Конспект лекций по дисциплине "Котельные установки и парогенераторы". Часть 1 (Элементы теории горения. Объемы воздуха и дымовых газов. Энтальпия воздуха и продуктов сгорания. Тепловой баланс парового котла), страница 9

∆αН_прс – количество теплоты, вносимое присосом воздуха в газоход.

Теплота, воспринятая паром

Q_воспр= D/В_р(h^"-h') – Q_л

где  D – количество пара, проходящее через ПП, кг/с;

В_р – расчетный расход топлива, кг/с;

h', h^" – энтальпия пара до и после ПП;

Q_л – теплота, воспринятая пароперегревателем за счет излучения из топки.

Теплота, переданная дымовыми газами пароперегревателю

Q_перед= kF_пп∆t/В_р

Для воздухоподогревателя

                                                                              Н'; α₁          Н⁰'

                                                                                                  Н⁰"

                                                                              Н"; α₂

Рис.7. Элементы воздухоподогревателя в газоходе котла.

α₂ – α₁ = ∆α – присос воздуха на участке, занимаемом воздухоподогревателем.

Теплота, отданная газами (в расчете на 1кг сожженного топлива)

Q = φ(Н' - Н" + ∆αН_прс)

Теплота, воспринятая воздухом

Q_в = (β"_вп + ∆α_вп/2 + β_рц)(Н⁰" - Н⁰')

где β"_вн – отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому;

β_рц – доля рециркулирующего воздуха в воздухоподогревателе

∆α_вп – присос воздуха в воздухоподогреватель

Н⁰", Н⁰' – энтальпия воздуха, теоретически необходимого для сгорания, при температуре на выходе из воздухоподогревателя и на входе в него, кДж/кг.

Теплота, переданная дымовыми газами воздуху

Q_перед= kF_вп∆t/В_р

Таким образом, при расчете необходимо иметь три уравнения, равных друг другу: теплота, отданная дымовыми газами, теплота, воспринятая рабочей средой и теплота, переданная от газов к среде.

11. Статические характеристики парового котла.

В процессе эксплуатации парового котла может меняться его производительность вследствие изменения потребления нагрузки потребителем (100% D, 80% D), может меняться температура питательной воды, воздушный режим топки, влажность и зольность топлива и др. Все это будем называть внешними и внутренними воздействиями на паровой котел.  Возникает необходимость определения влияния воздействия внешних и внутренних воздействий на показатели работы парового котла: значение  параметров газа и рабочей среды, распределение тепловосприятия радиационными и конвективными поверхностями, значение тепловых потерь и КПД брутто котла. При нанесении этих воздействий работа парового котла будет характеризоваться переходными режимами (динамическими характеристиками) и установившемся (квазистационарным) режимами или состояниями.

Характеристика работы парового котла во время работы различных квазистационарных режимов:

1)  Зависимость параметров от нагрузки.

Устойчивая работа котлов при различных нагрузках лимитируется несколькими факторами:

- для барабанных котлов – условиями циркуляции (до 30÷35% нагрузки),

- для прямоточных и с многократной принудительной циркуляцией снижение нагрузки может быть любое.

- условиями сжигания топлива: при факельном сжигании пыли с малым выходом летучих устойчивая работа – до 50% нагрузки.

Всякое изменение нагрузки приведет к перераспределению тепловосприятий радиационных и конвективных поверхностей. Увеличение нагрузки – меньше восприятие теплоты радиационными и больше конвективными поверхностями; возрастает потеря тепла с уходящими газами. С ростом нагрузки увеличивается сопротивление парового, газового и воздушного трактов пропорционально квадрату увеличения нагрузки.

При уменьшении нагрузки – обратная картина. Ниже приведено изменение основных параметров как f(D) (рис.8):

                                 η_пк                                                                           η_пк

                         q_к                                                                                                    q_к

                                                   q_л                                                                       q_л                      q₃, q₄ –

                        ∑q                                                                                                                   уменьш.

                                                                                                       ∑q

                                              q₅                                                                                   q₂

                                                                                                                                                                                                                q₅

                                                                  D, кг/с                                                                         α

Рис.8. Статические характеристики        Рис.9. Статические характерис-

котла при изменении нагрузки.                   тики котла при изменении воз-

                                                                           душного режима топки.

2)  Зависимость параметров от воздушного режима топки.

Этот режим зависит от α при неизменных нагрузках и прочих условиях.

Увеличение α несколько повышает t_т за счет некоторого увеличения тепловыделения в топке, необходимого для поддержания заданной нагрузки, немного снижается t_а, вследствие чего снижается удельное тепловосприятие в топке. В конвективных поверхностях температуры растут, t_ух возрастает, КПД уменьшается (см.рис.9).

3)  Зависимость параметров от t_пв.

При уменьшении t_пв необходимо для сохранения D увеличить тепловыделение в топке и перераспределение тепла. t_пп возрастает за счет роста температуры газов и их скорости, растет t_ух и объем, соответственно растет q₂, КПД падает.

4)  Зависимость параметров от характеристик топлива.

Примечание: повышение расхода топлива при повышенной зольности может привести к шлакованию топки и конвекции поверхностей.