание; а_шл = макс

4. охлаждение газов до требуемой температуры уходящих газов(из топки υ″_т);

5. широкий диапазон регулирования.

Показатели работы

1. тепловая мощность , МВт

2. α_Т;

3. q₃, q₄;

4. ; МВт/м³

5. a_ун.

Слоевое сжигание твердого топлива

Организуется при сжигании углей в виде кусков на колосниковой решетке.

Включает:

1. подача топлива в слой;

2. перемешивание кусков в слое;

3. вывод шлака.

С лоевые топки.

Н емеханизированные полумеханические механические

(ручные)

Немеханизированные топки.

1 – решетка колосниковая;

2 – топочный объем;

3 – зольник;

4 – загрузочное окно;

5 – испарительный котельный пучок.

Доля живого сечения решетки

З

воздух

десь организованна противоточная схема движения топлива сверху вниз, то есть топливо движется сверху, воздух снизу вверх.

Затвор