VON2 = 0,79*VO + 0,01*N2;
VON2 = 0,79*8,99+0,01*14,2=7,11+0,142 = 7,25 м3/нм3
VORO2 = 0,01*(CO2 + CO + H2S + ?m*CmHn);
V0RO2 = 0,01*(0,1+(78,2+8,8+6,6+2,8+1) = 0,975 м3/нм3
VOH2O = 0,01*(H2S + H2 + ?(n/2)*CmHn + 0,124*dГ) + 0,0161*VO,
V0H2O = 0,01*((156,4+13,2+8,8+3,5+1,2)+0,124*10) + 0,0161*8,99 =
= 0,01*(183,1+1,24)+0,14 = 1,98 м3/нм3
где dГ - влагосодержание природного газа в граммах на 1 нм3 (обычно принимается dГ = 10).
VГ = 0,975 + 7,25 + (1,1 - 1)*8,99 + 1,98 = 11,10 м3/нм3
Действительные объемы водяных паров (VH2O) можно определить по формуле,
VH2O = VOH2O + 0,0161*(aТ - 1)*VO.
VH2O = 1,98 + 0,0161*(1,1 - 1)*8,99 = 1,99 м3/нм3
Определить КПД котла при сжигании в нем известного топлива (данные задачи 1) и потери теплоты в процентах с уходящими газами, от химической и механической неполноты сгорания, в окружающую среду и с физической теплотой шлака. Рассчитать полезную тепловую мощность котла и расход топлива.
Дано:
Характеристика водогрейного котла
|
|
|
|
|
|
|
Паропроизводительность, т/ч
|
|
|
Расход воды через котел, т/ч
|
|
|
Рабочее давление, МПа
|
|
|
Температура (насыщенного) пара
или воды на выходе из котла, оС
|
|
|
Температура питательной воды, оС
|
|
Температура воды на входе в котел, оС
|
|
Температура уходящих газов (для котлов
ДЕ и КЕ с экономайзером), оС
|
|
При работе котельного агрегата вся поступившая в него теплота QPP, обычно равная низшей теплоте сгорания топлива, расходуется на выработку полезной теплоты Q1, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных тепловых потерь. Тепловой баланс котельного агрегата на единицу рассчитываемого топлива (кДж/кг или кДж/нм3) имеет вид
QPP = QСН = 34,16 МДж/нм3
или в относительных величинах (процентах)
100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6,
где q1 - полезная теплота, содержащаяся в паре или в горячей воде;
q2 - потери теплоты с уходящими газами;
q3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания;
q4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания;
q5 - потери теплоты от наружного охлаждения котельного агрегата;
q6 - потери с физической теплотой удаляемого шлака, охлаждения панелей и балок, не включенных к циркуляционный контур котла.
Потери теплоты с уходящими газами q2 определяются по формуле, %
(IУХ - aУХ * IОХВ)*(100 - q4)
q2 = ------------------------ ,
где IУХ - энтальпия уходящих газов, определяемая по температуре уходящих газов, кДж/кг или кДж/нм3;
aУХ - коэффициент избытка воздуха для последней поверхности нагрева котла;
IОХВ - энтальпия теоретического объема холодного воздуха (при расчетах обычно принимается tХВ = 30 оС), кДж/кг или кДж/нм3
IОХВ = 39,8*VO
Температура уходящих газов для котлов может быть принята из табл.. Энтальпию уходящих газов можно ориентировочно определить по соотношению, кДж/кг или кДж/нм3
IУХ = [1,8*VORO2 + 1,3*VON2 + 1,51*VOH2O + 1,33*(aУХ - 1)*VO]*tУХ.
Коэффициент избытка воздуха для последней поверхности нагрева aУХ может быть принят в пределах:
- для котлов типа КЕ - 1,55 - 1,65;
- для котлов типа КВ-ТС - 1,45 - 1,55;
- для котлов типа ДЕ - 1,35 - 1,45;
- для котлов типа КВ-ГМ - 1,25.
IУХ = [1,8*0,975 + 1,3*7,25 + 1,51*1,98 + 1,33*(1,25 - 1)*8,99]*190 =
= [1,76 + 9,43 + 2,99 + 2,99]*190 = 3262,3 кДж/нм3
IОХВ = 39,8*8,99 = 357,8 кДж/нм3
(3262,3 - 1,25*357,8)*100
q2 = ---------------------- = 8,24 %
Потери теплоты от химической (q3) и механической (q4) неполноты сгорания ориентировочно могут быть взяты при сжигании жидкого или газообразного топлива соответственно 0,5 % и 0 %, при сжигании углей - 0,5 - 1 % и 3 - 11 %.
Потери теплоты от наружного охлаждения (q5), обусловленная передачей теплоты через обмуровку агрегата наружному воздуху, может быть определена из рис. 2.1 по известной производительности котла.
Полезная тепловая мощность котла может быть определена по формуле, МВт:
для водогрейного
где G - расход вырабатываемого пара паровым котлом или горячей воды, проходящей через водогрейный котел, кг/с;
iГВ, iХВ - энтальпия воды на выходе из водогрейного котла и на входе в него, кДж/кг.
G = (125,3*1000)/3600 = 34,81 кг/с
iГВ = 150*4,19 = 628,5 кДж/кг
iХВ = 70*4,19 = 293,3 кДж/кг
Q1 = 34,81*(628,5 - 293,3)*10-3 = 11,67 МВт
Находим значение q5 по графику
Потеря теплоты со шлаком и от охлаждения балок и панелей (q6), не включенных в циркуляционный контур котла, зависит от зольности топлива, величины уноса, типа топочного устройства и т.д. В связи с этим при расчете котлов, работающих на жидком и газообразном топливе эти потери принимаются равными нулю, а при работе на угле в пределах 5-8 %.
Коэффициент полезного действия котла по выработанной теплоте, называемой КПД брутто, может быть определен по уравнению обратного теплового баланса, %
?К = q1 = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6).
?К = 100 - (8,24 + 0,5 + 0 + 1,4 + 0) = 89,86 %
Расход топлива B, подаваемого в топку котла, рассчитывается по формуле, кг/с или нм3/с
В = 11,67 /(34,16*0,8986) = 0,38 нм3/с
4. Для чего предназначены фестон и деаэратор в ТГУ?
В ТГУ фестон нужен для перегрева насыщенного пара.
Деаэратор предназначен для удаления корозийноактивных газов.
14. Приведите классификацию газообразного топлива.
- --
Природный газ добываемый из газовых месторождений.
- --
Газ попутный, добываемый одновременно с добычей нефти.
- --
ГАЗ из газоконденсатных месторождений (сжиженный газ).
24. Что понимают под понятием "химическая неполнота сгорания" топлива?
Химическая неполнота сгорания - это когда горючие газы выбрасываются в дымовую трубу.
34. Для чего используют низкий свод в топке в конце решетки прямого хода?
Низкий свод в топке используется для более полного выгорания топлива и улучшения прогрения свежего топлива.
41. Приведите и кратно поясните классификацию топочных устройств.
Топочные устройства подразделяются на
1. слоевые 2. камерные
-с плотным фильтрующим -факельные прямоточные
слоем
-с кипящим слоем -циклонные вихревые
51. Для чего, где и в каком количестве используют предохранительные клапаны в котлах?
Предохранительные клапаны в котлах устанавливаются на пароводяном тракте котла для сброса лишнего давления.
При мощности водяного котла до 407 кВт устанавливается 1 клапан.
При мощности водяного котла > 407 кВт 2 клапана (1 из них контрольный).
Устанавливаются на экономайзере, на выходных коллекторах труб, на верхнем барабане котла.
7