МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

В результате испытаний и обработки опытных данных должны быть получены показатели котельного агрегата и его хвостовых поверхностей нагрева, характеризующие экономичность сжигания топлива, интенсивность работы топочной камеры, поверхностей нагрева, гидравлические сопротивления газового и воздушного тракта.

При обработке результатов испытаний необходимо выполнить теплотехнические расчеты, характеризующие топливо и продукты горения, определить коэффициент избытка воздуха и присосы воздуха в газоходы котла, составить тепловой баланс котельного агрегата с определением отдельных потерь и КПД, составить частные тепловые балансы пароперегревателя, водяного эконо­майзера и воздухоподогревателя, а также выполнить вспомога­тельные расчеты.

Вся поступившая в котельный агрегат теплота расходуется на выработку полезной теплоты (в виде пара или горячей воды) и на покрытие тепловых потерь, возникающих в процессе работы; Тепловым балансом котельного агрегата называют равенство между поступившей в него теплотой и суммой выработанной по­лезной теплоты и теплоты, израсходованной на покрытие тепловых потерь. Поступившую в котельный агрегат теплоту называют располагаемой теплотой. Располагаемая теплота (в кДж/кг) для твердого и жидкого топлива определяется по формуле

<2р = <3н + О. В. ВН Н~ фт Ч — фф 0.К1 (18-17)

А для газообразного топлива

<2? = <2н + О^в. вн + <3т> (13-18)

Где — низшая теплота сгорания рабочей массы твердого или жидкого топлива, кДж/кг; — низшая теплота сгорания сухой массы газообразного топлива, кДж/м8; фв. вн — теплота, внесенная в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата отборным паром, отработанным паром или другим тепло­носителем, кДж/кг; фт — физическая теплота, внесенная топли­вом, кДж/кг или кДж/м3; (2ф — теплота, вносимая в агрегат при паровом распыле жидкого топлива, кДж/кг; (2 — теплота, затраченная на разложение карбонатов, учитывается только при сжигании сланцев, кДж/кг;

= -/»); (13-19)

(2Т = ст? т; (13-20)

<2ф = 0,35 (*ф — 2530); (13-21)

<2К = 40,74/г (С02)£- (13-22)

Здесь р — отношение количества воздуха на входе в котель­ный агрегат (в воздухоподогреватель) к теоретически необходи­мому; /?, /х. в — теплосодержание теоретически необходимого

Количества воздуха на входе в котельный агрегат и холодного

Воздуха, кДж/кг; ст — удельная теплоемкость рабочего топлива,

КДж/(кг-К) или кДж/(м3*К); и — температура топлива, К; к — коэффициент разложения карбонатов, принимаемый при слоевом сжигании равным 0,7; при камерном 1,0; (С02)к—содержание углекислоты в карбонатах в рабочей массе, %.

Тепловой баланс составляется для установившегося теплового режима испытуемого котельного агрегата на 1 кг твердого и жид­кого топлива или на 1 м3 газообразного топлива при нормальных условиях. Уравнение теплового баланса имеет вид

<2р = + <2з — Г <?4 + С?5 + Фб> (13-23)

Где С— полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, кДж/кг или кДж/м3; (23 — потеря теплоты с уходящими продук­тами горения, кДж/кг или кДж/м8; ф3 — потеря теплоты : хими­ческой неполноты сгорания, кДж/кг или кДж/м3; — потеря теплоты от механической неполноты сгорания, имеет место только при сжигании твердого топлива, кДж/кг; (?5 — потеря теплоты в окружающую среду (от наружного охлаждения), кДж/кг или кДж/м3; <2в = <2вШл + Рвохл — потеря теплоты с физическим теп­лом шлака и потеря на охлаждение не включенных в цирку­ляционную схему котла панелей и балок (<2втл имеет место только при сжигании твердого топлива), кДж/кг или кДж/м3.

Физическую теплоту, внесенную топливом ((2Т), следует учи­тывать только при сжигании мазута в форсунках любого типа, а теплоту, вносимую при паровоз распыле (Фф), только при уста­новке редко применяемых паровых форсунок. Теплота, внесенная в топку воздухом при подогреве его вне котельного агрегата, может не учитываться, если температура воздуха измеряется на входе в котельный агрегат (в воздухоподогреватель). Это упрощает испытания и составление теплового баланса за счет исключения из фр величины фв вн’

Эксплуатационные и наладочные испытания обычно прово­дятся с определением КПД котельной установки с точностью до ±2%. Следовательно, при этих испытаниях физическая теп­лота топлива, вносимая с подогретым мазутом, может не учиты­ваться, так как дает относительную погрешность при определении КПД менее 0,8%.

Уравнение теплового баланса котельного агрегата с учетом сказанного о располагаемой теплоте и потерях теплоты при сжи­гании различных топлив для твердого топлива (в кДж/кг), за исключением сланцев, примет вид

Фн — Ql + (& ~Ь <2з 4- <?4 + С? б> для жидкого топлива (в кДж/кг)

<3н = <2і + $2 -{- <3з + (2.5 фб охлі

Для газообразного топлива (в кДж/м3)

~Ь <2г + <2з -}~ Сб фе охл*

 

(13-24)

(13-25)

(13-26)

 

Коэффициентом полезного действия (брутто) котельного агре­гата называют отношение выработанной котельным агрегатом теплоты к располагаемой теплоте (в процентах):

Потери теплоты в котельном агрегате также относят к распо’ лагаемой теплоте (в процентах):

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

Разделив обе части уравнений (13-24), (13-25), (13-26) на низ­шую теплоту сгорания рабочей массы топлива* получим уравне­ние теплового баланса котельного агрегата в следующем виде! для твердого топлива (в процентах)

100 = т)бр <7з ~Ь <74 + Яь 4~ (13-27)

Для жидкого и газообразного топлива (в процентах)

Ю0 = + #5 + <7в охл — (13-28)

Из этих уравнений может быть определен КПД котла (брутто), если известны потери теплоты.

В результате эксплуатационных испытаний при отсутствии продувки, отпуска насыщенного пара мимо пароперегревателя и вторичного перегрева пара КПД котельного агрегата (в про­центах) может быть определен и по уравнению

Лср — (13-29)

Где I) — нагрузка котла, кг/с; /пе — энтальпия перегретого пара или (при отсутствии пароперегревателя) энтальпия насыщенного пара, кДж/кг; £п. в—энтальпия питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, кДж/кг; В — расход топлива, кг/с или м3/с.

Определение КПД по прямому балансу (13-29) применяется при анализе работы установки за длительные промежутки вре­мени (декада, месяц). При испытании котельных агрегатов этот метод применяется редко, так как связан с необходимостью опре­деления расхода топлива. За короткое время опыта, особенно при сжигании твердого топлива в механических топках, расход топ­лива с достаточной точностью определить трудно. При испытании котельных агрегатов КПД определяют по обратному балансу из уравнения (13-27) или (13-28); такое определение значительно точнее, особенно при высоких КПД современных котлоагрегатов.

Методика обработки опытных данных имеет свои особенности в зависимости от вида сжигаемого топлива (твердое, жидкое или газообразное). Техника теплотехнических расчетов, бази­руясь на основных уравнениях, может развиваться в направлении уточнения их путем введения новых дополнительных факторов или в направлении упрощения расчета для облегчения применения его в инженерной практике. Последнее направление весьма пер­спективно, если оно не искажает сущности рассчитываемых физи­ческих процессов и обеспечивает необходимую точность решения практических вопросов. Советскими учеными создан ряд упро­щенных методик теплотехнических расчетов. К ним относятся теплотехнические расчеты по обобщенным константам продуктов горения, разработанные проф. М. Б. Равичем, и теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива, наиболее полно разработанные проф. С. Я. Корницким и развитые в по-

Следнее время Я. Л. Пеккером. Упрощенные методики теплотех­нических расчетов разработаны применительно к методу обрат­ного баланса.

Опыт работы различных наладочных организаций и исследо­вательских институтов, выполнивших за последние годы большое количество испытаний котельных агрегатов, показал, что при сжигании газообразного и жидкого топлива обработку результа­тов эксплуатационных испытаний целесообразно производить по упрощенной методике, разработанной проф. М. Б. Равичем.

В основу упрощенной методики положены более стабильные характеристики, чем теплота сгорания топлива, которая испыты­вает заметные колебания при изменении элементарного состава горючей массы топлива. При расчете по упрощенной методике используются следующие характеристики:

1) максимальная температура £макс> развиваемая при пол­ном сгорании топлива в теоретических условиях, т. е. при коэф­фициенте избытка воздуха, равном единице, без потерь теплоты (Д. И. Менделеев назвал эту величину жаропроизводительиостью топлива); 2) количество теплоты (Р), приходящееся на I м8 (при нормальных условиях) сухих продуктов горения, выделяющееся при полном сгорании рабочего топлива в теоретически необходи­мом количестве воздуха; 3) отношение (В) объемов сухих и влаж­ных продуктов горения в теоретических условиях; 4) изменение (/г) объема сухих продуктов, горения в реальных условиях по отношению к объему сухих продуктов горения в теоретических условиях.

При обработке результатов испытаний по упрощенной мето­дике не требуется определения теплоты сгорания топлива, что значительно сокращает время испытаний и обработки опытных данных. Так как упрощенная методика базируется на обобщенных константах продуктов горения, определение их состава должно выполняться тщательно.

Составление теплового баланса и расчет отдельных потерь теплоты производится в следующем порядке.

1. По результатам анализа продуктов горения определяется содержание бОшакс;

Р/-)_________________ 100 (Я02 + СО -}- СНа)_________ , , | о от

Макс — 100 _ 4 76 (0а _ о,5СО — 0,5На — 2СНа) ’ ‘ ;

При полном горении

Ко— = Тоо^ШГ — (!3’31)

Если вид топлива известен, то полученное по анализу продук­тов горения значение сравнивается с табличными данными (табл. 13-13). Заметное расхождение между значениями Н02Макс* подсчитанными по анализу продуктов горения, и табличными данными (более 0,3%) указывает на ошибку анализа или на от-, клонение состава сжигаемого топлива от усредненных данных.

Некоторые характеристики и коэффициенты газообразного и жидкого топлива, необходимые для соста^пения теплового баланса

(по данным М* Б — Равича)

Топливо

Значение

Для газа, кДж/м*; для жидкого топ­лива, кДж/кг

І

Максг

°С

Содержание

Мако»

%

Р,

НДж/м*

В

Природный газ

35 700

2010

11,8

4200

0,80

Нефтепромысловый

59 640

2050

13,2

4200

0,83

Газ

Коксовый газ

17 640

2090

10,4

4578

0,77

Доменный газ

4 116

1470

24,5

2604

0,98

Генераторный газ

1 200

1660

20,0

2940

0,91

Малосернистый ма­

39 354

2100

16,5

4053

0,88

Зут

Сернистый мазут

39 354

2100

16,0

4074

0,87

Соляровое масло

42 462

2098

15,6

4095

0,87

2. Определяется коэффициент, показывающий увеличение объ­ема продуктов горения вследствие содержания в них избыточного воздуха по отношению к объему сухих продуктов горения в тео­ретических условиях,

‘*=К0^5гйнГ> (13-32>

Где И02 макс — максимальное суммарно^ содержание в сухих газах С02 и 802 (Э02 образуется только *?РИ сжигании сернистых топлив); значение 1Ю2макс для природного газа, мазута и других газов приведено в табл. 13-13; Н02, СО, СН4 — суммарное содер­жание сернистого ангидрида и углеки£лого газа, содержание оксида углерода и метана в сухих продуктах горения по данным анализа при испытании, %.

3. Подсчитывается потеря теплоты с уводящими газами (в про­центах): если

Д „ 1? -“?■■■» [С’ + (А — 1 > /СВ] • 100; (13-33)

Если А <С 1,

С%. 100, (13-34)

Где ^ — средняя температура уходящий газов по данным изме­рений при испытании, °С; £в. в— средня** температура воздуха, забираемого вентилятором, а при его отсутствии температура воздуха, поступающего в горелки, по данным измерений при испытании, °С; 2макс — жаропроизводите^ьность топлива, при-

Поправочные коэффициенты С’ и К для газообразного и жидкого топлива (по данным М. Б. Равича)

Температу­

Поправочные коэффициенты

Ра уходящих

При жаропроиэводительностн

При жаропроизводительноети

Продуктов

^макс •> ^800 °С

*макс < 1800 °С

Горения

*ух> °с

С’

К

С’

К

100

0,82 —

0,78

0,83

0,79

200

0,83

0,78

0,84

0,79

300

0,84

0,79

0,86

0,80

400

0,86

0,80

0,87

0,81

500

0,87

0,81

0,88

0,82

600

0,88

0,82

0,90

0,83

700

0,89

0,83

0,91

0,84

800

0,90

0,83

0,92

0,85

900

0,91

0,84

0,93

0,86

1000

0,92

0,85

0,94

0,87

Иимается по данным табл. 13-13; / — коэффициент, характеризую­щий отношение произведения действительного объема воздуха, поданного в топку, и его удельной теплоемкости к произведению объема продуктов горения и их удельной теплоемкости (при­нимается для природного газа 0,85, а для жидкого топлива и нефтяных газов 0,9); В — коэффициент, показывающий отноше­ние объема сухих продуктов к объему влажных, продуктов горе-1 ния в теоретических условиях; принимается по табл. 13-13; С’поправочный коэффициент, показывающий отношение сред­невзвешенной удельной теплоемкости не разбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0 °С до (7Х к их средневзвешенной удельной теплоемкости в температурном ин­тервале от 0 °С до 41а*с; принимается по данным табл. 13-14; К — поправочный коэффициент, показывающий отношение сред­ней удельной теплоемкости воздуха в температурном интервале от 0 °С до к средневзвешенной удельной теплоемкости не раз­бавленных воздухом продуктов горения в температурном интер­вале от 0 °С до *макс; принимается по данным табл. 13-14.

4. Вычисляется потеря теплоты от химической неполноты горения (в процентах)

1г7,84СО+П8,36Н, + 359,Э1акй-100| (]д_35)

Где Р — низшая теплота сгорания рабочего топлива, отнесенная к 1 ма (при нормальных условиях) сухих продуктов сгорания, образующихся при сжигании топлива в теоретических условиях, принимается по данным табл. 13-13; СО, Н2, СН4 — содержание

Оксида углерода, водородя и метана в уходящих продуктах горения по данным анализа, %

Для точного сведения теплового баланса и определения потерь теплоты при сжигании твердого топлива необходимо при ИСПВН; тании взвешивать топливо и очаговые остатки, проводить лабо­раторный анализ отобранных проб с определением не только теплоты сгорания, влажности и зольности, но и элементарного состава: содержания углерода, водорода, азота и серы (содер­жание кислорода получают вычитанием, считая, что сумма влаги, золы, углерода, водорода, азота, кислорода и серы в аналити­ческой пробе должна быть равна 100%). При испытании в экс­плуатационных условиях серийных котельных агрегатов с целью составления режимных карт для эксплуатационного персонала едва ли целесообразно взвешивание топлива и очаговых остатков, а следовательно, и точное сведение теплового баланса.

Взвешивание топлива и очаговых остатков с подробным ана­лизом сжигаемого топлива целесообразно при исследовании новых конструкций котлоагрегатов или при испытании серийных котло — агрегатов на новых видах топлива. При таких испытаниях све­дение теплового баланса следует производить нормативным мето­дом теплового расчета, разработанным ЦКТИ имени И. И. Пол — зунова и ВТИ имени Ф. Э. Дзержинского.

При эксплуатационных испытаниях котельных агрегатов, во время которых не взвешивается топливо и очаговые остатки, а анализ топлива производится с определением только теплоты сгорания, зольности и влажности, сведение теплового баланса может производиться по упрощенной методике, разработанной проф. С. Я — Корницким и развитой в последние годы Я — Л. Пек- кером. В этой методике используются приведенные характери­стики топлива. Расчеты по приведенным характеристикам топлива основаны па отнесении расчетных величин и характеристик к теплоте сгорания топлива в отличие от общепринятой методики, основанной на отнесении их к 1 кг топлива.

При расчетах по обобщенной методике определяющей характе­ристикой топлива является приведенная влажность УРП. Под приведенной влажностью понимают отношение массы влаги, содержащейся в топливе, к его низшей рабочей теплоте сгорания. Аналогично пользуются приведенной зольностью, приведенным содержанием серы и т. д. Однако выражение приведенной влаж­ности, зольности, содержания серы в кг/кДж неудобно, так как пришлось бы пользоваться очень малыми числами. Для того чтобы величины Ап, 51* выражались целыми числами, от­носят массу влаги, золы и серы не к 1 кДж, а к 1000 кДж низшей теплоты сгорания рабочей массы топлива. Рабочая влажность, зольность и сернистость выражаются в процентах. При этих условиях приведенная влажность, зольность и сернистость из­меряются в 106 кг/кДж.

ІО

«О

.4

подпись: іо
«о
.4

— — О Л о ^

°°ЙЛ + +++

подпись: - - о л о ^
°°йл + +++

(13-37)

подпись: (13-37)

£

подпись: £

А

ЕҐ

ЕЕ

•е-

подпись: а
еґ
ее
•е-

. Составление теплового ба­ланса с расчетом отдельных потерь теплоты и определе­нием других параметров, ха­рактеризующих работу котла при сжигании твёрдого топ­лива, производится в следую­щем порядке.

1. По данным лаборатор­ных анализов топлива подсчи­тывается приведенная влаж­ность, зольность, сернистость (в 10б кг/кДж):

1000ГР.

(13-36)

1000ЛР

ЮООЯР

(13-38)

Где Лр, 5р — содержа­ние влаги, золы и серы в ра­бочем топливе, %; ($ — низ­шая теплота сгорания рабо­чей массы топлива, кДж/кг.

2. Определяется теорети­ческое количество воздуха, необходимое для горения, и теоретическое количество продуктов горения (в м3/кг)

<?Р + 25.2И7Р

У* = а.

4200

\гЬ

°° ^ оо о

2-А

Л К.

Н-{-Ь

О о

ООО

+-Н-

Е в н

Оо оо оо ООО

О” о о

+++

«5 ОЙ<М О 0^0 О 0^0

£ 2^8 О о«в

I |||.

00 00 О о^о’ + +++ — Ю$00

« «Ло’

О о ^

И н 5

^ Б*1*!

ГГЗ-Е* оо оо Э-ч* 00 00 §00

О 0.^0 О О ^ о

+ +"И-

Чэ іл со

СО

0 Со ^ со

ООООООЙГ^ N. 00 СМ » Сч)

~ — <М сч

$

ОООЇІЮ —I — н —< Ч О

0,0124

Г

«

А.

Ь

В

Со

>,

Ч

О

И

К

■а с;

„Г ь <2нР + 25,2й>-Р л.

=: 0 ————- г,~————- “Г

4200

(13-39)

 

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

(13-40)

 

Где а, Ь — коэффициенты, усредненные по группам топ­лив, принимаются по данным табл. 13-15.

3. Подсчитывается по дан­ным анализа очаговых остат-

 

‘<3*3

 

Доля золы топлива, перешедшая в шлак и унос (по данным «Норм теплового расчета котельных агрегатов* )

Значение ашл

(числитель) и

АуН (зваменатель) для топок

Вид топливе

0

Ас

5 0« ф 5 *8 ■ «_

0 2 5 о 5 я

Гевмомехавическими »асывателями и цеп- решеткой обратного

І

Іевмомеханнческими >асывателями и цеп- решеткой прямого

І

Іевмомехавическими асывателямн и ве — ІНЖНОЙ решеткой

«•

«

3

А

А

А % а * * с а> * * & ш 12 о {в Ч

£•&

Ерных открытого типе ндким ш^акоудале — й для котлов произво — ільностью более 75 т/ч

Сг к

Се« «

С«« «

“Я?

А 5*

О С

О <0 К X

И а) ш к

О Л С

Й *

— о И К

Донецкий антрацит АС и АМ с А п — -= 0,47

0,9

0,1

Каменные угли типа кузнецких Г и Д с Лп= 0,33

0,80

0,20

0,80

0,20

0,84

0,16

0,05

ӣ95

0,20

0,80

Каменные угли типа донецких Г и Д с Ап = 0,76

0,83

0,17

0,83

0,17

0,87

0,13

0,05

0^95

0,20

0,80

Бурые угли типа артемовского угля с 0,75; Ап — 1,0

0,81

0,19

0,81

0,19

0,85

0,15

0,05

1^95

0,20

0,80

Бурые угли типа веселовского угля с №п= 2,0; Лп = 1,55

0,85

0,15

0,85

0,15

0,87

0,13

0,05

0І95

0,20

0,80

Бурые угли типа ирша-бородинско — го угля с №а — 2,1; Ап— 1,1

0,73

0,27

0,78

0,22

0,05

0,95

0,20

0,80

Бурые угли типа подмосковного угля с №п= 3,04; Аа — 2,1

0,89

0,11

0,89

0,11

0,05

"сГШГ

0,20

0,80

Фрезерный торф

0,05

Ш

Ков потеря теплоты от механической неполноты горения в шлаке, провале и уыосе, а также общая потеря теплоты от механической неполноты горения (в процентах)

А

32 760

100

Г прЛР

32 760

Р.

С

1

О

О

^ Ун^Р

32 760.

Ум 100 — Г

Уп

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

(13-41)

(13-42)

(13-43)

 

Я?

От

ЯХ*

 

£ие. 13-19. Поправочный коэффициент для определения коэффициента избытка воздуха

1 — твердые топлива; 2 — мазут; 3 — природ­ные и нефтяные газы

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСАГде ашл, апр, %н — Д°ля золы топлива, перешедшая в шлак, провал и унос; Ощл и ОуН принимаются в зависимости от способа сжигания топлива и типа топки из табл. 13-16; апр для совре­менных топок мало и может не учи­тываться; Гшл, Гпр, ГуН—содержа­ние горючих в шлаке, провале, уносе по данным лабораторных анализов проб, отобранных во время испыта­ний, %.

4. Определяется коэффициент из­бытка воздуха по данным газового анализа для всех видов топлива по уточненной углекислотной или кис­лородной формуле:

Тяг— (1345)

Атч = К. а°^пр ^ Ка

Где а0Р — приближенное значение коэффициента избытка воз­духа, подсчитанное по углекислотной или кислородной формуле:

Макс

СС. р

подпись: сс.рДаапр —

А

подпись: а(13-47)

(13-48)

Ко5

21

подпись: ко5
21
Пр —

21 — О,

подпись: 21 — о,‘■’пр

И02 — максимальное содержание в продуктах горения С02 и ЭОг, подсчитывается по формуле (13-30) или (13-31); Ка ~ по­правочный коэффициент, определяется из графика на рис. 13-19 по приближенному значению коэффициента избытка воздуха

(апр) •

5. Подсчитывается потеря теплоты с уходящими газами (в про­центах) по формуле, уточненной Я. Л. Паккером:

1 _ Ял 100

10-а, (13-49)

Ух

■и

^ух + ^1

(К-|- С) (£уХ —

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

Где^ Кг, С, Ьг — коэффициенты, зависящие от сорта и приведен­ной влажности топлива; значения их, усредненные по группам топлив, приведены в табл. 13-15; ^ — соответственно темпера­тура уходящих продуктов горения в балансовой точке, °С; ауХ — коэффициент избытка воздуха в той же точке; {х в — температура

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСАРис, 13-20. Графики для определения потери теплоты от наружного охлажде­ния: а для паровых котлов; б — для водогрейных и малых паровых котлов

I — собственно «сотел; 2 — котел с хвостовыми поверхностями; Л — без экономайзера;

4 — с экономайзером

Воздуха, забираемого дутьевым вентилятором, °С; ?4 — суммарная потеря теплоты от механической неполноты сгорания; %; Л* — поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры на теплоемкость продуктов горения, определяется по формуле

— 150 _

Л,= 1 + 0,013-Ещ………………… ……………………………………… (13-50)

6. Подсчитывается потеря теплоты от химической неполноты сгорания для всех твердых топлив (в процентах):

<73 = 0,11(126,840)+ 118,36Н2 +359,31СН4)(оух-0,02) х

Х(1 +0,0252№п)(1- 0,01?4), (13-51)

Где СО, Н2, СН4 — содержание оксида углерода, водорода и ме­тана в балансовой точке, %.

7. Потеря теплоты от наружного охлаждения при работе котельных агрегатов на всех видах топлива с номинальной на­грузкой определяется по графику (рис. 13-20). При нагрузках, отличающихся от номинальной, потеря теплоты от наружного охлаждения (в процентах) подсчитывается по формуле

= С13-52)

Где Юв — номинальная нагрузка котла, т/ч; О — действительная нагрузка котла при испытании, т/ч.

8. При сжигании твердых топлив в слоевых топках и в ка­мерных с жидким шлакоудалением потеря теплоты с физической теплотой шлаков (в процентах) определяется по формуле

<7б шл — Яшл </6 шл, (13-53)

Где <7бшл определяется из графика на рис. 13-21.

В качестве примера в табл. 13-17, 13-18 приведены результаты испытаний котельных агрегатов при сжигании газообразного и твердого топлива.

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

Рис. 13-21. Зависимость потери с физической теплотой шлаков от приведенной зольности топлива и температуры шлака

По результатам испытаний котельного агрегата должен быть составлен технический отчет, в котором следует отразить этапы проделанной работы, дать анализ основных показателей, котло — агрегата, а также рекомендовать мероприятия, направленные на улучшение работы и повышение экономичности котельной установки.

В начале отчета должна быть помещена краткая аннотация, в которой сжато излагаются результаты работы и основной вывод о качестве эксплуатаций и экономичности котельного агрегата. Затем в отчете приводится краткое описание испытанной уста­новки с указанием проектных параметров и основных конструк­тивных характеристик котельного агрегата и его вспомогательного оборудования.

Специальный раздел отчета должен быть посвящен методике измерений и расчетов. В этом разделе приводится подробная схема расстановки средств измерения (по типу схем, приведенных на рис. 13-12, 13-13 и 13-15), указывается тип приборов, которые использовались при испытании, оценивается погрешность измере­ния основных параметров (состава продуктов горения по тракту, температуры продуктов горения, расхода пара й питательной воды и т. п.), приводятся результаты тарировки газоходов, воз­духопроводов и других элементов с указанием коэффициентов тарировки и схем разбивки сечений, в которых производились измерения. При описании методики расчетов приводятся основ­ные уравнения, по которым составлялся тепловой баланс котло — агрегата, с указанием параметров, принятых без измерений.

Сводная ведомость результатов испытания котла ДКВР-8,5-14

Позиция

Величина

Способ определения

Нагрузка котла, т/ч

На

Рис. 13-16

8,90

( 8.66

| 7,37

4.22

| 2,ва

_

Продолжительность опыта, ч

Измерение

4,0

! 4,3

4,2

4,0

| 3,9

Топливо

Ленинградский смешанный га:

29 600

Низшая теплота сгорания газа, кДж/м8

Расход газа при нормальных усло­

Лабораторный анализ

30 200

29 800

30 000

29 800

7

Измерение

875

870

733

410

281

6

4

Виях, ыЧч

Температура таза, °С Давление газа, Па: перед горелкой № 1

»

»

3 100

3 090

10 2 000

670

250

Перед горелкой № 2

3 100

3 100

2 000

650

250

2

Давление воздуха, Па: Перед горелкой № і

»

900

1 000

550

180

10

Перед горелкой № 2

» —

900

1 020

550

200

10

II или

Паропроизводительность котла, кг/с

>

2,47

2,41

2,05

1,20

0,78

12

10

Давление пара, МПа

»

1,06

1,09

0,93

0,94

0,79

13

Температура питательной воды, °С

*

56

56

47

54

47

Энтальпия пара, кДж/кг

Из таблиц водяных

2 779

2 781

2 775

2 776

2 769

1

Температура воздуха, °С

Паров

Измерение

27

22

21

23

23

8

Разрежение, Па: в топке

»

26

27

25

25

25

14

За котлом

»

200

221

135

60

45

14

Состав продуктов горения за кот­лом, %:

Яо8

Оя

Анализ продуктов го­рения

10,88

2,76

10,40

3,41

11,10

2,07

10,50

3,17

8,40

6,76

А£

0

0

86,3

0

0

86,19

0

0

86,83

0 ‘ 0 86,33

0

9

84,84

Ю

-^1

Ю

подпись: ю
-^1
ю

Позиция

Величина

Способ определения

Нагрузка котла, т/ч

На

Рис. 13-15

8,90

8.66

7.37

4,22

2,80

Коэффициент избытка воздуха за

По формуле (13-46)

1,13

1,16

1,11

1,16

1,43

14

Котлом

Температура уходящих газов за

Измерение

320

314

.288

227

195

_

Котлом, °С Жаропроизводительность газа, °С

По табл. 13-13

2 010

2 010

2 010

2 010

2 010

Максимальное содержание Б? Ог в

По формуле (13-31)

12,4

12,4

12,4

12,4

12,4

_

Продуктах горения, %

Отношение действительного объема

По формуле (13-32)

1,14

1,19

1,12

1,18

1,48

Продуктов горения к теоретическому Поправочный коэффициент: к теплоемкости продуктов горе­

По табл. 13-14

0,84

0,84

0,84

0,83

0,83

Ния С’

К теплоемкости воздуха К

По табл. 13-14

0,79

0,79

0.79

0,78

0,78

К температуре воздуха

Из текста на стр. ООО

0,85

0,85

0,85

0,85

0,85

Отношение (В) объемов сухих и

По табл. 13-13

0,80

0,80

0,80

0,80

0,80

Влажных продуктов горения в теоре­тических условиях Низшая теплота сгорания газа, от­

По табл. 13-13

4 200

4 200

4 200

4 200

4 200

Несенная к 1 м8 сухих продуктов горе­ния (Р), образующихся при сжигании в теоретических условиях, кДж/м3 Потери теплоты, % с уходящими газами за котлом

По формуле (13-33)

13,7

14.1

12,3

9,73

9,85

От химической неполноты сгорания

По формуле (13-35)

0

0

0

0

0

В окружающую среду

По графику на

1,0

1,0

1.*

2,3

— 3,6

КПД (брутто) собственно котла,

Рис. 13-20 и по форму­ле (13-52)

По формуле (13-28)

85,30

84,90

86,30

87,97

86,55

Определенный по обратному балан­су, %

То же, по прямому балансу, %

По формуле (13-29)

85,60

85,10

86,60

88,00

86,50

Невязка испытания, %

Ат] = т|Пр— Лобр

±0,30

±0,20

+0,30

+0,03

—0,05

Сводная ведомость результатов испытания котла ТП-35

Позиция

Величина

Способ определения

Нагрузка котла, т/ч

На

Рис. 13-13

24,2

23,0

30,5

34,0

40,2

Продолжительность опыта, ч

Измерение

6,0

6,0

6,5

5,5

6,2

Число мельниц в работе

>

2

2

2

2

2

Топливо

Печорский уголь марки Ж

26 200

. 3

Низшая теплота сгорания рабочей

Лабораторный анализ

25 550

26 200

26 100

26 250

Массы, кДж/кг

3

Влажность рабочей массы, %

То же

8,45

7,33

6,82

8,52

8,82

3

Зольность рабочей массы, %

15,76

14,82

15,65

13,51

13,11

Приведенная влажность, 10бкг/кДж

По формуле (13-36)

1,39

1,22

1,10

• 1,36

1,41

Приведенная зольность, 10в кг/кДж

По формуле (13-37)

2,59

2,38

2,52

2,16

2,10

8

Тонина помола пыли:

Остаток на сите Лаоо> %

Ситовой анализ проб

0,12

0.23

0,28

0,20

0,20

Остаток на сите /?90, %

То же

22,2

22,1

22,6

22,4

20,4

Среднечасовой расход топлива, кг/с

По формуле (13-29)

0,842

0,996

0,983

1,092

1,289

Видимая тепловая нагрузка топоч­

По’ формуле

111

135

134

149

175

Ного объема, МВт/м8

14

Среднечасовая нагрузка котла, кг/с

Измерение

6,58

8,24

8,47

9,45

11,20

13

Давление перегретого пара, МПа

»

3,02

2,91

2,88

2,85

2,85

13

Температура перегретого пара, °С

»

381

400

371

399

392

Энтальпия перегретого пара,

По таблицам перегре­

3220

3240

3180

3240

3220

КДж/нт

Того пара

22

Температура воды, поступающей

Измерение

129

130

12?

129

129

В водяной экономайзер, °С

38

24

Температура воздуха до воздухо­

I

40

42

40

40

21

Подогревателя, °С

160

Температура горячего воздуха после первой ступени воздухоподогре­вателя, — С

»

150

156

146

162

Позиция

В едичина

Способ определения

Нагрузка котла, т/ч

На

Ркс. 13-13

24,2

29,0

30.5

34,0

40,2

Измерение

17

4

То же после второй ступени, °С Температура смеси в шахте, °С:

»

262

257

250

274

279

Правая шахта

»

106

114

113

111

103

Левая »

»

102

118

114

104

102

24

Давление воздуха до воздухоподо­гревателя, Пз

»

1060

1620

1600

1570

1580

17

То же после воздухоподогревате­ля, Па

Давление воздуха на правые верх­ние шлкцы, Па

850

1300

1260

1210

1020

9

»

—80

—70

70

50

600

0

То же па левые верхние шлицы, Па

»

—90

—40

70

100

420

7

То же на правые нижние шлицы, Па

»

560

700

310

690

670

7

Давление воздуха ка левые нижние шлицы, Па

»

470

810

330

700

600

20

То же на правые задние шлицы, Па

»

170

520

1200

1090

970

20

То же на левые задние шлицы, Па

220

620

1150

1070

970

2

Разрежение перед правой мельни­цей (№ 1}> Па

400

290

290

290

260

2

15

Разрежение перед левой мельницей (№ 2) , Па Содержание И02 в продуктах горе­ния за пароперегревателем, %:

»

440

340

310

300

290

Слева

»

13,5

13,8

13,9

13,8

13,8

Справа

»

13,0

13,7

14,1

13,5

14,0

Коэффициент избытка воздуха за пароперегревателем

По формуле (13-45) и графику на рис. 13-19

1,38

1,32

1,30

1,33

1,32

Позиция

Величина

Способ определения

Нагрузка котла, т/ч

На

Рис. 13-13

24.2

29,0

30,5

34,0

40,2

25

Состав продуктов горения за уста­новкой, % :

Яо2

Измерение и лабора­

11,1

11,7

12,1

11,7

11,7

О,

Торный анализ

8,2

7,4

7,1

7,6

7,6

Со

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Н2

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Сн4

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

80,7

80,9

80,8

80,7

80,7

Коэффициент избытка воздуха за

По формуле (13 46) и

1,64

1,56

1,51

1,56

1,56

Установкой

Графику на рис 13-19

Температура продуктов горения по

Тракту, °С:

445/441

439/445

15

За пароперегревателем (сле­

Измерение

404/396

433/420

420/395

Ва/справа)

352

357

16

За второй ступенью водяного эко­

»

313

344

328

Номайзера

259

255

273

279

18

За второй ступенью воздухоподо­

»

244

Гревателя

202

200

208

214

23

За первой ступенью водяного эко­

»

190

Номайзера

108

115

118

25

За установкой (уходящие газы)

106

112

Разрежение по тракту, Па:

30

И

В топке

»

40

30

30

30

15

За пароперегревателем

60

70

80

90

100

16

За второй ступенью водяного эко­

»

ПО

140

140

170

200

18

Номайзера

За второй ступенью воздухоподо­гревателя

»

160

180

180 ‘

210

290

Позиция

Нагрузка котла, т/ч

На

Величина

Способ определения

Рис. і 3-13

24,2

29.0

30,5

34,0

40,2

23

Разряжение по тракту, Па:

За первой ступенью водяного эко­

Измерение

200

260

260

280

370

%

Номайзера

Пфед шбулышш

*

Ш

28

Перед дымососом Содержание горючих, %:

»

560

750

740

940

1190

1

В шлаке

По данным лаборатор­

25,65

14,30

9,80

7,28

11,90

26

В золе из-под золоуловителя

Ного анализа

31,61

37,93

29,15

28,47

28,63

27

В уносе

26,87

28,45

23,33

25,08

22,59

Доля золы топлива:

1

В шлаке

По данным табл. 13-16

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

26

В уносе из-под золоуловителя

И опытным данным

0,70

0,70

0,70

0,70

0,70

27

В неуловленном уносе

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Потеря теплоты с уходящими га­зами, % [

По формуле (13-49)

3,86

3,94

3,82

4,35

4,66

Потеря теплоты от химической не­полноты сгорания

По формуле (13-51)

0

0

0

0

0

Потеря теплоты от механической не — 1

І

\

Полноты сгорания, %:

\

Со шлаком

По формуле (13-41)

0,35

0,15

0,11

0,07

0,11

С золой из-под золоуловителя

По формуле (13-43)

8,49

7,90

5,63

4,71

4,60

С уносом в трубу

То же

1,85

1,84

1,48

1,41

1,19

Суммарная потеря теплоты от меха­

По формуле (13-44)

10,69

9,89

7,22

6,19

5,90

Нической неполноты сгорания

~

Потеря теплоты от наружного охла­ждения, %

По графику на рис. 13-20 и формуле (13-52)

1,55

1,22

1,08

1,07

1,07

КПД (брутто) котельного агрега­та, %

По формуле (13-27)

83,90

84,95

87,88

88,39

88,37

КВт-ч

1

4

2

0

Э ^

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

И

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСАРяс. 13-22. Основные зависимости, получаемые в результате испытания котла: а — зависимость тепловых потерь и КПД от нагрузки котла; б — зависимость сопротивления газового тракта и удельного расхода электроэнергии на тягу и дутье от нагрузки котла / ■» раврежеавв в гопкеэ Я разрежение аа котлом; 3 — разрежение после водяного »коооыаваераг 4 — «опрогавданне водяного экономайзера; 6 — сопротивление соб­ственно котла

Один на разделов отчета должен быть посвящен описанию проведенных опытов. При описании опытов дается оценка каж­дого опыта с указанием его продолжительности, колебаний основ-, ных параметров, результатов визуальных наблюдений. Давая характеристику опытов, следует указать, как изменялся состав топлива в продолжение всех испытаний, как производился выбор оптимального коэффициента избытка воздуха, как работал экс­плуатационный персонал в период испытаний. Основным в отчете является раздел, в котором приводится анализ результатов испы­таний. Прежде всего приводится анализ работы топочного устрой­ства, описываются дефекты, выявленные при испытании топочных механизмов, газовых горелок или мазутных форсунок; дается критическая оценка надежности и экономичности работы топки не только по данным проведенных испытаний, но и по результатам глубокого анализа и обработки данных эксплуатации (ремонтные журналы, суточные ведомости работы котлоагрегата, показания записывающих приборов, данные опроса эксплуатационного пер­сонала и другие материалы). Затем анализируется тепловой ба­ланс котла с подробным рассмотрением и оценкой каждой потери теплоты. Анализ проиаводят с учетом графических зависимостей построенных по данным испытаний. В качестве примера на^ рис. 13-22 приведены основные зависимости, которые должны быть.

Режимная карта котла ДКВР-8,5-13, оборудованного горелками типа НГМГ-4 при сжигании природного газа и мазута (пример).

Паропроизводитель вость котла, ®/ч

Параметр

Давление пара в барабане котла, кПа

Расход мазута, кг/ч

Давление газа перед горелкой, Па

Температура мазута, °С

Давление вторичного воздуха перед горелкой (расходуемого на горение), Па

Давление первичного воздуха (рас­пыляющего), Па

Содержание ва котлом, % (по объему) 1?Оа

 

160

100

 

325

570

 

500

1640

 

675

2600

 

90

 

_40

50

 

140

260

 

400

450

 

600

850

 

250

2900

 

7,6

8,7

10,7

10,7

10,7

11,1

11,7

12,3

7,5

5,5

2,0

2,0

7,3

6,9

6,1

5,4

205

250

300

340

220

275

330

385

20

40

70

100

200

60

100

180 ‘

350

 

О»

 

Температура продуктов горения ва котлом, С Разрежеине в топке, Па

Разрежение ва котлом, Па

 

Примечание. В числителе приведены данные для газа, в знаменателе — для мазута.

Получены в результате эксплуатационных испытаний. На осно­вании анализа опытных данных делаются выводы и даются реко­мендации для повышения надежности и экономичности работы установки. Приводится режимная карта работы агрегата для различных нагрузок (табл. 13-19).

Ваш отзыв

Рубрика: Теплотехническое оборудование

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *