Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
2021-12-12 | 32 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
потери теплоты в паровом котле
Производство пара в паровом котле, как любой другой процесс трансформации энергии, сопровождается неизбежными потерями тепла. Эффективность использования тепловой энергии топлива, сгораемого в топке, характеризуется коэффициентом полезного действия котла – КПД.
|
Для определения КПД котла обычно составляются уравнения теплового баланса, представляющие собой соотношения между приходом и расходом теплоты в котле. Тепловой баланс принято составлять относительно 1 кг сжигаемого топлива для установившегося режима работы котла.
Рис. 29. Приход и расход теплоты в паровом котле (к уравнению теплового баланса). |
Согласно закону сохранения энергии, между приходом и расходом теплоты в котле должно существовать равенство. Рассмотрим уравнение теплового баланса для котла с вентиляторным дутьем с пароперегревателем и экономайзером (без воздухоподогревателя).
В топку котла (рис. 29) с 1 кг топлива вносится следующее количество теплоты, [ кДж/кг ]:
- – низшая теплота сгорания топлива;
- – теплота подогретого топлива;
- – теплота воздуха, подаваемого в топку для сжигания 1 кг топлива;
- – теплота пара, внесенного в топку в паромеханических форсунках для распыливания топлива.
где:
– средние удельные теплоемкости топлива и воздуха, [ кДж/кг ×оС ];
и – температуры топлива и воздуха, соответственно, [ оС ];
– коэффициент избытка воздуха;
– теоретически необходимый объем воздуха для сжигания 1 кг
топлива, [ м3 ];
– расход пара на распыливание топлива в паромеханической
форсунке, [ кг/кг ];
– энтальпия пара, подаваемого на распыливание топлива, [ кДж/кг ];
|
– энтальпия пара, содержащегося в уходящих из котла продуктах
сгорания, [ кДж/кг ].
Суммарная теплота, вносимая с различными средами в паровой котел, называется располагаемой теплотой:
Полезно использованной теплотой –, считается теплота, отобранная из котла с паром. Для котлов с одновременным отбором насыщенного и перегретого пара она состоит из суммы полезной теплоты, отобранной из котла с насыщенным паром –, и полезной теплоты, отобранной из котла с перегретым паром –:
где:
и – количество перегретого и насыщенного
(со степенью сухости –) пара, отбираемого из котла, [ кг/час ];
, и – энтальпии перегретого, насыщенного со степенью сухости –
пара и питательной воды, [ кДж/кг ];
– расход топлива, [ кг/час ].
Остальная часть располагаемого тепла уходит из котла в виде потерь:
- – энтальпия уходящих газов, [ кДж/кг ];
- – потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива;
- – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива;
- – теплота, рассеиваемая в окружающее пространство через обшивку и
изоляцию котла, [ кДж/кг ];
где:
, и – объем [ м3 ], теплоемкость [ кДж/кг ×оС ] и температура [ o C ] газов, уходящих из котла.
Таким образом, приходно-расходное выражение теплового баланса парового котла имеет вид:
располагаемая теплота
полезная теплота
потери теплоты
или, применительно к:
Выражение, находящееся в скобках, называется потерей теплоты с уходящими газами –:
С учетом этого, уравнение теплового баланса парового котла примет вид:
Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива – характерны для котлов с угольным отоплением и практически отсутствуют в котлах, работающих на жидких сортах топлива – мазутах, что свидетельствует о высоком совершенстве организации топочных процессов в судовых и корабельных паровых котлах. Поэтому этим членом уравнения теплового баланса часто пренебрегают.
|
КПД котла можно определить, как отношение полезно использованной теплоты к теплоте сгорания топлива:
, [%]
а выразив полезно использованную теплоту через паропроизводительность котла, получим выражение для КПД:
, [%]
|
Рис. 30. Диаграмма теплового баланса для котла с вентиляторным дутьем (без воздухоподогревателя). |
Уравнение теплового баланса и распределение потоков теплоты в котле можно изобразить графически (рис. 30).
Полезно использованная теплота в котле складывается из теплоты, ушедшей на испарение воды в лучевоспринимающих –, и конвективных – поверхностях нагрева; теплоты, ушедшей на перегрев пара в пароперегревателе –, и на подогрев воды в экономайзере –. Таким образом значение полезной теплоты можно выразить, как:
[ кДж/кг ]
В каждой части котла имеются свои потери теплоты в окружающую среду. Общая потеря теплоты на охлаждение котла – является суммой частных потерь: в топке, испарительной части котла, пароперегревателе и экономайзере:
[ кДж/кг ]
Таким образом, для каждой части котла (топки, испарительной, перегревательной и экономайзерной) можно составить частные уравнения теплового баланса. С учетом частных уравнений теплового баланса, КПД котла можно выразить следующей формулой:
где:
– теоретическая энтальпия продуктов сгорания топлива (без потерь на механический и химический недожог):
[ кДж/кг ]
– коэффициент удержания тепла в котле, учитывающий охлаждение обшивки котла (теплообмен с внешней средой) в районах топки, испарительных поверхностей нагрева, пароперегревателя и экономайзера.
Потери теплоты с уходящими газами – являются максимальными из всех потерь теплоты в котле и составляют:
- 4 ÷ 25 % от – для котлов с вентиляторным дутьем;
- 8 ÷ 16 % от – для высоконапорных котлов.
В связи с этим потеря теплоты с уходящими газами главным образом определяет экономичность работы котла и его КПД. Потери теплоты растут с ростом объема продуктов сгорания –, получающихся при сжигании 1 кг топлива (т. е. с ростом коэффициента избытка воздуха –), и с ростом температуры уходящих газов –.
Физический смысл роста потери с ростом и заключается в том, что избыточный воздух, введенный в топку, или попавший через неплотности, выбрасывается в атмосферу с температурой, унося с собой то количество тепла, которое израсходовано на его нагрев до этой температуры.
|
Температура уходящих газов в работающем котле зависит от нагрузки котла и от чистоты поверхностей нагрева. Чем больше сажистых и накипных отложений на поверхностях нагрева котла, тем хуже условия теплопередачи, тем с более высокой температурой газы покидают котел, увеличивая значение потери.
Потери теплоты от химической неполноты горения топлива – имеют место в том случае, если в процессе сжигания топлива наряду с продуктами полного горения:, и, образуются газообразные продукты неполного горения:, и др.
Обычно эти потери составляют величину 0,5 ÷ 1,0 % от, в зависимости от типа используемых топочных устройств и нагрузки котла.
Потеря может увеличиться по сравнению с расчетной:
- при слишком малом коэффициенте избытка воздуха;
- при большом содержании влаги в топливе и его низкой температуре;
- при большом содержании в топливе золы и механических примесей;
- при плохом распыле топлива и недостаточном его перемешивании с воздухом;
- при слишком большой производительности отдельных форсунок (износ распылителей);
- при неправильной центровке и установке форсунок по отношению к фурмам;
- при малом объеме топочного пространства, недостаточном для завершения процесса горения топлива.
Потери теплоты в окружающую среду – определяются количеством тепла, которое передается в окружающую среду лучеиспусканием и конвекцией наружными нагретыми поверхностями котла, газоходов, арматуры, коллекторов.
Для уменьшения этих потерь наружная обшивка котла и все его нагретые части покрываются изоляцией. Роль изоляции также выполняет воздушный зазор между наружным и внутренним кожухами котла.
Потери теплоты в окружающую среду минимальны на полных нагрузках котла и увеличиваются при снижении нагрузки до минимальной. Потеря максимальна для котла, находящегося в горячем резерве.
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!