3. Практические занятия

3.1 Расчет горения топлива

3.1.1 Пересчёт состава и теплоты сгорания топлива на заданные значения W^p и A^p

В приведены расчётные характеристики основных твёрдых, жидких, и газообразных энергетических топлив. Указанные в таблицах значения нельзя рассматривать как постоянные и твёрдо установленные нормативы. Это некоторые средние числа, характеризующие топливо, состав и качество которого изменяются в зависимости от места, времени и способа добычи.

Содержание влаги в твердом топливе и мазуте зависит не только от месторождения, вида и сорта топлива, но также и от способа хранения и транспортировки, климатических условий (времени года), способа подготовки, и может подвергаться значительным изменениям.

Зольность твердого топлива зависит от целого ряда факторов, как, например, способа добычи и обработки топлива (грохочение и обогащение), длительности хранения и пр.

В ряде случаев содержание влаги и золы в твёрдом топливе и мазуте может значительно отличаться от средних табличных значений. Поэтому взятые из таблиц расчётные характеристики твёрдых и жидких топлив в некоторых случаях приходится пересчитывать на заданные значения влажности и зольности, отличные от табличных. Пересчёт табличного элементарного состава рабочей массы топлива с влажностью и с зольностью на рабочую массу с заданными значениями и производят по формулам:

;

;

и т.д.

Правильность пересчёта состава топлива проверяют суммированием всех составляющих элементарного состава. Величина допустимой погрешности не должна превышать 0,5%.

Приведенные характеристики топлива , (% ^ кг/МДж) определяют по формулам:

а) приведенная зольность

;

б) приведенная влажность

;

Пересчёт табличного значения низшей теплоты сгорания, кДж/кг (кДж/м³), на рабочую массу с заданными значениями и производят по формуле:

При сжигании смеси двух твёрдых или жидких топлив, заданной массовыми долями и , теплоту сгорания 1 кг смеси (кДж/кг) подсчитывают по формуле:

;

При сжигании смеси твёрдого или жидкого топлива с газообразным расчёт ведётся на 1 кг твердого или жидкого топлива с учётом количества газа х (м³), приходящегося на 1 кг топлива. В этом случае условную теплоту сгорания смеси топлив (кДж/кг) определяют по формуле:

;

где и - соответственно низшая теплота сгорания твердого или жидкого топлива (кДж/кг) и газа (кДж/м³);

 - количество газа (м³) приходящегося на 1 кг топлива определяется по формуле:

3.1.2 Выбор коэффициента избытка воздуха и присосов в газоходах парогенератора.

При тепловом расчёте коэффициент избытка воздуха на выходе из топки и присосы воздуха в отдельных элементах парогенератора принимают на основе обобщенных данных эксплуатации агрегатов, которые приведены в таблицах 3.1, 3.2.

Значение расчётного коэффициента избытка воздуха в отдельных сечениях газохода парогенератора определяют суммированием коэффициента избытка воздуха в топке с присосами воздуха в газоходах, расположенных между и топкой и рассматриваемым сечением, т.е.

;

где расчётный коэффициент избытка воздуха в рассматриваемом элементе;

сумма присосов, расположенных между топкой и рассматриваемым сечением газохода.

Таблица 3.1 – Средние значения присосов для систем пылеприготовления.

Характеристики пылесистемы
Шаровые барабанные мельницы:
- с промежуточным бункером при сушке горячим воздухом	0,1
- то же, смесью воздуха и топочных газов	0,12
- с прямым вдуванием	0,04
Молотковые мельницы:
- при работе под разрежением	0,04
- то же, под давлением горячего воздуха	0
Среднеходовые валковые мельницы при работе под разрежением	0,04
Мельницы-вентиляторы с подсушивающей трубой	0,2 – 0,25

Таблица 3.2 – Присосы воздуха в топках и газоходах парогенераторов, работающих под разряжением при номинальной нагрузке.

Участки газового тракта
Топки:
- пылеугольные с твёрдым шлакоудалением и металлической обшивкой	0,1
То же, без металлической обшивки
Газоходы:
- фестона и ширмового перегревателя первого конвективного пучка	0,1
- пароперегревателя первой ступени	0,03
- пароперегревателя второй ступени	0,02
- экономайзера стального первой и второй ступени	0,04
- воздухоподогревателя стального трубчатого первой и второй ступени	0,03

3.2 Расчёт объемов воздуха и продуктов сгорания топлива

Объёмы, энтальпии воздуха и продуктов сгорания определяют в расчёте на 1 кг твердого или жидкого топлива или на 1 м³ газообразного топлива. Расчёты выполняют без учёта химической и механической неполноты сгорания топлива. Незначительная химическая неполнота сгорания, соответствующая принимаемым при выполнении теплового расчёта значениям , практически не оказывает влияния на точность расчёта. Механический недожог учитывается введением в расчёт условного расхода топлива . Теоретически необходимый объём воздуха при м³/кг (м³/м³), определяют по формулам:

а) для твердого и жидкого топлив

;

б) для газообразного топлива

где и - числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива.

Теоретические объёмы продуктов сгорания при в случае твёрдых и жидких топлив(см. приложение А.4), м³/кг, (м³/м³) вычисляют по формулам:

а) объём трёхатомных газов

;

б) Объём двухатомных газов (равен теоретическому объёму азота)

;

в) объём водяных паров

;

Соответствующие формулы для случая газообразных топлив (м³/м³) имеют вид:

;

;

где - влагосодержание топлива, отнесённое к 1м³ сухого газа (г/м³); при можно считать, что =10 г/м³.

Теоретические объемы продуктов сгорания смеси топлив:

• теоретический объем воздуха

• теоретические объемы продуктов сгорания

Объём воздуха при , м³/кг (м³/м³), будет

;

Объёмы продуктов сгорания твёрдых, жидких и газообразных топлив при >1 отличаются от теоретических на величину объёмов воздуха и водяных паров, поступающих в парогенератор с избыточным воздухом.

Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то объём этих газов от коэффициента избытка воздуха не зависит, во всех газоходах остается постоянным и равен теоретическому.

Объём двухатомных газов и водяных паров, м³/кг (м³/м³), определяют по формулам:

;

;

Суммарный объём дымовых газов при >1, м³/кг (м³/м³), будет

;

Объёмные доли трехатомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении 0,1МПа, подсчитываются по формулам:

;

При сжигании твёрдых топлив концентрацию золы в дымовых газах (г/м³) рассчитывают по формуле:

;

где - доля золы топлива, уносимая (0,95).

Расчёты по определению объёмов воздуха и продуктов сгорания объёмных долей трехатомных газов и концентрации золы сводят в таблицу 3.3. В таблице последовательность и количество расчётных участков конвективных поверхностей должны соответствовать компоновке поверхностей нагрева в рассчитываемом парогенераторе. Для перегревателя с пароохладителем “в рассечку”, рассчитывают два участка: до пароохладителя и после него. При компоновке хвостовых поверхностей “в рассечку” каждую ступень экономайзера рассчитывают отдельно.

Таблица 3.3 – Характеристика продуктов сгорания в газоходах парогенератора.

Величина	Единица	Газоходы
		Топка и фестон	II-я ступень пароперегревателя	I-я ступень пароперегревателя	II-я ступень экономайзера	II-я ступень воздухоподогревателя	I-я ступень экономайзера	I-я ступень воздухоподогревателя
Присосы воздуха 	__
	__
VRO2	м3/кг
VR2=VoN2+(-1)Vo	м3/кг
VH2O=VoH2O+0,0161(-1)Vo	м3/кг
Vг=VRO2+VR2+VH2O	м3/кг
rRO2=VRO2 / Vг	__
rH2O=VH2O / Vг	__
rп=rRO2+rH2O	__
m =10аунАр/ Vг	г/м3