Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Тепловой баланс н энергетическая характеристика котлоагрегата




Тепловой баланс котла выражает закон сохранения энергии и представляет собой равенство между подводимой и отводимой теп­лотой. Расчет энергобаланса основывается на равновесии рабочих средств по газовому и водопаровому тракту.

Количество теплоты, внесенное в топку топливом

Приходная часть энергобаланса определяет количество энергии, поступившей в котлоагрегат с химической энергией сжигаемого топ­лива (QРН), с физической теплотой топлива Т) и воздуха (QВ), а так­же внесенное в топку с паром (QФ) при паровом распыле топлива:

где В - расход топлива, кг/с;

с, - теплоемкость топлива, ккал/(кгтрад);

tT - температура топлива, °С.


 

Теплота, внесенная в топку с воздухом, нагретым вне котлоаг-

регата

QВ =VBCВtВ (4.11)

где VB - объем воздуха, необходимый для горения топлива, м3;

Св - объемная теплоемкость воздуха, ккал/(м3-град);

tВ - температура воздуха, °С.

Теплота, внесенная в топку с паровым дутьем или паром, по­даваемым на распыл жидкого топлива в форсунки


где i - энтальпия насыщенного или перегретого пара, ккал/кг;
i пв - энтальпия питательной воды, ккал/кг;

Д - паропроизводительность котлоагрегата, кг/ч.

Наибольшую составляющую потерь теплоты с уходящими га­зами принято определять по разности энтальпии продуктов сгорания (Jух) и холодного воздуха, подаваемого на горение топлива (Jхв):

Q2 = (Jух – Jхв) KQ4 (4.16)


 


 


где Дф - расход пара, кг/кг топлива;

i - энтальпия пара, ккал/кг.

При отсутствии подогрева топлива и воздуха вне котлоагрега-та и расхода пара на распыл топлива и дутье

Расходная часть энергетического баланса включает в себя те­плоту, полезно использованную на производство пара или горячей воды (Q1), и потери с уходящими газами (Q2) вследствие химиче­ского (Q3) и механического (Q4) недожога топлива в окружающую среду (Q5) с физической теплотой удаляемых шпаков (Q6):

Когда котел вырабатывает теплоноситель в виде горячей во­ды, подводимая теплота полезно расходуется на подогрев пита­тельной (сетевой) воды от температуры (tхв), которую она имеет на входе, до расчетной (tгв) на выходе

Q1 = G(tгв - tхв) (4.14)

где G - расход воды через котел, кг/ч.

В паровых котлоагрегатах полезно использованное количе­ство теплоты расходуется на подогрев питательной воды до тем­пературы насыщения и на превращение ее в насыщенный или пе­регретый пар:


Здесь Jух = Vух Cух tух - энтальпия уходящих газов, которая зависит от состава, объема (Vyx), теплоемкости (Сух) и температуры (tух) уходящих из котла газов;

Jхв = Vв Cв tв - теплосодержание холодного воздуха, которое за­висит от объема (Vв), теплоемкости (Cв) и температуры (tв) воздуха;

KQ4 = (1 - 0,01q4) - коэффициент, учитывающий потери от ме­ханического недожога твердог о топлива.

Из приведенного соотношения (4.16) видно, что уменьшить потери с уходящими газами можно за счет поддержания оптималь­ного коэффициента избытка воздуха и повышения температуры воздуха.

Потери теплоты вследствие химической неполноты горения
определяются по концентрации (наличию) в уходящих газах горю­
чих компонентов топлива СО, Н и СН4:

где VCT - объем сухих газов, м;

СО, Н и СН4 - содержание в уходящих газах окиси углерода, водорода и метана, %;

30,2; 25,8 и 85,6 - объемная теплота сгорания соответствую­щих газов, ккал/м.

Эти потери зависят от вида топлива, совершенства топливо-сжигающих устройств и коэффициента избытка воздуха.

Потери теплоты вследствие механического недожога топлива обусловлены наличием невыгоревшего топлива в шлаке (Q4 шл), провале (Q4 пр) и уносе (Q4 ун)


 




Данный вид потерь теплоты характерен только для сжигания твердого топлива, особенно в слоевых тогошвосжигающих устройствах, и зависит от состава топлива и способа его сжигания.

Потери теплоты в окружающую среду зависят от конструкции ограждения котла, степени экранирования топки, температуры га­зов в топке и других факторов:

Q5 =F k (tнn – tхв), (4.19)

где F- общая наружная поверхность котла, м2;

к - коэффициент теплопередачи через ограждающие конст­рукции котла, ккал/(м3-град);

tнn, tхв - температура соответственно наружной поверхности и окружающего воздуха, °С.

Потери с физической теплотой шлаков характерны только для процесса сжигания твердых тоилив:

где ашя - доля золы в шлаке,

Сшл - средняя теплоемкость шлаков в интервале температур от 0°С до tШЛ, ккал/(кг-град);

Ар - зольность рабочей массы топлива, %.

Отношение полезно использованной теплоты к подведенной определяет коэффициент полезного действия котла (брутто):

Расчет КПД но прямому балансу требует определения расхода топлива и выработки теплоты, что не всегда выполнимо в эксплуа­тационных условиях. Поэтому на практике используют метод об­ратного баланса, все составляющие которого отнесены.к распола­гаемому количеству теплоты Qp:


где q2, q3, q4, q5, q6 - относительные потери теплоты в долях от располагаемой теплоты.

Тогда КПД котла (брутто):

Таким образом, по величине потерь теплоты можно рассчи­тать КПД котлоагрегата, зная который можно определить и расход топлива при той или иной производительности котла:

абсолютный

удельный

Тепловой баланс отражает статическую характеристику кот­лоагрегата. Однако в процессе эксплуатации тепловая нагрузка из­меняется, и в соответствии с этим изменяются все показатели, ха­рактеризующие эффективность функционирования котлоагрегатов (рис. 4.5). Поэтому для расчетов и выбора режима работы котлоаг­регатов и котельных установок необходимо знать энергетические характеристики оборудования, отражающие зависимость расхода топлива от нагрузки В = f(Q).

Кроме расходных характеристик, важную роль играют харак­теристики удельных расходов b = f(Q), относительных приростов dB / dQ, коэффициента избытка воздуха α = f(Q) и отдельных со­ставляющих потерь теплоты qi = f(Q), температура перегрева пара tne = f(Q) и уходящих газов tух = f(Q),

Энергетические характеристики строят по результатам испы­таний котлоагрегатов. На основании анализа этих характеристик делают выводы и дают рекомендации для выбора оборудования, режима эксплуатации, повышения надежности и эффективности работы котельных установок.


 



 


Рис. 4.5. Энергетическая характеристика котлоагрегата, отражающая зависимости: 1) расхода топлива В = f(Q), потери тепла с ухо­дящими газами q2 = f(Q) и q5 = f(Q) в окружающую среду; 3) температуры дымовых газов tух = f(Q) и коэффициента избытка воздуха α = f(Q);

4) температуры питательной воды tпв = f(Q) и коэффициента полезного действия η = f(O) от теплопроизводительности Q


снабжения с учетом затрат по источнику теплоты, тепловым сетям и установкам потребителей. В городских (коммунальных) системах теплоснабжения экономически выгодно использовать в качестве теплоносителя горячую воду под давлением с температурой до 180°С.-В промышленных системах при небольшой нагрузке ото­пления и вентиляции рекомендуется использование пара.

Тепловой мощностью котельной считается максимальный ча­совой отпуск теплоты потребителям (Q) по всем видам теплоноси­теля. Поэтому тепловая мощность промышленно-отопительных ко­тельных определяется суммой максимально-часовых расходов теп­лоты на технологические цели (QT), на отопление п вентиляцию при максимальнозимнем режиме Q 0+B и среднечасовых расходов тепло­ты на горячее водоснабжение (Q 'гвс) - при открытых и максималь­но-часовых (Q "гвс) при закрытых системах теплоснабжения, с уче­том расхода теплоты на собственные нужды (QCH) и потери в теп­ловых сетях (Q П):

Кроме того, различают установленную, рабочую и резервную
мощность котельной. Установленной мощностью (Qy) считается
суммарная мощность котельной при номинальной нагрузке (мощ­-
ности QH) всех установленных котлоагрегатов:


 







Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 962 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

80% успеха - это появиться в нужном месте в нужное время. © Вуди Аллен
==> читать все изречения...

2356 - | 2224 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.