КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Продукты сгорания топлива

Состав продуктов сгорания при сжигании 1 кг твердого или жид­кого топлива или 1 м3

Газового топлива можно записать в следующем

Виде:

І кг/м3 + VB - Усо2 + Kso2 + Ун3о + Уы2 + Уо2 + Кп + 1 2

+ Усо + У\2 + Уси - (4.28)

3

Здесь VB — объем воздуха, использованного для сжигания 1 кг (м3) топ­лива; Vco2, Kscb и др. - объемы отдельных газов в продуктах сгорания, м3/кг или м3/м3.' Продукты сгорания топлива удобно разбить на три груп­пы. Цифрой 1 в (4.28) обозначены продукты полного окисления горючих

!В дальнейшем размерности удельных объемом буду г ука*ыкап>ся только па 1 кг топлива
элементов топлива. Они состоят из объема трехатомных сухих газов, обо­значаемых Vro2 :

Vro2 - Vco2 + VSo2 (4.29)

И объема водяных паров Vh2o за счет горения водорода топлива. В со­ставе Vro2 всегда Vco2 ^ Vso2> поскольку содержание серы в топли - вах мало. Цифрой 2 обозначены объемы азота и кислорода, представ­ляющие собой остаток сухого воздуха после горения топлива, и водя­ные пары. Здесь Vn2 > К)2, так как кислород в значительной мере израсходован на окисление. Объем водяных паров Уш включает в се­бя испарившуюся влагу топлива и влажность самого воздуха. Для силь­но влажных бурых углей значение VBU соизмеримо или превышает Vco2- Цифрой 3 обозначены продукты неполного окисления горючих элемен­тов топлива, при этом Vfcb > Vh2 > Vch4- Соотношение между объема­ми Vco и Vh2 в среднем составляет 3:1. Наличие в продуктах неполно­го сгорания объема Vch4 говорит о грубых отклонениях режима горения от нормы.

Рассмотрим полное сгорание топлива в стехиометрических соотноше­ниях и при условии, когда в продуктах сгорания Vco = 0; Vh2 = 0; Vch4 — 0 и нет остаточного кислорода — Vo2 = 0. Количество воздуха, необходи­мое для полного сгорания 1 кг (м3) топлива при условии безостаточного использования кислорода, называют теоретически необходимым объемом воздуха 1/в°. В этом случае образуется теоретический объем продуктов сго­рания Vr°, который будет состоять:

Уг° = lfcoa + Vso2 + Vlo + V$2. (4.30)

Здесь выделяют теоретический объем сухих газов

Vc°r = Vco2 + Vso2 + Vl = Vro2 + Vl (4.31)

И полный теоретический объем газов

= V* + Vl0. (4.32)

При этом здесь в объем входят все составляющие водяных паров в про­дуктах сгорания, рассмотренные выше (V^20 = Vh2o 4- VBn), а объем V$2 образуется в основном из азота воздуха с небольшим дополнением азота из т°плива. Для обозначения объемов, соответствующих теоретическим усло - виям горения, вводится индекс «О». Теоретические объемы воздуха и про­дуктов сгорания определяются составом сжигаемого топлива и приведены в табл. 4.1.

Таблица 4Л. Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания (м3/кг или м3/м3.

Объем

Топливо

Расчетная формула

Теоретичес­кий воздуха

Твердое и жидкое

VB° = 0,0889(СР + 0,375 Sp) + + 0,265 Нр - 0,0333 (У

Газовое

VB° = 0,0476 2СН4 + 0, 5СО - f

+ 0,5H2 + Ј(™+f)cmHn-02]

Трехатомных сухих газов

Твердое и жидкое

Vk>2 = 0,01866(CP + 0,375SP)

Газовое

Vro2 = 0,01(CH4 + CO + co2 + + ЈmCmHn)

Водяных па­ров

Твердое и жидкое

YH°20 - 0,111HP + 0,0124WP +

+ o, oi6iv;0

Газовое

Vu2o = 0,0l(2CH4 + H2 + + Ј§CmHn + 0,124dr) + +0,0161V?

Азота

Твердое и жидкое

V* = 0, 79v;0 + 0,008№

Газовое

Vl =O,79V;0 + O, OIN2

Примечание:

Dr — влагосодержание газа, г/кг.

Объем сухих трехатомных газов Vro2 в формулах (4.30) и (4.31) одина­ков и не зависит от того, подан на горение теоретический объем воздуха VB° или большее его количество, поскольку содержание СО2 и SO2 в атмо­сферном воздухе очень мало и не учитывается в расчетах. Объем других составляющих продуктов сгорания при подводе VB > VB будет изменять­ся. При этом увеличение объема продуктов сгорания сверх Vr° определяется только избыточным количеством сухого воздуха AVB = VB — VB и водяными парами, содержащимися в нем Д V^o = 0,0161

В действительных условиях невозможно довести топливо до полного сгорания при теоретически необходимом объеме воздуха вследствие несо­вершенства перемешивания топлива с воздухом в большом топочном объ­еме за короткое время пребывания газов в нем (2-3 сек.) Поэтому для обеспечения полноты сгорания топлива, удовлетворяющего экономическим показателям работы парового котла, действительный объем воздуха в зоне горения всегда поддерживают несколько больше теоретического. Отноше­
ние этих объемов называют коэффициентом избытка воздуха в продуктах сгорания

* = (4-33)

Ув

3 практике значение коэффициента избытка воздуха фиксируют на выходе из топочной камеры и обозначают ат. Доля избыточного воздуха в топке зависит от сорта топлива, способа его сжигания и конструкции топочного устройства. Твердое топливо, отличающееся большим выходом летучих ве­ществ, легче воспламеняется и быстрее сгорает. Оно относится по условиям горения к реакционным топливам, поэтому нуждается в меньшем избытке воздуха, чем топливо с малым выходом летучих. Эффективное перемешива­ние топлива с воздухом и быстрое сжигание достигается при использовании газового топлива и мазута, поэтому они требуют наименьшего избытка воз­духа в зоне горения. Разный избыток воздуха нужен при сжигании одного и того же топлива, но в разных топочных устройствах (например, в пря­моточной или вихревой топочной камере), отличающихся эффективностью перемешивания.

Расчетный коэффициент избытка воздуха аТ нормируется в зависимо­сти от указанных факторов. Обычно его принимают для разных топлив в следующих пределах:

Для твердых 1,15 - т-1,25 , для жидких 1,02 - г 1,1, для газовых 1,05 - г 1,1.

Уменьшение избытка воздуха дает экономию расхода энергии на тягодутье - вых машинах и повышает КПД котла. Однако его снижение ниже расчет­ного значения аТ ведет к быстрому росту недожога топлива и снижению экономичности котла.

При работе парового котла под наддувом избыток воздуха на выходе из топки ат равен его значению в горелке агор и сохраняется неизменным НО всему газовому тракту, так как все его газоходы в этом случае имеют небольшое избыточное давление и выполнены газоплотными (исключение вставляет регенеративный воздухоподогреватель).

При работе котла под разрежением, создаваемым дымососами, про - исходит подсос в газовый тракт холодного воздуха из окружающей среды Чсрез возникающие неплотности (чаще всего в местах сопряжения отдель - Ньт* элементов котла).

За счет присоса воздуха объем продуктов сгорания по газовому тракту Постепенно увеличивается, снижается температура газов (рис. 4.12). При-

(4.34)

Продукты сгорания топлива

Перегретый пар в турбину

Вторично - перегретый пар в турбину

Пар из турбины

Рис. 4.12. Места присоса холодного воздуха в газовый тракт котла, сосы определяются в долях от теоретически необходимого воздуха

Холодный воздух

Уходящие азы

Отельные установки дк

Да* =

К0

Где Д Vi — объем присосанного воздуха в пределах 2-ой поверхности паро­вого котла.

(4.36)

Тогда избыток воздуха за г-ой по порядку поверхностью нагрева после топки определяется как

(4.35)

В топочной камере также имеют место присосы воздуха Да,. С учетом этого избыток воздуха в зоне горелок будет составлять

П. op = пп ~ Дат-

Объем уходящих газов, определяемый за последней поверхностью котла, м0>кно найти по следующей формуле:

1/ух - + Кх - (4.37)

Где «ух = olт + Дапе + AcvBI + Аа-)к + Давп (см. рис. 4.12).

Объем Vyx состоит из объема продуктов полного сгорания топлива Vr° и всего избыточного воздуха ДКгзб, которое можно разделить на две со­ставляющие:

АКзб - (с*т - 1)VB° + Y1 (4-38)

Где (ат — 1) — избыток воздуха в зоне горения.

Первое слагаемое в формуле (4.38) характеризует организованный из­быток воздуха, необходимый для обеспечения достаточно полного сжига­ния топлива. Второе слагаемое — вредные присосы холодного воздуха в последующих поверхностях нагрева.

Первоначально определение избытка воздуха в потоке газов осуще­ствлялось косвенным способом — путем определения процентного содер­жания R02=C02+S02 в сухих газах при известном для данного топлива максимально возможном значении RO^0. Максимальное содержание су­хих трехатомных газов в продуктах сгорания (при а = 1 и 02 = 0):

21 (4.39)

(І+АГ

Где вт — топливная характеристика, зависящая при сжигании в воздухе от состава топлива

_ Я*-0,126 О"+ 0,038*'

/Л - 2,35 Ср + 0,375 Sp ■ (4'40)

Значения ROr>aKC для видов топлив находятся довольно в узких пределах: для твердых — 18-20%, для мазута — 16-17%, для природного газа — 11-13%.

В этом случае для определения избытка воздуха используют углекис - л°тную формулу

РПШКС

(4.41)

ROo

Значение ROo определяют в составе исследуемого газа ручными газоанали­заторами либо на хроматографе. Косвенным способом при сжигании твер - ЧЬ|х топлив нельзя пользоваться, когда топливо в своем составе имеет карбо - ,,агкК разлагающиеся в зоне горения с выделением С02 (например, сланцы).

В настоящее время наиболее широко применяется прямой метод опре­деления избыточного кислорода в потоке дымовых газов.

В этом случае контроль за избытком воздуха в газовом тракте котла обеспечивают с помощью кислородомера. При постоянном протоке через прибор небольшой доли дымовых газов из заданного места газового трак­та из них выделяется кислород, обладающий специфическими'магнитными свойствами. Прибор показывает количество О2 в процентах от объема осу­шенных газов.

Остаточный кислород в продуктах сгорания, в процентах от объема сухих газов, можно выразить следующим образом:

0,21 (а — 1)К° 02 = -—Цт — 100. (4.42)

•чс. г

С учетом ранее сказанного объем Vcs = a тогда

= ^ (4.43)

И окончательно искомое значение избытка воздуха

Если в дымовых газах есть заметное количество продуктов неполного сго­рания (СО, H2), то нельзя весь кислород считать избыточным. Часть его должна быть израсходована на окисление этих продуктов. Тогда форму; ла (4.44) примет вид:

А =-------------------- —----------------- (4 45)

21- [02 -0,5(СО + #2)] '

Где СО, #2 — процентное содержание в газах продуктов недожога. Их ко­личество определяется методами газовой хроматографии.

Контроль за избытком воздуха на котле обычно осуществляют в двух точках газового тракта: в поворотной камере (или за конвективным паро­перегревателем высокого давления) и за воздухоподогревателем (в уходя­щих из котла газах). Разность этих показателей характеризует долю присо - сов холодного воздуха в поверхностях конвективной шахты, а значение Оз в поворотной камере показывает, выдерживаются ли условия оптимального избытка воздуха в топочной камере, поскольку присосы в горизонтальном газоходе стабильны и незначительны. Прямое определение избытка воздуха на выходе из топки технически затруднительно и неудовлетворительно по точности из-за высокой температуры газов и неустойчивой аэродинамики потока.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Требования к котельной (топочной) на твердом топливе: основные нюансы от специалистов компании Статус 24

Проектирование и сборка составляющих для системы обогрева должна быть четко согласовано со строительными стандартами к отопительным помещениям.

ТТ котлы, электричество и тепловой насос, как альтернатива газу.

Тарифы на центральное отопление постоянно растут, оплата этой коммунальной услуги отнимает большую часть платежей семьи. Отличным выходом может стать выбор альтернативного источника тепловой энергии, который должен стать энергосберегающим, недорогим и …

Подбор мощности твердотопливного котла.

Наиболее важным параметром, от которого зависит удобство и комфорт использования котла, является его мощность. Неправильно подобранная мощность грозит Вам целым рядом проблем и неудобств. Самой распространенной ошибкой является недостаточная мощность

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.