Контактные экономайзеры котлов, страница 20

Расчеты произведены для четырех вариантов подогрева охлажденных газов: байпасированием при увлажнении дутьевого воздуха (а) и без увлажнения (б), с подогревом охлажденного газа в поверхностном теплообменнике (в) и с присадкой горячего воздуха из воздухонагревателя (г). Результаты расчета при t'_ух = 130°С приведены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Рис. 2. Процессы охлаждения газов в КТ и подогрева охлажденных газов в hх-диаграмме.

1-охлаждение газов в КТ; 2 - подогрев охлажденных газов.

На рис. 2 показано изображение процессов охлаждения газов в КТ и подогрева охлажденных газов в hх - диаграмме, построенных для единообразия из расчета подогрева газов во всех вариантах до одинаковой температуры t"_ух = 70 °С. Как видно из рис. 2, в варианте с увлажнением дутьевого воздуха и нагреве байпасированием наблюдается наибольшее влагосодержание газов (х"_ух = 0,088 кг/кг), в режиме без увлажнения воздуха х"_ух = 0,08 кг/кг. При нагреве в поверхностном теплообменнике х"_ух = 0,047 кг/кг, а при нагреве присадкой горячего воздуха х"_ух = 0,039 кг/кг.

Линия а-в соответствует охлаждению газов в КТ в варианте а, линии б-в - охлаждению газов для вариантов б, в, г без увлажнения воздуха. Точки г, д, е, ж соответствуют состоянию газов в дымовой трубе. Отрезки Δh₁, Δh ₂, Δh ₃, Δh ₄ представляют собой удельные тепловосприятия (кДж/кг) в КТ, а отрезки /, //, ///, IV - удельное тепло, затраченное на подогрев охлажденных газов. Как видно, варианты в, г выгодно отличаются от байпасного меньшим теплом, затраченным на подогрев охлажденных газов, а также меньшим влагосодержанием газов в дымовой трубе. При этом в варианте а видимое удельное тепловосприятие КТ получается наибольшим, однако часть воспринятого тепла расходуется на подогрев и увлажнение дутьевого воздуха и с учетом этого полезное тепловосприятие в варианте а меньше, чем в вариантах б, в, г.

Теплосъем КТ зависит от температуры уходящих газов из котла t'_ух, причем снижение t'_ух вызывает в варианте а не только уменьшение потенциала греющего теплоносителя, но и его количества ввиду увеличения отбора части газов на байпас. При подогреве охлажденных газов присадкой горячего воздуха, а также в поверхностном теплообменнике ПТ прирост тепловосприятия КТ по сравнению с байпасным вариантом составит                      

                        (9)

а количество тепла, затраченного на подогрев подмешиваемого воздуха

где  - расходы уходящих газов и дутьевого воздуха, кг/кг; - температуры, °С и теплоемкости, к Д ж/ (кг ·К) нагретого и холодного воздуха; Z = G_ГВ/G_B - доля горячего воздуха, отбираемого на подмешивание.

Расчетные характеристики нагрева охлаждаемых газов (принято до 70 °С) по вариантам приведены в табл. 2.

На рис. 3 показана зависимость прироста КПД котла от температуры уходящих газов при использовании КТ для байпасного, воздушного и поверхностного подогревов газов. Прирост КПД при воздушном и поверхностном подогревах на 1-2 % больше, чем при байпасном.

Доля расхода горячего воздуха, отбираемого на присадку к отходящим газам, составляет от 6,8 (при ) до 11,3 % (при ). Металлоемкость ПТ равна 4,5 м/МВт установленной мощности котла, что соответствует 15-20 % поверхности нагрева чугунных ребристых экономайзеров питательной воды паровых котлов.

Таблица 2