Контроль избытка и присосов воздуха

Эффективность процесса горения и экономичность работы парового котла в значительной степени определяется величиной коэффициента избытка воздуха в топке (α_т)

и присосов воздуха по газовому тракту (∆α).

Снижение коэффициента избытка воздуха в топке и присосов воздуха ведет к снижению расхода электроэнергии на тягу и дутье. Снижается потеря тепла с уходящими газами, но чрезмерное снижение коэффициента избытка воздуха в топке (α_т) может привести к потерям, связанным с недожогом топлива. Поэтому контроль коэффициента избытка воздуха в топке (α_т) и присосов в газоходы (∆α) имеет важное значение при эксплуатации котла

Рассмотрим газовый тракт парового котла.

- присос воздуха в i-ый газоход.

,

где , -коэффициенты избытка воздуха до и за i-ым газоходом

;

.

Определение коэффициента избытка воздуха

Для определения присосов и коэффициентов избытка воздуха используются следующие формулы:

1. углекислотная;

2. кислородная;

3. азотная.

Углекислотная формула

При полном сгорании топлива и α=1 сухие газы состоят из ( ). Если бы азот поступал только из воздуха, то он составил бы 79%, а - 21%, но это не так.

Величина зависит от содержания азота в топливе, реальное значение зависит еще и от коэффициента избытка воздуха.

Объем сухих газов соответствует объему воздуха. Следовательно при α=1 .

.

При α>1 - углекислотная формула.

Недостаток данного выражения в том, что состав топлива нестабилен, поэтому значения нестабильно особенно для твердого топлива, следовательно возникает неточность определения коэффициента избытка воздуха по углекислотной формуле.

Кислородная формула

Теоретически необходимый объем воздуха можно записать в виде:

,

где - это избыточное количество воздуха в продуктах сгорания.

(1).

При химически неполном горении и α>1 состав сухих газов можно записать выражением:

.

В данном выражении содержание кислорода в процентах равно:

.

.

Аналогично:

.

.

- кислородная формула.

При полном горении и пренебрегая содержанием азота в топливе:

.

Если принять содержание азота в продуктах горения 79%, то получим кислородную формулу в простейшем виде:

.

При химически неполном горении кислородная формула имеет вид:

,

где избыточное количество кислорода равно:

,

где - содержание кислорода по газовому анализу;

( )-объем кислорода на окисление (сжигание) газообразных продуктов неполного сгорания ( ).

Содержание азота определяется как остаточный член уравнения материального баланса

.

Точность кислородной формулы снижается, если азот в заметном количестве содержится в топливе.

Для таких случаев используется азотная формула:

, где - азотная формула,

где -содержание азота в продуктах сгорания; - содержание азота в топливе.

Энтальпия (теплосодержание) продуктов сгорания

В расчетах энтальпию продуктов сгорания и воздуха относят к единице массы твердого, жидкого или к единице объема газообразного, сожженного топлива.

I_Г, I_В ; или ; .

При α=1 Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания состоит

(1);

Энтальпию теоретического объема отдельных составляющих продуктов сгорания записывают в следующем виде

; ; ; ,

где - доля минеральной части топлива, уносимая из топки продуктами сгорания в виде золы. , где - доля минеральной части топлива переходящей в шлак.

Например, при твердом шлакоудалении .

При

.

П оследнее выражение показывает, что энтальпия газов определяется температурой и коэффициентом избытка воздуха. С увеличением коэффициента избытка воздуха увеличивается энтальпия.

Энтальпия газов в схеме б) будет меньше при = Const энтальпии газов в схеме а).

ЛЕКЦИЯ №7