2.4 Химический кпд газификации
Химический КПД газификации
характеризует
превращение теплоты исходного топлива
в химически потенциальное тепло
образующегося горючего газа.
Величина определяется по формуле:
где
-
выход сухого газа, кДж/м3,
-
низшая теплота сгорания сухого газа,
кДж/м3,
низшая теплота сгорания твердого
топлива, кДж/м3.
Низшая теплота сгорания твердого топлива рассчитывается по формуле Д. И. Менделеева:
,
кДж/кг,
где
- компоненты рабочей массы топлива
(здесь
- содержание горючей части серы).
Низшая теплота сгорания газового топлива, кДж/м3 (сухого газа в нашем случае) определяется по закону аддитивности из следующего выражения:
где
-
молярная концентрация j
– го горючего компонента в
газовом топливе, %,
-
удельная теплота сгорания горючего
компонента, кДж/м3 или МДж/м3;
- знак суммирования по всем компонентам
топлива.
Низшая теплота сгорания для наиболее часто встречающихся компонентов газового топлива приведена в таблице 3.
Таблица 3. Низшая теплота сгорания компонентов газового топлива, МДж/м3
-
№ п/п
Наименование компонента газового топлива
Теплота сгорания компонента газового топлива
1
СО
12.64
2
H2
10.80
3
СH4
35.82
4
С2H4
59.07
5
С2H6
63.75
6
С3H8
86.03
7
С4H8
91.26
3. Расчет необходимого количества газогенераторов
Для организации процесса газификации топлива на ТЭС необходимы мощные газификаторы, соответствующие по производительности крупным блокам. Производительность одного газификатора должна составлять 150…300 103 нм3/ч по энергетическому газу или 50…100 т/ч по твердому топливу при интенсивности газификации I = 5…10 т/(м2ч) по топливу [1,2].
Необходимое число газификаторов n для энергоблоков заданной мощности определяют, исходя из количества тепла Q, кДж/час, получаемого при сжигании генераторного газа (которое должно соответствовать потребной мощности газового блока).
Мощности газовых блоков современных энергетических ПГУ изменяются в пределах 12…110 МВт. Для расчета рекомендуется использовать среднее для указанного диапазона значение Q = 60 МВт.
В случае холодного неочищенного газа его суммарный выход V, м3/час (м3/с), рассчитывается по формуле:
где - теплота сгорания газового топлива (сухого газа), кДж/м3.
Необходимое число газификаторов n рассчитывается по формуле:
+k,
Где
-
площадь сечения шахты газификаторов,
м2, I – интенсивность
процесса газификации, или массовое
напряжение шахты, кг/(м2 ч), кг/(м2
с); k – число резервных
газификаторов, D –
диаметр шахты газификатора, м.
Существуют следующие типоразмеры диаметров шахт газификатора:1;1.2; 1.6; 2.0; 2.6; 3.0; 3.6, м. Рекомендуем выбирать среднюю для приведеного ряда величину диаметра.
В качестве резервного принимается один газификатор при числе газификаторов до семи и два - если их более семи.
Расход твердого топлива на газификацию, кг/ч (кг/с), определяется по формуле:
где
-
КПД газовой турбины, который принимаем
95%; V - суммарный выход
генераторного газа, нм3/кг.