35.Энтальпии воздуха и продуктов сгорания. H-q диограмма для котлов под разряжением и под наддувом.

Расчет энтальпий продуктов сгорания необходим для определения тепловосприя-тия поверхностей нагрева и изменения теп­лосодержания газового потока. При тепло­технических расчетах принято удельную энтальпию продуктов сгорания, как и удельные объемы, определять для объема газов, получающегося при сгорании 1 кг или 1 м³ топлива. Обычно это значение энтальпии обозначают буквой Н и выра­жают в кДж/кг или кДж/м³. Так как теп­лоемкости газов в составе продуктов сго­рания различны, то энтальпии компонентов дымовых газов подсчитывают отдельно. Так, энтальпия теоретического объема про­дуктов сгорания при температуре газов $_г °С, составляет

100

(6.33)

где c

_ROa,

c_HaO — объемные теплоемко-

сти отдельных компонентов дымовых газов», взятые при расчетной температуре газов #, кДж/ (м³ • К); с_{3 л} — теплоемкость золовых частиц, кДж/(кг-К); #ун — доля золовых частиц, уносимая потоком газов.

Последний член уравнения (6.33), ха­рактеризующий энтальпию золовых частиц, учитывается только при сжигании высоко­зольных топлив.

Энтальпия газов при избытке воздуха а>1 определяется как

Я_РЧ-'(а— 1)#_B^Q. (6.34>

Здесь #в° — энтальпия теоретического объ­ема воздуха;

Я_во=У_в°с_в^, (6.35)

где с_в — объемная теплоемкость воздуха, кДжА(м³-К).

Расчеты энтальпий газов при различ­ных температурах представляют в виде Н, d-диаграммы (рис. 6.3).

Величина Н_Г° при одинаковых темпе­ратурах всегда выше, чем Я_в°, поскольку объем газов У_Т°>У_Ъ°, ^а объемные теплоем­кости трехатомных газов ^^о_а» ^сн₂о боль­ше теплоемкости воздуха с_в

36.Располагаемая теплота топлива, краткая характеристика её составляющих.

37.Теплота полезноиспользованная в котле, краткая характеристика её составляющих.

38. Потери теплоты с уходящими газами, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q2 - потеря тепла с уходящими газами. Данная потеря в энергетических котлах наблюдается постоянно и может составлять 2-5% и более, т.к. уходящие из котла газы будут иметь значительную температуру, которая зависит от порциального состава и давления уходящих газов и не должна быть ниже или равна точке росы, т.е. температуре, при которой могут конденсироваться пары влаги и/или серной кислоты, отсюда Тух.г = tp+(10 - 20). Кроме этого при выборе Тух.г необходимо учитывать и величинуоптимальной Тухг, которую определяют исходя из удельных затрат топлива и хвостовые поверхности нагрева с учетом их изготовления и ремонта. Ее определяют по графической зависимости затрат и с учетом Тух.г

1. Затраты, связанные с поверхностями нагрева. 2. затраты на топлива (суммарные - доставка и подготовка к сжиганию) 3. суммарные затраты. С ростом альфа величина q2 также растет, т.к. начинает расти Нух.г из за роста Vв

39. Потери теплоты с химическим недожёгом, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q3 - потеря тепла от хим недожега. Возникает в результате неполного хим окисления (горения) горючих составляющих топлив и уноса не выделевшейся теплоты с недоокислившимися элементами. Эта потеря возникает в результате нехватки кислорода до полного окисления горючих компонентов и определяется по уносу теплоты несгоревшими компонентами топлив. Однако в реальных условиях эксплуатации котлов определение q3 по данной формуле затруднено из-за невозможности точного определения недогоревших компонентов, поэтому в реальных условиях величиной q3 задаются оп таблице и она может составлять от 0 до 0,5% и более и обычно при сжигании твердых топлив принимается равным 0, а для остальных по табл. С ростом альфа величина q3 резко падает вплоть до 0.

40. Потери теплоты с механическим недожёгом, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q4 - потеря теплоты от мех недожега. Величина q4 в основном учитывается при сжигании твердых топлив, а при сжигании газомазутных может иметь незначительные величины, которыми пренебрегают и в расчетах принимают равным нолю. Возникновение этой потери обусловлено следующими условиями при сжигании твердых топлив:

1. Недостаточно качественный размол топлива (грубый помол) при котором частичка топлива не успевает сгорать при пролете топки из за больших габаритов.

2. Возникает в результате попадания несгоревших частичек топлива в шлак и вывода из топки.

3. При недостатке альфа и при его избытке (сверхположенного), приводящего к возрастанию объемов продуктов сгорания, росту скорости и уменьшения времени пребывания топлива в топке. Обычно величина q4 при сжигании твердых топлив может находится в пределах 0,5 - 5% и более. Однако в реальных условиях эксплуатации котлов определение величины q4 затруднено из-за сложности определения Gшл, поэтому при расчетах и контроле при эксплуатации её принимают в соответствии с видом сжигаемых топлив способу шлакоудаления по табл.

41. Потери теплоты от наружного охлаждения, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

q5 - потеря теплоты от наружного охлаждения. Эта потеря определяется тем, что от теплонесущего оборудования котла в окружающую среду теряется часть тепла, которая сокращается за счет установки 1)газоходов котла, обмуровки (теплоизолятор) 2)теплонесущих трубопроводов, барабана, перебросных труб, коробов, коллекторов и др - теплоизоляция. В общем случае условиями установки этих элементов является то, что их наружная т стенки должна не превышать 55+/-5 при Токр = 20+/-5. Кол-во тепла даже при установке самых лучших теплоизоляционных устройств не будет осуществлять полное отсутствие q5, т.к. сами эти материалы буду поглощать это тепло, поэтому для котловс Дпп от 1000 тон\час и более q3 = 0,2%

42. Потери теплоты с физическим теплом шлаков, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

***q6 - потеря тепла с физическим теплом шлака. Удаляемый из топки шлак, имея значительные Т сбрасывается в шлакоприемную ванну, где это Т безвозвратно теряетс, причем необходимо также учитывать и кол-во удаляемого шлака, который удаляется видом шлакоудаления. Величиной q6 при твердом шлакоудалении можно пренебречьв том случае, если Аг <= 2,5 %*кг/МДж. При жидком шлакоудалении учет обязателен.

43.Коэффициенты полезного действия котлоагрегатов, их определение, краткая характеристика входящих величин. Расход топлива котлоагрегатом.

44.Камерные топки, назначение, классификация.

Камерное топочное устройство предназначено для сжигания пылевидного твёрдого, распыленного жидкого или газообразного топлива, т.е. для превращения химической энергии исходного горючего вещества в тепловую энергию продуктов сгорания.

Камерные топки- топки для газового (газовые, газомазутные однокамерные,факельные) и жидкого топлива (мазутные, с горизонтальными циклонами, вихревые). Топки для пылевидного топлива: с твёрдым шлакоудалением (однокамерные открытые, однокамерные тангенциальные) с жидким шлакоудалением, двухкамерные, однокамерныя с пережимом, с вертикальными циклонами, с пересекающимися струями.

45.Геометрические характеристики камерных топок.

Определяются литейными размерами:

1.шириной топки, которая для современных котлов может находится в пределах 9,5-31 и более метров. Выбор этого размера зависит от вида сжигаемого топлива, тепловой мощности котла и теплового напряжения сечения топки с учётом скорости газов. Оценочно эту величину можно определить по выражению а=0,67Д_пп^0,5.

2.Глубина топочной камеры. Выражается через b, в пределах 6-11 и более метров. Зависит от мощности и размещения горелок на стенках топки, способности развития факела, в сечении топки, т.е. чтобы факел не касался экранов. Кроме того использование более мощных горелок приводит к увеличению b.

3.Высота топки.hт.

Должна обеспечивать полное сгорание топлив по длине факела в пределах топочной камеры, с учётом требуемого количества размещённых экранов на стенках топки из учёта не только паропроизводительности, но и из учёта их нормального охлаждения. Для современных топок hт=16-60 и более метров.

46.Тепловые характеристики камерных топок.

1.Тепловая мощность топки – основная тепловая характеристика, характеризующая количество теплоты выделяющейся при полном сгорании данного топлива. Qт=BQн^р.

2.Тепловое напряжение топочной камеры, под которым понимают отношение теплового напряжения, отнесённое к рассматриваемому сечению топки qг=Qт./fт. fт=a*b.

Величина Qf для энергетических котлов регламентирована и может составлять:

1.При сжигании твёрдых топлив от 3500-6500 (причём меньше значение для углей, обладающими повышенными шлакующими свойствами топлив – низки tэ).

2.Для газомазутных топок более 6500 кВ/м².

3.Допустимое тепловое напряжение объёма топочной камеры qv=Qт/Vт.

Эта величина также регламентирована и составляет;

1.При сжигании твёрдых топлив от 120-210 кВ/м³ (причём ниже значения для котлов с твёрдым шлакоудалением).

2.При сжигании газомазутных топлив qv до 280 и более кВ/м3.

47. Горелочные устройства для сжигания топлив, назначение, конструкция, расположение.

Необходимая интенсивность го­рения топливной пыли достигается подготовкой горючей смеси (сме­сеобразованием) в горелочном уст­ройстве, называемом в дальнейшем горелкой. Полученная в процессе размола и сушки топливная пыль при температуре 70—130 °С пото­ком первичного воздуха вдувается в топочную камеру через горелки; через горелки поступает также вто­ричный воздух при температуре 250—420⁹С. Следовательно, горел­ки выдают в топку два раздельных потока — пылевоздушную смесь и вторичный воздух. Образование го­рючей смеси завершается в топоч­ной камере.

Горелки являются важным эле­ментом топочного устройства; от их работы и размещения в топке зависит характер смесеобразования, что в сочетании с аэродинамикой топочной камеры определяет ин­тенсивность воспламенения, ско­рость и полноту сгорания, а следо­вательно, тепловую мощность и эффективность топки.

Различают вихревые и прямо­точные пылевые горелки. Для сжи­гания пылевидного топлива и при­родного газа применяют комбини­рованные пылегазовые горелки. Выполняют также комбинирован­ные горелки на все три вида топли­ва (твердое, газ, мазут). Через вихревые горелки пылевоздушная смесь и вторичный воздух подаются в виде закрученных струй, обра­зующих в топочном объеме кону­сообразно расходящийся факел (см. рис. 5.10). Такие горелки вы­полняются круглыми в сечении. Прямоточные горелки подают в топку чаще всего параллельные струи аэропыли и вторичного воз­духа. Перемешивание струи опреде­ляется главным образом взаимным расположением горелок на стенах топки и созданием необходимой аэродинамики струй в объеме топ­ки. Эти горелки в сечении могут быть круглыми или прямоугольны­ми.