Производство, распределение и использование энергоносителей на промышленном предприятии, страница 2

 - изобарная теплоемкость компонента, кДж/(м³∙К);

- потеря теплоты от химической неполноты сгорания, кВт;
 - потеря теплоты от механической неполноты сгорания, кВт;

 - потеря теплоты от наружнего охлаждения котлоагрегата, кВт;

 - физическое тепло, теряемое со шлаком и золой, кВт;

Расчет составляющих баланса.

, где ;  – определены по таблицам воды и водяного пара в соответствии с параметрами;

Подставив полученные значения в балансовое уравнение, получим расход топлива:

После этого рассчитаны составляющие баланса и сведены в таблицу П2;

Таблица П2

Приход				Расход
№ п/п	Составляющие	кВт	%	№ п/п	Составляющие	кВт	%
1	Топливо	598848	99,35	1	Полезно использованное тепло Q1	556825	92,38
2	Воздух	3933	0,65	2	Потери с уходящими газами Q2	40327	6,69
				3	Потери от химической неполноты сгорания Q3	0	0
				4	Потери от механической неполноты сгорания Q4	1732	0,28
				5	Потери от охлаждения котла Q5	2575	0,43
				6	Потери со шлаком Q6	1844	0,30
	Всего	602781	100		Всего	603303	100,1

Баланс сведен практически точно.

Дебаланс:

3.  Баланс эксергии.

Уравнение баланса эксергии:

, где:

 - эксергия топлива, МВт;

 - приращение эксергии рабочего тела в котле, МВт;

 - эксергия продуктов сгорания, МВт;

 - эксергия шлака, МВт;

 - эксергия золы, МВт;

 - эксергия продувочной воды, МВт;

 - потери эксергии в котле (необратимость процесса горения, необратимая теплопередача к окружающей среде, необратимый теплообмен к рабочему телу).

Физическая эксергия топлива, эксергия воздуха и добавочной воды приняты равными нулю, так как компоненты поступают при температуре окружающей среды.

Расчет компонентов балансового уравнения.

Эксергия топлива:

, где:

;

;

 кДж/кг – нормальная химическая эксергия серы;

 кДж/кг – низшая теплота сгорания серы;

;

Прирост эксергии рабочего тела:

;

;

Эксергия продуктов сгорания складывается из физической и химической эксергии:

, МВт;

;

Расчет эксергии компонентов:

[RO₂]:

[N₂]:

[Н₂О]:

[O₂]:

;

Химическая эксергия продуктов сгорания:

где:

;

;

;

;

Поскольку [CO] = 0, то уравнение упрощается:

;

Полная эксергия продуктов сгорания:

;

Эксергия золы:

;

Эксергия шлака:

;

    

Эксергия продувочной воды равна 0, так как продувка не осуществляется в силу устройства котла.

Общие потери эксергии в паровом котле:

;

Эксергетический КПД котлоагрегата:

Разделение потерь эксергии. Общие потери эксергии складываются из потерь эксергии вследствие необратимости процесса горения, из-за необратимого теплообмена котлоагрегата с окружающей средой и необратимости теплообмена  внутри котлоагрегата, включая теплообмен в системе пылеприготовления.

Потеря эксергии , вызываемая необратимостью процесса горения, определяется из баланса эксергии адиабатической топки, т.е. топки, в которой нет передачи тепла к рабочему телу и внешних потерь тепла. Для упрощения принимаем, что процесс горения протекает без диссоциации продуктов горения:

,

, где

 - удельная химическая эксергия топлива, поступающего от мельниц к топке.

Теплота сгорания подсушенной угольной пыли с содержанием влаги :

;

;

;

Коэффициент  не изменится потому, что массовые доли элементов в составе топлива в результате сушки изменятся в одинаковой пропорции; изменением массовой доли серы можно пренебречь, так как оно мало и влияние S на общую химическую эксергию невелико. Таким образом:

;

Физическая эксергия может быть определена:

;

Полная эксергия топлива:

;

;

Эксергия воздуха, поступающего в топку:

;

Адиабатическая температура в топке определяется из уравнения энергетического баланса топки в предположении адиабатического горения:

;

;

 кДж/кг;

 кДж/кг;

;

  ;

;

  ;

__________________________

                                        ;

 Суммируя полученные результаты, запишем:

;

;

Определим эксергию продуктов сгорания при адиабатической температуре. Эксергия компонентов продуктов сгорания (физическая):

;

 кДж/кг;

;

 кДж/кг;