1.7 Расчёт коэффициента полезного действия (кпд) и расхода топлива

Коэффициентом полезного действия парового или водогрейного котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. Если КПД агрегата определяется по выработанной теплоте, то его называют брутто, а если по отпущенной теплоте – нетто.

КПД брутто котельного агрегата можно определить по уравнению обратного баланса:

η_БР = 100 – (q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆), (5.22)

где q₂ , q₃ , q₄ , q₅ , q₆ - потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механической неполноты сгорания, от наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, выраженные в процентах от располагаемой теплоты, %.

η_БР = 100 – (7.075+0+0+3.75)=89.1 %,

Подсчитать расход топлива, подаваемого в топку парового или водогрейного котла, из уравнения прямого теплового баланса:

- для парового котла

= =78.1 % (5.34)

Определить расчётный расход топлива:

-для газа и мазута

=78.1 кг/с (5.37)

где В_Р – расчётный расход топлива, кг/с или м³/с.

Расчётный расход топлива вносится во все последующие формулы, по которым считается суммарный объём продуктов сгорания и количество теплоты.

1.8 Назначение топливосжигающих устройств. Подбор типа и размеров

На промышленных предприятиях получение различных теплоносителей осуществляется в котельных установках, при этом тип топочного устройства зависит от сжигаемого органического топлива:

- слоевые топки для сжигания кускового топлива;

- камерные топки для сжигания газообразного, жидкого, твёрдого в пылевидном состоянии топлива и смеси топлив.

а) пригодность для сжигания данного топлива;

б) тепловая производительность

, (5.39)

где Q – тепловая производительность, МВт;

В_Р – расход топлива, кг/с или м³/с;

- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м³;

=78.1·42.811=3343.5 МВт;

в) коэффициент избытка воздуха на выходе из топки α_УХ;

г) потеря теплоты от химической неполноты сгорания q₃;

д) потеря теплоты от механической неполноты сгорания q₄;

е) видимая объёмная плотность тепловыделения, характеризующая возможность сжигания в единице объёма топки при располагаемой теплоте,

, (5.40)

где q_V – видимая объёмная плотность тепловыделения в топке, МВт/м³;

В_Р – расход топлива, кг/с или м³/с;

- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м³;

V_Т - объём топки, м³;

= , МВт/м³;

ж) видимая плотность теплового потока зеркала горения (для слоевых топок), характеризующая возможность сжигания на решётке топлива расчётного количества при низшей теплоте сгорания,

, МВт/м²; (5.41)

где q_З.Г. – видимая плотность теплового потока зеркала горения, МВт/м²;

В_Р – расход топлива, кг/с или м³/с;

- низшая теплота сгорания, МДж/кг или МДж/м³;

R – площадь решётки, м²;

и) видимая плотность теплового потока через сечение топки,

, (5.42)

где q_F – видимая плотность теплового потока через сечение топки, МВт/м²;

В_Р – расход топлива, кг/с или м³/с;

- располагаемая теплота, МДж/кг или МДж/м³;

F_Т – сечение топки, м²;

= , МВт/м²;

к) доля золы, уносимой газами из топки α_УН;

л) необходимое давление воздуха перед топкой р, Па;

м) температура дутьевого воздуха t_В, ºС.

После определения соответствующих показателей для топливосжигающего устройства, установленного на котельном агрегате, производят сравнение с паспортными показателями, приведёнными в справочной литературе [6].

При их различии более чем на 10 %, производят необходимые корректировки.

При сжигании газообразного топлива для существующей горелки при известных располагаемых давлениях газа и воздуха расчёт (поверочный) проводится для определения производительности горелки. Расчётные данные сравниваются с паспортными, в случае несоответствия выполняется корректировка.

Производительность горелки определяется по формуле:

, (5.43)

где П – производительность горелки, кг/час или м³/ час;

n – количество горелок, установленных в топливосжигающем устройстве.

При применении жидкого топлива методика расчёта аналогична расчёту газообразного топлива.

= , м³/ ч