Методика испытание котла

	p	a 100		Wp
A		A			.	(5)
			100	Wa

Вычисление результатов анализа, а также пересчет результатов на сухое и рабочее топливо выполняют с точностью до 0,01%. Окончательные результаты анализа округляют до десятых долей процента.

Допускаемые расхождения между результатами двух определений не должны превышать величин, указанных в табл. 6.

				Таблица 6
	Величины допускаемых расхождений между результатами
		двух определений
		Допускаемые расхождения (%) между результатами
Зольность, ( Aa ,%)		двух параллельных определений		двух определений по дубликатам
		в одной лаборатории		одной лабораторной пробы в
				разных лабораториях
До 10		0,2		0,3
Свыше 10 до 20		0,3		0,4
Свыше 20 до 25		0,4		0,5
Свыше 25		0,5		0,7

Если расхождение между результатами двух параллельных определений превышает приведенную величину, проводят третье определение и за окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов двух наиболее близких определений в пределах допускаемых расхождений.

Если результат третьего определения находится в пределах допускаемых расхождений по отношению к результатам каждого из двух предыдущих определений, то за окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов трех определений.

5.4.1.3. Определение теплоты сгорания твёрдого топлива.

Для проведения испытания применятся:

–калориметр сжигания с бомбой (жидкостный);

–весы аналитические;

–весы лабораторные технические;

–термометры ртутные постоянного или переменного наполнения с ценой деления шкалы 0,01 °С и погрешностью отсчета не более 0,002 °С;

–термометр ртутный лабораторный с пределами измерения от 0 до 50 °С;

–секундомер;

–кислород, полученный методом глубокого охлаждения воздуха;

–бумага фильтровальная лабораторная;

–асбест волокнистый прокаленный;

–проволока для запала (железная, никелиновая, константановая или медная диаметром от 0,1 до 0,2 мм).

В оболочку калориметра заливают дистиллированную воду через отверстие для термометра в крышке при снятой пробке. В дальнейшем уровень воды поддерживается постоянной доливкой. В это отверстие вставляется термометр ТЛ-19 с резиновой пробкой. Ежемесячно вода в оболочке заменяется свежей.

21

Перед работой на калориметре ртуть метастатического термометра ТЛ-1 отливают так, чтобы начальная температура воды в сосуде, равная 25 0,2 °С, соответствовала делению 1 0,1.

Навеску испытуемого топлива берут от 0,8 до 1,5 г, взвешенную с точностью до 0,0002 г. Навеска топлива с зольностью до 35% сжигают в виде брикета. Для получения брикета навеска берется больше на 0,1 г, ссыпается в матрицу и прессуется. Готовый брикет очищают от неспрессованных частиц топлива, взвешивают и помещают в тигель, расположенный на держателе. Для предохранения тигля от разъедания шлаком дно и стенки его перед помещением навески плотно выстилают прокаленным волокнистым асбестом. Предохраняя тигель от разрушения, асбест способствует полноте выгорания навески.

Концы запальной проволоки, предварительно взвешенной и запрессованной в брикет, закрепляют на держателе и трубочке. Наличие хорошего контакта тигля с трубочкой и держателем тигля проверяют прибором типа Ц 4313. Сопротивление должно составлять не более одного Ома, в противном случае проволочку укорачивают или берут проволочку большего диаметра. В корпус бомбы наливают из пипетки 1 мл дистиллированной воды, закрывают ее и наполняют кислородом до давления 30 кгс/см, продув предварительно слабым потоком кислорода в течение 1–2 мин. После проверки герметичности бомбы в сосуде с водой, ее устанавливают в калориметр, вода в котором должна закрывать колпачки клапанов бомбы и иметь температуру не более 24 °С.

К штепсельным разъемам на крышке сосуда подключается электроразъем нагревателя и два штырьковых контакта цепи зажигания. Закрывают гнездо сосуда съемной крышкой так, чтобы поводок привода соединился с полумуфтой оси мешалки, для чего нужно повернуть, поводок пальцами руки. К двигателю подключается электроразъем, осторожно вставляется термометр ТЛ-1 через пробку в калориметрический сосуд. Термометр ТЛ-1 устанавливается так, чтобы глубина его погружения была 160 мм относительно верхней поверхности крышки оболочки, затем включается прибор в последовательности приведенная выше. У нагревателя оболочки большая тепловая инерция (0,3–0,6 °С/мин), поэтому тумблер «Нагреватель оболочки» необходимо включать при показании температуры термометра ТЛ-19 27,5+0,1 °С. Температуру в оболочке необходимо поддерживать равной 27,8 °С. Когда температура воды в оболочке 27,8 °С, тогда не менее 5 мин дается на перемешивание воды с целью выравнивания температуры всех частей калориметрической системы. В течение этого времени устанавливается равномерное повышение температуры, после чего можно начинать калориметрический опыт с отсчетов начального периода.

Калориметрический опыт включает три периода:

–начальный, служащий для учета теплообмена калориметрической системы с окружающей средой в условиях начальной температуры опыта (27,8 °С);

–главный, в котором происходит сгорание навески, передача выделившегося тепла всей калориметрической системы к выравнивание температуры всех ее частей;

–конечный, служащий для учета теплообмена калориметрической системы с окружающей средой в условиях конечной температуры опыта.

В начальный период опыта через 30 с по третьему короткому сигналу зуммера снимают 2 показаний термометра ТЛ-1 с погрешностью, не превышающей +0,001 °С. Тысячные доли градуса отсчитывают путем деления на глаз с помощью отсчетнооптического устройства на 10 равных частей одного сотого деления термометра.

При одиннадцатом отсчете нажимают кнопку шнура зажигания и сжигают навеску. Начинается главный период опыта, характеризующийся быстрым подъемом температуры. Первые три отсчета допускается регистрировать с точностью 0,1 °С, а все последующие – до ±0,001 °С.

Главный период считается законченным с наступлением равномерного изменения температуры калориметрической системы (обычно выполняют 10 полуминутных отсчетов).

За последним отсчетом главного периода производится 10 полуминутных отсчетов с точностью до ± 0,001 °С.

22

После снятий последнего отсчета конечного периода выключаются все тумблеры и сетевой выключатель. Шнур зажигания отсоединяют от калориметра. Разбирают калориметр. Вынимают бомбу из сосуда, удаляют воду с нее, снимает колпачки с клапанов бомбы, выпускают газ через выходной клапан, разбирают бомбу и производят внешний осмотр внутреннего содержимого бомбы. Если имеются сажистые вкрапления на корпусе бомбы или в тигле, опыт бракуется.

Запись результатов опыта следует оформить в виде табл. 7.

		Таблица результатов опыта			Таблица 7
		Период
начальный		Главный		конечный
номер опыта	показания	номер опыта	показания	номер опыта	показания
	термометра		термометра		термометра
1		11		21
2		12		22
3		13		23
4		14		24
5		15		25
6		16		26
7		17		27
8		18		28
9		19		29
10		20		30

Удельную теплоту сгорания (кДж/кг) в бомбе испытуемой аналитической пробы топлива (Qбa ) вычисляют по формуле

Qа	G c ((tк tн ) t) b Qзап	,	(6)
б	Gт

где G 2,354 кг – водный эквивалент установки; c 4,19 кДж/кг – теплоемкость воды; tк – конечная температура главного периода опыта, °С; tн – начальная температура главного периода опытам °С; Qзап – удельная теплота сгорания запальной проволочки

(принимается по табл. 6.1), кДж/кг; b – масса запальной проволочки., кг; Gт – масса испытуемого топлива, кг; t – поправка на теплообмен калориметра с окружающей средой, °С.

Поправка на теплообмен (°С) калориметра с кружащей средой определяется на основании данных опыта по формуле

t	U1 U2	m U1r ,	(7)
2

Здесь U1 – среднее значение температуры за полуминутный промежуток в начальном периоде, °С;

U1		tн.п. tн.п.
		0	10	,	(8)
			10

23

где t0н.п.,t10н.п. – начальная и конечная температуры начального периода, °С; U2 – среднее изменение температура за полуминутный промежуток конечного периода, °С;

		U1		tк.п. tк.п.
				0	10	,	(9)
					10
где tк.п. tк.п.		– начальная и конечная температуры конечного периода, °С;					m – число
0	10

полуминутных промежутков главного периода с подъемом температуры 0,3 °С и более за полминуты к нему всегда относится и первый промежуток независимо от величины его подъема; r – число полуминутных промежутков главного периода с подъемом температуры менее 0,3 °С за полминуты.

Определенная таким образом теплота сгорания называется тёплотой сгорания топлива по бомбе.

При сгорании топлива в бомбе в сжатом кислороде азот и сера, содержавшиеся в топливе, окисляются, и взаимодействуя с находящейся в бомбе водой (1 мл), образуют кислоты, азотную HNO3 и серную H2SO4

Образование этих кислот связано с выделением теплоты, вследствие чего результаты, получающиеся при экспериментальном определении теплоты сгорания, оказываются выше фактической теплоты сгорания топлива. Теплота сгорании топлива, полученная как разность теплоты сгорания по бомбе и теплоты кислотообразования, будет составлять высшую теплоту сгорания аналитической пробы (кДж/кг):

Qа Qа (94,2Sа		α Qа ),	(10)
в б	л	б

где 94,2Sал – количество теплоты, выделяющееся в результате образования серной кислоты (Sал – содержание летучий серы в топливе, %); 94,2 кДж/кг – теплота,

выделившаяся при преобразовании 0,01 кг серы в серную кислоту; α Qба – количество теплоты, выделяющееся в результате образования азотной кислоты, кДж/кг, коэффициент α для антрацитов составляет 0,001, для других углей и сланцев – 0,0015.

Пересчет высшей теплоты сгорания (кДж/кг) аналитической пробы топлива Qва на высшую теплоту сгорания рабочей пробы топлива Qвр производится по формуле

Q	р	Q	а 100		Wp	,	(11)
					Wa
	в	в 100

где Wp – содержание влаги на рабочую массу испытуемого топлива, %; Wa – содержание влаги в аналитической пробе испытуемого топлива, %.

Низшая теплота сгорания рабочей пробы топлива (теплота сгорания на рабочую массу) Qнр вычисляется по формуле (кДж/кг)

Qр Qр 24,42(9Hp Wp),	(12)
н в

где Hp – содержание водорода на рабочую массу испытуемого топлива, %; 24,42(9Hp Wp) – теплота, затраченная на испарение влаги топлива, полученной при горении водорода топлива, кДж/кг.

5.4.2. Отбор проб очаговых остатков.

Отбор проб очаговых остатков производится для определения потерь теплоты с механическим недожогом q4 , а так же сведения топливного баланса. Потери q4

24

складываются из потерь углерода топлива со шлаком и уносом. Отбор проб шлака осуществляется перекрыванием через каждые 20 – 25 мин. на 1 – 2 мин. приемного лотка ГЗУ, куда подается шлак из шлаковых ванн шлаковым транспортером и сбросом шлака на выделенный участок пола. В первичную пробу отбирается 5 – 10 лопат из расчета на каждую шлаковую ванну. Дальнейшая разделка пробы производится в том же порядке, как

идля угля.

5.4.3.Отбор проб уноса.

Проба уноса отбирается из-под всех секций золоуловителя, в течках сухой золы перед гидрозатвором совком емкостью 1 кг с интервалом 5 – 10 мин. Масса первичной пробы за опыт должна быть не более 25 % общего выхода золы за опыт.

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

Перед обработкой результаты измерений арифметически усредняют и заносят в таблицу 8.

Таблица 8

Ведомость испытаний котла ст. №____ тип______________

Дата испытаний___________20___ г.

Ф.И.О. студентов____________________________________________________________

№		Наименование			Обозначение	Единицы	Результат
п/п						измерений
1.	Дата опыта				–	–
2.	Продолжительность опыта					час
3.	Вода и пар
4.	Расход перегретого пара				Dпе	т/ч
5.	Давление пара в барабане				рб	кгс/см2
6.	Давление перегретого пара				рпе	кгс/см2
7.	Температура перегретого пара				tпе	°С
8.	Расход непрерывной продувки				Wпр	т/ч
9.	Давление питательной воды				рпв	кгс/см2
10.	Температура питательной воды				tпе	°С
11.	Воздух
12.	Температура холодного воздуха				tхв	°С
13.	Температура	воздуха	на	входе	tвп'	°С
	воздухоподогреватель
14.	Температура воздуха на выходе из				tвп''	°С
	воздухоподогревателя
15.	Дымовые газы
16.	Температура газов по тракту:
	за пароперегревателем				пп''	°С
17.	за ступенью экономайзера				II''вэк	°С
18.	за ступенью воздухоподогревателя				II''взп	°С
19.	за ступенью экономайзера				I'вэк	°С

25

20.	за ступенью воздухоподогревателя	I'взп	°С
	(температура уходящих газов)
21.	Содержание O2 в продуктах сгорания:
22.	за пароперегревателем	О"2	%
23.	Разрежение по газовому тракту
24.	вверху топки	Sт	мм. вод. ст.
25.	за пароперегревателем	Sпп''	мм. вод. ст.
26.	за ступенью экономайзера	SII''вэк	мм. вод. ст.
27.	за ступенью воздухоподогревателя	SII''взп	мм. вод. ст.
28.	за ступенью экономайзера	SI''вэк	мм. вод. ст.
29.	за ступенью воздухоподогревателя	SI''взп	мм. вод. ст.
30.	перед дымососом	Sдс'	мм. вод. ст.
31.	Вспомогательное оборудование
32.	Сила тока:
33.	вентилятора дутьевого (А, Б)	IВД	А	___/___
34.	дымососа (А, Б)	IД	А	___/___
35.	дымососа рециркуляции газов (А, Б)	IДРГ	А	___/___
36.	мельницы (А, Б, В, Г)	IМ	А	___/___ /___/___
37.	валкового вентилятора среднеходной
	мельницы (А, Б, В, Г)	IВВСМ	А	___/___ /___/___
38.	Данные анализа, выполненного в
	лаборатории кафедры ТЭС ПИ СФУ
39.	Топливо	–	–	бурый уголь
40.	Марка, класс	–	–	2Б, Р
41.	Рабочая влажность	Wr	%
42.	Рабочая зольность	Аr	%
43.	Низшая теплота сгорания топлива на	Qir	ккал/кг
	рабочую массу
44.	Очаговые остатки
45.	Содержание горючих веществ в шлаке	Гшл	%
46.	Содержание горючих веществ в уносе	Гун	%

6.1. Определение расхода перегретого пара и количества теплоты, полезно использованной котлом.

Измерение расхода перегретого пара производят при помощи стационарных эксплуатационных расходометров. Так как расходометры градуируются при определенных параметрах измеряемой среды, указанных в паспорте прибора, а отличие действительных параметров от градуировочных может достичь значительных величин, истинный расход пара находят по формуле, кг/с:

Dист

D

г

,

(13)

пе

пе

д

Количество теплоты,

полезно

использованной

котлом, определяют по

формуле

(кДж/с)

Qбр Dист (h

h

) W

(h

h

)

10 3

,

(14)

к

пе пе

пв

пр

пр

пв

26

6.2. Определение коэффициента избытка воздуха и присосов в газоход котла.

Коэффициент избытка воздуха α определяют по результатам газового анализа по формуле:

	– за пароперегревателем:		21
	α"пп					;	(15)
			21 O2
	– за I ступенью воздухонагревателя:
				2
	α"Iвзп	α"пп				α;	(16)
		3

Присосы воздуха в газоход котла рассчитывают как разность между коэффициентом избытка за I ступенью воздухоподогревателя α"Iвзп и коэффициентом избытка воздуха за пароперегревателем α"пп :

Δα=α"Iвзп α"пп .

(17)

6.3. Определение потери тепла с механическим недожогом.

Потери тепла с механическим недожогом определяют по формуле (%):

q

32700Аr

Г

шл

Гун

α

α

,

(18)

Qr

шл 100 Г

100 Г

4

шл

ун

i

ун

Для пылеугольных

топок с

твёрдым

шлакоудалением

(αшл+αун 1):

αун 0,95,

αшл 0,05; с жидким шлакоудалением: αун 0,4 0,7 , αшл 0,6 0,3.

6.4. Определение потери тепла с уходящими газами.

Потери тепла с уходящими газами рассчитывают по формуле (%)

		α				q	4
	q2 kα c Ιвп			tхв 1					0,9805 0,00013 Ιвп At10 2 .	(19)
		α в			100

Здесь k ,c,в для бурых углей:

k 3,46 0,021Wп ;

							c 0,51 0,042Wп ;
							в 0,16 0,011Wп .
	W	r					150
где Wп			103	и A	1 0,013	Ιвп		.
	Qr
				t	100
	i				твердых топлив тепла от химической неполноты сгорания q3
При сжигании

практически отсутствует, так как в этих условиях оптимальные коэффициенты избытка воздуха, как правило, выше критических, определенных по химической неполноте сгорания.

27

6.5.Определение потери тепла в окружающую среду и

сфизическим теплом шлака.

Потери тепла котла в окружающую среду определяют по формуле (%)

ном

q5 q5ном Dкист , (20)

Dк

где q5ном 0,4 – номинальное значение потери тепла при номинальной нагрузке котла

Dкном , т/ч.

Потери тепла с физическим теплом шлака находят по формуле (%):

q

Ar 1 αун Сшлtшл

100,

(21)

Qr

100 Г

6

шл

i

где C

- см. Прил. III, табл. 1; t

шл

t 1000C ,

t

3

– см. Прил. II, табл. 1.

шл

3

6.6. Определение коэффициента полезного действия котла

6.6.1. Брутто.

Коэффициент полезного действия котла брутто, %:

ηкбр 100 q,

(22)

где q q2

q4 q5 q6 .

6.6.2. Нетто.

Коэффициент полезного действия котла нетто, %:

ηнт ηбр η		сн	.	(23)
к	к

Потеря электроэнергии на собственные нужды котла, %:

Δη		Эсн		100,	(24)
	В	Qr τη
сн			эл
		н i

здесь электрический КПД эл 0,97.

Суммарный расход электроэнергии вспомогательных механизмов котла (дутьевых вентиляторов, дымососов, мельниц, дымососов рециркуляции газов и валковых вентиляторов среднеходных мельниц), кВт∙ч:

Эсн ЭВД ЭД ЭМ ЭДРГ ЭВВСМ (3 UВД IВД ) (3 UД IД ) (3 UМ IМ)

(

3

UДРГ IДРГ) (

3

UВВСМ IВВСМ) 10 3.

(25)

6.7. Определение часового расхода натурального топлива котла.

Часовой расход топлива, т.н.т./ч:

		Qбр103
	В	к		.	(26)
		Qrηбр
	н
		i	к

28

6.8. Определение видимого теплонапряжения топочного объема.

Видимое напряжение топочного объема, ккал/(м3 ч):

qv ВнQir , (27)

Vт

здесь объем топки котла ПК-10Ш-2 Vт 1210 м3, объем топки котла БКЗ-270(320)-140 Vт 1385 м3.

6.9. Определение сопротивления газового тракта котла.

Сопротивление участков газового тракта, (кгс/м2):

Si

Si'' Si .

(28)

6.10. Результаты расчетов.

Результаты расчетов заносят в ведомость основных параметров технического состояния котельной установки (см. табл. 9). Нормативные данные в зависимости от тепловой нагрузки котла определяются по графикам в соответствии с прил. IV, табл. 1 и 2.

Таблица 9

Ведомость основных параметров технического состояния котельной установки

Станц. № ___ тип ________________, завод (фирма) ___________________________

Дата испытаний котлоагрегата «_____» __________20__ г.

					Заводские,			Данные
№	Параметры технического				проектные или			эксплуатационных		Примечание
п/п	состояния				нормативные			испытаний или
					данные			измерений
	Топливо, его характеристика				Уголь			Уголь,
	Qr , кДж/кг				Бородинский,			Бородинский
1.	i				марки 2БР			марки 2БР
	Аr , %
				__________			__________
	Wr , %
2.	Количество работающих
	систем пылеприготовления
3.	ПаропроизводительностьDист		,
	т/ч	к
4.	Тепловая нагрузка котла Qбр ,
	Гкал/ч		к
5.	Температура перегретого пара
	tnе , °С
6.	Давление перегретого параP ,
	кгс/см2	ne
7.	Температура питательной воды
	tпв , °С
8.	Температура воздуха до
	воздухоподогревателя	, °С
		tвп
9.	Температура воздуха за
	воздухоподогревателем tвп'' , °С
	Температура уходящих газов
10.	за воздухоподогревателем ух ,
	°С

29

	Газовое сопротивление
11.	воздухоподогревателя Sвп ,
	мм. вод. ст.
12.	Общее сопротивление газового
	тракта S , мм. вод. ст.
13.	Разрежение вверху топки Sпп'' , мм.
	вод. ст.
	Коэффициент избытка
14.	воздуха
	за котлом α"пп
	за воздухоподогревателемα"Iвзп
	за дымососомα"дс
15.	Присосы холодного воздуха			8,0	8,0	при Dк_ном
	в топкуΔαт , %
	Присосы холодного воздуха в
16.	системы			–	–
	пылеприготовленияΔαп/п , %
17.	Присосы в конвективные			10	10
	газоходы котлаΔαпп-1взп , %
	Присосы в газоходы от
18.	воздухоподогревателя до			5	5
	дымососовΔα	, %
	1взп-дс
	Степень открытия
19.	направляющих аппаратов			–	/
	дымососов, %
	Степень открытия
20.	направляющих аппаратов			–	/
	вентиляторов, %
21.	Потери тепла с уходящими
	газамиq2 , %
22.	Потери тепла с механической
	неполнотой сгорания q4 , %
23.	Потери тепла в окружающую
	средуq5 , %
24.	Потери тепла с физическим
	теплом шлакаq6 , %
25.	Сумма потерь q, %
	Коэффициент полезного
26.	действия	%
	котла, брутто бр ,
	к
27.	Коэффициент полезного
	действия котла нетто нт ,
		к
28.	Содержание горючих в уносе
	Гун , %
29.	Содержание горючих в шлаке
	Гшл , %
30.	Часовой расход	натурального
	топлива В , т.н.т./ч
	н
31.	Расход электроэнергии на
	тягу и дутьё, кВтч/Гкал
	Расход электроэнергии на
32.	помол топлива,
	кВтч/т. топлива
33.	Содержание в дымовых газах
	NOx (при =1,4), мг/нм3
34.	Видимое напряжение
	топочного объема q , Гкал/м3		ч
		v

30