12. Коэффициент расхода воздуха и температура продуктов сгорания на выходе из топки и методы их выбора.

Рисунок 1.11 – Графическое определение оптимальных значений коэффициента избытка воздуха a^опт_т в топке котла (а) и температуры t^опт_у.г  уходящих газов (б):

q _у.г, q_х.н – потери теплоты с уходящими газами и от химической неполноты сгорания, %; t’_у.г,  t’’_у.г– расчетные температуры уходящих газов, ^оС; SЗ – суммарные затраты, руб./год; З_F – затраты на поверхность нагрева, руб./год

Оптимальное по условию минимума суммарных потерь теплоты q_у.г + q_х.н значение a^опт_т находят с помощью графика.

13. Температура уходящих газов из котла и методика ее определения.

Температура уходящих газов, кроме всего зависит от температуры воды на входе в котел. Т.е. при одной и той же нагрузке (одном и том же расходе газа) температура уходящих будет разной, например при температуре воды на входе 50 и 95°С.

Температура уходящих газов за котлом зависит от:

1) чистоты внутренних и наружных поверхностей нагрева;

2) от избытка воздуха на горение (чем больше воздуха, тем выше t ух.);

3) от температуры и расхода воды через котёл;

Очень важно, в процессе эксплуатации следить за температурой уходящих газов на выходе из котла. Ограничение по максимальной температуре вызвано возможностью выхода из строя дымососа (не более 280 °С), а по минимальной температуре ограничение ставит образование конденсата в конвективной части котла. Сера, содержащаяся в топливе, при образовании конденсата может вызвать низкотемпературную сернистую коррозию конвективных поверхностей. Кроме того, конденсат вызывает налипание сажистых и золовых отложений на конвективных пакетах котла и приводит к частым остановкам котла на их чистку.  Минимальная температура уходящих газов за котлом выбирается по температуре точки росы. Температура точки росы дымовых газов t_р зависит от температуры конденсации влаги t_кон при парциальном ее давлении в газах и приведенного содержания серы в рабочем топливе S^п и равна t_р = t_кон + Δt_р, величина Δt_р в зависимости от приведенных содержаний золы и серы топлива A^п и S^п определяется по формуле

Температура точки росы колеблется в пределах 90-110 °С при сжигании углей, и при сжигании дров 54 °C. Пример: каменные угли - Кузнецкий Д t_р = 90,9 °C, бурые угли - Харанорский Б1 t_р = 108,7 °C.

14. Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива и их снижение [4].

Потеря тепла от химической неполноты сгорания (химического недожога) Qхн (qх.н) возникает при неполном сгорании топлива в пределах топочной камеры котла и появления в продуктах сгорания горючих газообразных составляющюих (СО, Н2, СН4, СmНn.). Догорание же этих горючих газов за пределами топки практически невозможно из-за относительно низкой их температуры.

Химическая потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива может явиться следствием:

1) общего недостатка воздуха;

2) плохого смесеобразования;

3) малых размеров топочной камеры, что определяет недостаток времени для завершения химических реакций;

4) низкой температуры в топочной камере, что приводит к снижению скорости выгорания топлива;

5) высокой температуры, что может привести к диссоциации продуктов сгорания.

При достаточном для полного сгорания топлива количестве воздуха и хорошем смесеобразовании qx.a зависит от объемной плотности тепловыделения в топке. Характер зависимости qx.н от видимой (условной) объемной плотности тепловыделения qv=BQрн/Vt показан на рис. 2.6.

В области низких значений q_v (левая часть кривой), т. е. при малых расходах топлива В, потеря тепла от химической неполноты сгорания q_x.н увеличивается в связи со снижением температурного уровня в топочной камере t, что определяется относительным увеличением потери теплоты от наружного охлаждения (см. § 2.6) при уменьшении расхода топлива «В». Повышение объемной плотности тепловыделения (с увеличением расхода топлива) приводит к увеличению температурного уровня в топке и снижению q_х.н. Однако после определенного значения q_v (правая часть кривой) дальнейшее увеличение расхода топлива приводит к увеличению q_x.н из-за уменьшения времени пребывания газов в объеме топки и невозможности в связи с этим завершения реакции горения.