Показатели работы топочных устройств. Материальный баланс. Тепловой баланс котельной установки, страница 2

q6= QШЛ/ QPP100%     aШЛ-доля шлаков учитывает кол-во несгоревших частиц в шлаке  С(tШЛ)-теплоемкость зависящая от температуры   АР-зольность  q7-доля теплоты при неустановившемся режиме работе котла  уменьшение нагрузки котла (-)  увеличение нагрузки котла (+)   q8-доля теплоты теряемая на охлаждение конструкции котла не включенных в общую схему циркуляции.  Определение КПД брутто по обратному тепловому балансу q1=hБРК=100%- q2-q3-q4-q5-q6….КПД нетто учитывает все потери

hНЕТК= QПОЛЕЗ/(В+åNВ)QPP100%     NВ-расход горючего на различные энергопотребляющие элементы  В=([D(hПП- hПВ)+DПР(h’К- hПВ)]/hБРК QPP)100% [кг/с]

DПР=(0,01¸0,02)D  расход продувочной воды

Определение энтальпии продуктов сгорания  и располагаемой теплоты в топке.

QТ= QPP(1- q3/100)+ QВ+ QГ+ QФ.П.                   QВ=aТНВ=aТВВJВ) JВ V0B  [Кдж/кг]

QТ-полезное тепловыделение QГ-теплота вносимая горючим QВ………..воздухом  QФ.П-теплота форсуночного пара  aТ-коэф избытка воздуха в топке  (аВВJВ)-теплоемкость воздуха выраженная линейным уравнением от температуры.

HГ=[VRO2 RO2 RO2J RO2)+ VN2 N2 N2J N2)+V0H2O H2O H2O J H2O)

+(a-1)V0BВВJГ)JÞ HГ=(A+BJГ)JГ-основное расчетное уравнение

Эксергетический анализ.

Эксергия – минимальная работа, которую может совершить термодинамическая система при переходе к равновесному состоянию с окр. Средой.   Нулевая(химическая) эксергия горючего (QPН) эксергия замкнутого объема   эксергия потока в-ва. е=(h-h0)-T0(S-S0)   эксергия теплового потока  е=q(1-T0/T) Уравнение эксергетического баланса котельной установки.

ЕВОЗДУХАПИТ.В.ДОПОЛ.ВОЗ=

ЕППУХХИМ.НЕДМ,ННАРУЖ.ОХЛ.ШЛ.СМ

Приходная часть: Е-химическая эксергия горючего Е=QPHBГ   Квт.  ЕВ-воздуха  =0 в расчетах   ЕПИТ.В-питательной воды  ЕПИТ.В=М(h-h0)-T0(S-S0))=0     ЕДОПОЛ.ВОЗ-дополнительного воздуха =07

РАСХОДНАЯ ЧАСТЬ. ЕПП-перегретого пара   ЕПП=D[(hПП-hПИТ.Вод)-T0(SПП-SПИТ.Вод)]  ЕУХ-потери эксергии с уходящими газами  ЕУХГ((НУХ0УХ)-Т0(SУХ-S0УХ))  Н0УХ-энтальпия уходящих газов при t=300С   (SУХ-S0УХ)=(А+ВJУХ)ln(JУХ+273/273)-(А+ВJ0)ln(J0+273/273)-    ЕХИМ.НЕД-от хим.нед.  ЕХИМ.НЕД= ЕОХ q3/100     ЕМ,Н-мех.нед.  ЕМ,Н= ЕОХ q4/100     ЕШЛ-от уходящего шлака ЕШЛ= ЕОХ q6/100       ЕНАРУЖ.ОХЛ-наружного охлаждения  ЕНАРУЖ.ОХЛ=(1-(q3+q4+q6)/100) ЕОХ(1-Т0m) q5/100  

Тm-средняя температура котельной установки

hехППОХ-Эксергический  КПД                 Тm=Jm+273 где  Jm=(Н”T-HУХ)/(S”T-SУХ)    

 Н”T=(A+BJ”Т) J”Т             S”T-SУХ=(А+ВJT)ln(JT+273/273)-(А+ВJУХ)ln(JУХ+273/273)-   

Е-при горении ЕОХ-(ЕПР.СГР.Х.Н.М.Н.ШЛ.)  ЕПРОД.СГОР.=

В[(НАДТ0Т)-Т0(SАДN-S0Т)]

НАДТ-энтальпия при адиабатной температуре   Н0Т-энтальпия при температуре окр. Среды

SАДN-S0Т=(А+ВJАДT)ln (JАДT +273/273)-(А+ВJ0Т)ln(J0Т+273/273)

Е-эксергия при теплообмене   м/у  топочными газами и рабочим телом (вода, пар, пароводяная эмульсия)  ЕОХППУХХНМНШЛН.ОХЛ

ЕСМ-от смещения    ЕСМГ[(hГ-hBmB/mГ)-T0(SГ-SBmB/mГ)]

Определение  hех   по обратному балансу   hех=1-ЕDОХ   где  ЕD=åЕПОТЕРЬ

Анализ топочных процессов.

Радиационный теплообмен.

qЛ-воспринимаемое рабочей поверхностью тепло   qЛ=qПАД-qЭФ    qПАД=xФС0Ф/100)4    qЭФ==xСТС0СТ/100)4    С0=5,67 (Вт/м2К4)      xФ-коэф. Черноты    ТФ-температура факела   ТСТ- температура  стенки.  qЛ=xТ С0 yЭ[(ТФ/100)4-(ТСТ/100)4]  (Вт/М2)    yЭ-коэф. Эффективности экрана    yЭZ    Х-угловой коэффициент экрана »1   Z-коэф. Загрязнения 

Z=(Т4 Ф4 СТ)/ Т4 Ф»0,65       xТ-приведенная степень черноты топки.

Определение приведенной степени черноты в топке.

xТ=1/(1+(1/xФ-1) yЭ)    yЭ-коэф. Тепловой эффективности поверхности нагрева.

Определение степени черноты факела.

xФ=1-е-КРSЭФ        К-коэф. Ослабления лучей топочной средой     Р-абсолютное давление топочной среды МПа чаще всего 0,1Мпа      SЭф эффективная толщина излучающего слоя. SЭф=3,6VT/FСТ  (М)

Определение коэф. Ослабления лучей топочной средой.

КТВГRПРОД.СГОРАНИЯЗОЛЫ  mЗОЛЫ  КОКСА æ    КГRПРОД.СГОРАНИЯ-объемная доля 3-х  атомных газов продуктов сгорания   КГ-коэф. Ослабления  лучей 3-х  атомными газами

КГ=[(7,8+16RН2О)/(10РRПСSЭ)0,5-1](1-0,37Т”Т/1000)  (1/мМпа)   RН2О-Обьемная доля водяного пара в продуктах сгорания.  RП.С=.  RН2О+.  RСО2+.  RSО2=.RН2О+RRO2         RRO2= VRO2/VГ

Т”Т-температура факела.  КЗЛ-коэф. Ослабления эоловыми частицами  КЗЛ=55900/((Т”Т)2dЗЛ2)1/3   (1/мПа)            dЗЛ=10¸40 микрон    mЗЛ=(АР/100GГ)aУН    (КГЗОЛ/КГТ)

КК-коэф. Ослабления лучей коксовыми частицами=1 для высокореакционных горючих  æ=0,5  для малоæ=1

Определение степени черноты топки при сжигании газообразного и жидкого горючего.

xФ=mxСВ+(1-m) xГ       xСВ=1-exp(-(KГRПССSЭ)-степень черноты светящейся части факела.

КС-коэф. Ослабления лучей сажестыми частицами  КС=0,3(2-dT)(1.6 Т”Т/1000-0.5)CP/HP  (1/мПа)         CP   и  HP – процентное содержание  углерода и водорода в топливе. Для газообр.

CP/HP=0,12åm/CmHn xГ степень черноты газовой части факела.

xГ =1- exp(-(KГRПСРSЭ)   m-учитывает распределение теплоты м/у светящейся и газовой частями факела.