Коэффициент полезного действия парового котла определяется по формуле
TK=0-q2-q3-q4r-q5-q6, (3.4)
Где Q2 — потеря теплоты с уходящими газами, %,
Ор ^ р
При разомкнутой схеме сушки (3.5а) принимает вид
==[(1~г)дух + /’ "отб — НІ в] (100 — G4)
2 ^р ‘ к • /
Где г и Ногб—доля отбора газов на сушку топлива и их энтальпия в месте отбора, кДж/кг.
При разомкнутой схеме сушки все данные о топливе относят к подсушенному топливу (сушонке), в том Числе бн И бр- Потери теплоты с химическим Q3, механическим QA недожогом и на наружное охлаждение Q5, %, принимаются по табл. П7 приложения. Потеря теплоты со шлаком, %, определяется по формуле
?6шл~—————————————- ——— > (36)
" Р
Где ашл = 1 — аун, ауи—доля уноса золы с продуктами сгорания, определяемая по табл. П8; (с0)шл—энтальпия шлака, кДж/кг, принимаемая по табл. П5 приложения.
Температура шлака Эшл при твердом шлакоудалении принимается равной 600° С; при жидком шлакоудалении — *н_ж либо при отсутствии данных—13 + 100° С, последние принимаются по [1].
Полный расход топлива определяется зависимостью
О ■ 100
В=^———————————————— . (3.7)
Расчетный расход топлива определяется с учетом механической неполноты горения
ДР = Д(1-О, О104). (3.8)
При разомкнутой схеме сушки расход топлива определяется по подсушенному топливу Всут. Для определения расхода сырого топлива производится пересчет по формуле
100- wcym
В = всуш————————————————— , (3.9)
Суш 100- Wp V
Где Wcyw—влажность подсушенного топлива на рабочую массу, %.
Коэффициент полезного действия т7ш находится по (3.4) с увеличением значения qA на потерю теплоты с уносом пыли после золоуловителей.
Пример 3.7. Для условий примера 3.1 определить КПД котла и расход топлива.
Решение. 1. Определяем КПД котла. Потери Q3 = 0; = 0,3%; #5=0,3% принимаем из примера 3.1.
По формуле (3.56) потеря теплоты с уходящими газами составит
[(1-0,34) 1256,0 + 0,34-4001,3-1,2306-223,6] (100-0,3)
Q =—————————————————————————————- = 8,81/о.
2 21 658
По формуле (3.6) потери теплоты со шлаками составят
0,5 1637,0-4,8
Я6шл=————————————————- !—— — = 0,18%.
6шл 21 658
Коэффициент полезного действия парового котла Лк= 100 —(8,81 +0,0 + 0,3 + 0,3 + 0,18) = 90,41 %.
2. Определяем расход подсушенного топлива (по примеру 3.1 0пк = 518 27ОкДж/с):
518 270-100
В cvm =—————————————— = 26,5 кг/с.
Суш 21658-90,41
3. Расход сырого топлива на котел (при Wp = 33,0%)
100-13,0 Я = 26,5—————— — = 34,41 кг/с.
100-33,0
Пример 3.8. Сопоставить расходы топлива при сжигании его в котле с разомкнутой схемой сушки и без нее. Расход топлива при разомкнутой схеме сушки топлива принять по примеру 3.7. Исходные данные рабочей массы влажного топлива и условия его сжигания принять следующими: влажность топлива И/р = 33,0%; избыток воздуха и его температуру на входе в калорифер Р’ = 1,22 и ‘х.„ = 30° С; T‘B = 55° С; избыток воздуха в уходящих газах аух=1,26; температуру уходящих газов 0 =150° С; теплоту сгорания 0£= 15 825 кДж/кг; HROi=F0f84 м3/кг; К0 = 4,34 м3/кг; ^ = 3,43 м3/кг; К°г0 = = 0,82 м3/кг.
Решение. Ниже приводится определение расхода топлива при замкнутой схеме сушки.
1. Определяем энтальпию газов при температурах 100 и 200° С. В соответствии с (2.23) и (2.24) находим теоретические энтальпии газов и воздуха при 0=100 и 200° С и по (2.25) определяем энтальпии газов для этих температур при аух=1,26 (табл. 3.1).
Таблица 3.1
|
Темпе |
Я?, |
А* и» |
Яг при |
|||
|
Ратура, °С |
КДж/кг |
КДж/кг |
КДж/кг |
КДж/кг |
КДж/кг |
А = 1,26 кДж/кг |
|
100 |
142,8 |
445,2 |
124,0 |
712,0 |
573,8 |
861,2 |
|
200 |
300,3 |
851,8 |
250,5 |
1442,6 |
1154,9 |
1742,9 |
При температуре Syx = 150°C Нух = 0,5(Н1гоо + Н™°) = = 1302,1 кДж/кг.
2. Определяем располагаемую теплоту топлива. Теплота подогрева воздуха вне котла (по § 3.1)
Єв. внШ = 1,22 (315,6 -172,1 )= 175,1 кДж/кг.
Принимаем расчетную температуру сырого топлива TTJl = 0° С, поэтому QTn = 0. Тогда £> £ = 15 825 + 0 +175,1 = 16 ООО кДж/кг.
3. Определяем потери теплоты и КПД’ котла. Находим потери с уходящими газами по (3.5а):
(1302,1 — 1,26 ■ 172,1)(100 —0,5)
Q 2=——————————————————- = 6,75%.
* 16 000
Другие потери находим с использованием табл. П7 приложения: Яз = 0; 04 = 0,5%; 05 = О,26%. При оу„ = 0,95
«шл = 0,05 и 06 = О, О5 -560-4,8/16000,1 = 8-10"3%.
Цк = ЮО — (6,75 + 0,0 + 0,5 + 0,26 + 0,008) = 92,48%.
4. Полный расход топлива на котле при замкнутой схеме сушки по (3.7)
518 272-100 „ л В=———————— = 35,03 кг/с.
16 000-92,48 ‘
При разомкнутой схеме сушки топлива (пример 3.7) расход топлива 5 = 34,41 кг/с.
Пример 3.9. Определить, как будут различаться КПД (приложение, табл. П1, топливо № 4) и расходы топлива при сжигании тощего угля в паровых котлах при газоплотном исполнении и с обычными экранами топки и газоходов при уравновешенной тяге. Принять для обоих вариантов одинаковыми: Syx = 130°C; гх в = 30° С; T‘B = 40° С; присосы в пыле — системе Аапл = 0,1, то же в воздухоподогревателе Аавп = 0,06; шлакоудаление — жидкое; параметры и расход пара—из примера 3.1. Избытки воздуха в уходящих газах: аух = 1,26—при газоплотном исполнении; аух=1,34—при уравновешенной тяге.
Решение. Котел в газоплотном исполнении. 1. Определяем располагаемую теплоту топлива. Принимаем расчетную температуру сырого топлива fTJ1 = 0° С, поэтому 6ТЛ = 0. Отношение количества воздуха на входе в котел к теоретическому определяется зависимостью Р’ = 1,20—0,0—0,1+0,06= 1,16. Энтальпии воздуха принимаем по табл. ПЗ приложения при температурах 30 и 40° С. Они равны Я°в = 249,3 и Яв = = 332,4 кДж/кг. При этом QB внш = 1,16(332,4-249,3) = = 96,4 кДж/кг. Тогда £> £ = 23 400 + 0 + 96,4 = 23 496 кДж/кг.
2. Определяем потери теплоты в котле. В соответствии с приложением (табл. П8) потери теплоты 03 = О, </4= 1,5%, 05=0,26%, ашл=0,2. Доля уноса золы аун = 0,8. Температура шлаков по [1 ] Tmn = 1400° С, тогда их энтальпия (сЭ)шл = = 1583 кДж/кг (см. табл. П5 приложения)
0,2-1583-25,4
0 6 ш л ~—————————————————- = 0,34%.
Шл 23 496
В соответствии с табл. ПЗ приложения для данного топлива при V=!30°C Я" = 1201 кДж/кг; Я° = 1080 кДж/кг. При избытке воздуха аух = 1,26 по (2.25)
Яух = 1201 + (1,26 -1) 1080 = 1482 кДж/кг.
По (3.5а)
(1482-1,26-249,3)(100-1,5)
Q =——————————————————— = 4,90%.
23 496
4. Коэффициент полезного действия по (3.3)
П= 100 — (4,90 + 0+1,5 + 0,26 + 0,34) = 93,0%.
Полный расход топлива по (3.7)
518 270-100
В — —-————————————- = 23,72 кг/с.
23 496 — 93,0 ‘
Значение принято по примеру 3.1.
Котел с уравновешенной тягой. 1. Потери теплоты: </з = 0,0%;
</4— 1,5%; 05 =0,26%; 06шл = О,34%.
2. Энтальпия Яух= 1201 +(1,34-1,0) 1080= 1568 кДж/кг.
3. Потеря с уходящими газами
(1568-1,34-249,3)(100-1,5)
А2 =——————————————————- = j, 1 / /о.
4 23 496
4. г к = 100—(5,17 + 0,0+1,5 + 0,26 + 0,34) = 92,73%.
, „„ 518 270-100 ^^ „ ,
5. В ——————- = 23,8 кг/с.
23 496-92,73 ‘ 1
При выполнении расчета следует иметь в виду, что в газоплотных котлах, в том числе при работе под наддувом, присосы в воздухоподогревателях остаются такими же, как и в котлах с уравновешенной тягой.
Таким образом, в газоплотном котле КПД выше на 0.27% и соответственно меньше расход топлива.
Пример 3.10. Насколько уменьшится расход условного топлива при сжигании в газоплотном котле по примеру 3.9 газообразного топлива (приложение, табл. П2 топливо № 8)? Принять избыток воздуха за топкой ат = 1,05, присос воздуха в воздухоподогреватель 0,06, температуру холодного воздуха и на •входе в котел TX B — T‘B~30° С, температуру уходящих газов 120° С.
Решение. В соответствии с табл. П7 для газообразного топлива </3 = 0,5%; tf^O; </5 = 0,26%. Топливо беззольное, потери с физическим теплом шлаков отсутствуют.
1. Определяем располагаемую теплоту топлива. Принимаем расчетную температуру топлива гтя = 0. В связи с отсутствием предварительного подогрева воздуха бв. внш = 0. По табл. П2 приложения Q 1 = Ъ1 560 кДж/м3.
Располагаемая теплота топлива (см. 3.2):
Б £ = 37 560 + 0+0 = 37 560 кДж/м3.
2. Определяем потерю теплоты с уходящими газами. По табл. П4 приложения для данного природного газа при $ух = 120° С теоретические энтальпии воздуха и продуктов сгорания равны Я® = 1583 кДж/м3 и Я® = 1854 кДж/м3, теоретическая энтальпия воздуха при температуре 30° С Я°в = = 395,7 кДж/м3.
Избыток воздуха в уходящих газах осух = ост + Аосвп = 1,05 + + 0,06=1,11.
При избытке воздуха аух=1,11
Нух = 1854 + (1,11 -1,0) 1583 = 2028 кДж/м3.
По (3.5а)
(2028-1,11-395.7)(100-0)
Чг~—————————————— 37~56(Г————— -4,23/е.
3. Определяем коэффициент полезного действия
TjK= 100 — (4,23 + 0,5 + 0,0 + 0,26 + 0,0) = 95,0%.
4. Определяем по (3.7) полный расход топлива
„ 518 270 100
В =—————————————— =14,52 м /с.
37 560-95,0 ‘ ‘
Значение QnK принято по примеру 3.1.
5. Определяем условный расход топлива. Условным называется топливо с низшей теплотворной способностью Qy т = = 29 308 кДж/кг:
» п іи о 37 560 ю /
Вут = В ——= 14,52 — = 18,62 кг/с условного топлива.
Т 29 308
Для сравнения: при сжигании в таком же котле тощего угля по примеру 3.9:
= 23,8 19,0 кг/с условного топлива, т. е. на 5,48%
Больше.
2-2065
ЗАДАЧИ
Задача 3.5. Насколько изменятся потери с уходящими газами для бурого угля Назаровского месторождения (приложение, табл. ГТ1, топливо № 15) при изменении Эух со 160 до 140 С (за счет очистки поверхностей газового тракта)? Принять избыток воздуха в уходящих газах 1,26, температуру холодного воздуха 30J С, температуру воздуха на входе в паровой котел 50 С, относительный избыток воздуха на входе в паровой котел 1,22. потери теплоты с механическим недожогом <74 = 0,5%.
Задача 3.6. Определить расход топлива для газоплотного котла производительностью 736,11 кг/с на следующие параметры пара:
Температура перегретого пара…………………………………… -…………………. 545/545^ С
Температура питательной воды…………………………………………………………. 270′ С
Давление свежего пара на выходе……………………………………………………. 25,02 МПа
Давление питательной воды…………………………………………………………….. 30,41 МПа
Расход пара через промежуточный перегреватель……………………………… 605.56 кг/с
Температура пара на входе в промежуточный перегреватель…………………. 295 С
Давление пара после промежуточного перегревателя………………………….. 3,92 МПа
Давление пара на входе в промежуточный перегреватель……………………. 4,17 МПа
Топливо— природный газ (приложение, табл. П2, топливо № 7)
При проведении расчетов:
Температура воздуха перед паровым котлом…………………………………….. 30 С
Предварительный подогрев воздуха…………………………………………………………………. Отсутствует
Избыток воздуха на выходе из паровою котла…………………………………… 1,30
Температура уходящих газов…………………………………………………………… 120 С
Впрыск в промежуточный пароперегреватель Отсутствует
Задача 3.7. Определить потери q2 для топлив с различной влажностью при одинаковой температуре уходящих газов 9>х= 140° С и «>х = 1,45; ?х п = 30 С;
T‘„ = 30~ С; tTsl=(Y С. Принять следующие топлива по габл. ПІ: А Ш(М> 3). кузнецкий СС (№ 6), назаровский уголь (№ 15) и соответственно с/л, равное 4; 1; 0,5%, яун = 0,95.
Задача 3.8. Определить потери q2 при сжигании в паровом котле экибастузского угля (приложение, табл. П1, № 9) при 9ух=140°С и избытке воздуха на выходе из парового котла соответственно 1.20: 1.30; 1.40; 1,50. Принять /х в = 30 С, t ‘„ = 30° С, </4 = 2%, = 0. Сопоставить изменение объемов газов (см. гл. 2) и потерь q2.