No Image

Теплонапряжение топочного объема котла

0 просмотров
10 марта 2020

q5 – потеря теплоты от наружного охлаждения. Эта потеря определяется тем, что от теплонесущего оборудования котла в окружающую среду теряется часть тепла, которая сокращается за счет установки 1)газоходов котла, обмуровки (теплоизолятор) 2)теплонесущих трубопроводов, барабана, перебросных труб, коробов, коллекторов и др – теплоизоляция. В общем случае условиями установки этих элементов является то, что их наружная т стенки должна не превышать 55+/-5 при Токр = 20+/-5. Кол-во тепла даже при установке самых лучших теплоизоляционных устройств не будет осуществлять полное отсутствие q5, т.к. сами эти материалы буду поглощать это тепло, поэтому для котловс Дпп от 1000 тончас и более q3 = 0,2%

42. Потери теплоты с физическим теплом шлаков, её определение и зависимость от коэффициента избытка воздуха.

***q6 – потеря тепла с физическим теплом шлака. Удаляемый из топки шлак, имея значительные Т сбрасывается в шлакоприемную ванну, где это Т безвозвратно теряетс, причем необходимо также учитывать и кол-во удаляемого шлака, который удаляется видом шлакоудаления. Величиной q6 при твердом шлакоудалении можно пренебречьв том случае, если Аг 0,5 .

2.Глубина топочной камеры. Выражается через b, в пределах 6-11 и более метров. Зависит от мощности и размещения горелок на стенках топки, способности развития факела, в сечении топки, т.е. чтобы факел не касался экранов. Кроме того использование более мощных горелок приводит к увеличению b.

Должна обеспечивать полное сгорание топлив по длине факела в пределах топочной камеры, с учётом требуемого количества размещённых экранов на стенках топки из учёта не только паропроизводительности, но и из учёта их нормального охлаждения. Для современных топок hт=16-60 и более метров.

46.Тепловые характеристики камерных топок.

1.Тепловая мощность топки – основная тепловая характеристика, характеризующая количество теплоты выделяющейся при полном сгорании данного топлива. Qт=BQн р .

2.Тепловое напряжение топочной камеры, под которым понимают отношение теплового напряжения, отнесённое к рассматриваемому сечению топки qг=Qт./fт. fт=a*b.

Величина Qf для энергетических котлов регламентирована и может составлять:

1.При сжигании твёрдых топлив от 3500-6500 (причём меньше значение для углей, обладающими повышенными шлакующими свойствами топлив – низки tэ).

2.Для газомазутных топок более 6500 кВ/м 2 .

3.Допустимое тепловое напряжение объёма топочной камеры qv=Qт/Vт.

Эта величина также регламентирована и составляет;

1.При сжигании твёрдых топлив от 120-210 кВ/м 3 (причём ниже значения для котлов с твёрдым шлакоудалением).

2.При сжигании газомазутных топлив qv до 280 и более кВ/м3.

47. Горелочные устройства для сжигания топлив, назначение, конструкция, расположение.

4.2.1. Эффективность организации топочного процесса определяется расчетными характеристиками . Экспериментально установлены максимально допустимые значения характеристик, при которых обеспечивается рациональное сжигание топлива и охлаждения газов.

4.2.2. Тепловое напряжение топочного объема qv, кВт/м 3 (ккал/м 3 ×ч) характеризует условия сжигания топлива. Величина qv обратно пропорциональна времени пребывания частиц топлива в топочном объеме при условии равномерного заполнения объема продуктами сгорания (топочными газами)

, или , (4.5)

где В – расход топлива, кг/с (кг/ч) или нм 3 /с (нм 3 /ч); Vт – объем топки, м 3 ; , – низшая теплота сгорания твердого (жидкого) топлива, кДж/кг (ккал/кг) и газообразного топлива, кДж/нм 3 ; (ккал/нм 3 ) соответственно.

Допустимые значения qv при факельном сжигании природного газа и мазута, а также твердых топлив при ТШУ приведены в табл. П4, твердых топлив при сжигании в топках с ЖШУ – в табл. П6.

Читайте также:  Устройство гильотины для рубки металла

4.2.3. Тепловое напряжение поперечного сечения топки qf, кВт/м 2 (ккал/м 2 ×ч) характеризует условия шлакования стен топочной камеры, (т.е. надежность работы топки котла). Величина qf прямо пропорциональна средней скорости движения топочных газов в топке при условии равномерности заполнения сечения.

или , (4.6)

где Fт – площадь поперечного сечения топки, м 2 , Fт = а×в;

а – ширина топки; в – глубина топки.

При сжигании газа и мазута рекомендуемые величины теплового напряжения сечения топки qf и условного теплового напряжения сечения топки на один ярус горелок qярсоставляют соответственно 4 и 2 МВт/м 2 для барабанных котлов и 9 и 3 МВт/м 2 для прямоточных котлов сверхкритического давления. Величины qf и qяр для пылеугольных котлов в зависимости от вида топлива приведены в табл. П10.

4.2.4. Удельное теплонапряжение в зоне активного горения qа.г, МВт/м 2 (ккал/м 2 ×ч) характеризует условия образования оксидов азота и надежность работы металла труб настенных экранов

, (4.7)

где и – соответственно расчетный расход топлива и располагаемая теплота на 1 кг или 1 нм 3 топлива;

Fа.г – площадь стен топки в зоне активного горения, м 2

где hа.г – высота зоны активного горения, м.

При одноярусном расположении горелок условно принимается hа.г = 3Dа или hа.г = 3hа, где Dа и hа – соответственно диаметр или высота амбразуры горелки, м.

При многоярусном расположении горелок

где Zяр и ×hяр – число ярусов и расстояние между ярусами по высоте топки.

При подовых горелках hа.г условно принимается при сжигании мазута и газа соответственно равным 0,3 и 0,4 высоты топки. (Определение высоты топки Нт смотри в разделе 4.4).

Предельное значение тепловой нагрузки радиационных поверхностей в зоне активного горения камерных топок можно определить по формуле, кВт/м 2 :

, (4.10)

где А = 0,7 – при сжигании пыли, 1,0 – при сжигании мазута и газа в камерных топках с настенными горелками и 0,75 – в газомазутных топках с подовыми горелками при номинальной нагрузке. Для ошипованных поверхностей значение А нужно в два раза уменьшить;

Bu – критерий Бугера, определяется по формуле (4.11);

Та –адиабатная температура, К, определяется по формуле (4.23) и табл. 2.8.

4.2.5. Тепловые характеристики топки qv, qf , hа.г и , и характеристика режима работы aт, полученные в результате расчета проектируемого топочного устройства, не должны превышать указанных максимально допустимых значений.

Последнее изменение этой страницы: 2017-01-23; Нарушение авторского права страницы

Рабочий процесс, происходящий в паровом котле, весьма сложен. Его можно рассматривать состоящим из отдельных процессов, происходящих в воздушно-газовом и пароводяном трактах котла.

В воздушно-газовом тракте котла происходит непрерывный подвод воздуха и топлива, горение топлива и отвод продуктов сгорания (дымовых газов), которые являются основным теплоносителем. Горение топлива и движение продуктов сгорания по газоходам обеспечивают протекание основного процесса, связанного с тепловыделением и передачей теплоты поверхностям нагрева котла. При движении воздуха и газов в ВГТ котла возникает сопротивление, на преодоление которого требуется определенный расход энергии, затрачиваемой котельным вентилятором или компрессорным агрегатом.

Читайте также:  Зачем нужна паяльная паста

В пароводяном тракте котла происходят процессы подвода питательной воды, нагрев ее до кипения, парообразование, перегрев пара и отвод его к потребителям.

Оценку различных типов паровых котлов можно произвести по их характеристикам.

К основным характеристикам паровых котлов относятся:

· паропроизводительность, [т/ч] (кг/ч) – весовое количество пара, вырабатываемое котлом в единицу времени;

Паропроизводительность является главным показателем, характеризующим нагрузку котла. В зависимости от мощности ПТУ судна паропроизводительность современных главных котлов может составлять от 10 до 100 т/ч и более, вспомогательных котлов – от 0,5 до 15 т/ч.

Так как в современных котлах может производиться отбор не только перегретого, но и насыщенного пара, в этом случае общая паропроизводительность котла равна сумме паропроизводительностей по перегретому и насыщенному (охлажденному) пару:

· рабочее давление пара в котле – , [МПа] (кгс/см 2 ) – это избыточное давление пара:

– в паровом коллекторе котла с ЕЦ;

– в сепараторе котла с МПЦ;

– за главным стопорным клапаном прямоточного котла.

Рабочее давление пара современных главных судовых паровых котлов находится в пределах от 2,5 до 9,0 МПа (25 ÷ 90 кгс/см 2 );

· температура перегретого пара , [ о С] – температура пара за пароперегревателем котла;

Температура перегретого пара, вырабатываемого современными главными судовыми котлами, составляет от 350 до 540 о С.

· коэффициент полезного действия котла – , [%] – это отношение полезно использованного тепла, ушедшего на производство и перегрев пара, к подведенному теплу в топке котла:

где: – паропроизводительность котла по перегретому и

насыщенному пару, [кг/ч];

– энтальпии питательной воды, насыщенного и

перегретого пара соответственно, [кДж/кг];

– низшая теплота сгорания топлива, [кДж/кг];

– расход топлива, [кг/ч].

КПД парового котла характеризует его экономичность и совершенство протекающих в нем процессов горения топлива, теплообмена, полноты использования тепла продуктов сгорания. Для современных судовых паровых котлов значение КПД находится в следующих пределах:

– главные котлы с вентиляторным дутьем – 72 ÷ 80 %;

– котлы с развитыми хвостовыми поверхностями нагрева – 92 ÷ 94 %;

– котлы с промежуточным перегревом пара – 96 ÷ 97 %;

– высоконапорные котлы – 83 ÷ 92 %.

· расход топлива в единицу времени, [кг/ч] – также, как и паропроизводительность, характеризует нагрузку котла;

Существенное значение для судовых котлов имеет способность их работы в течение длительного времени с перегрузкой и значительной недогрузкой. При выходе из строя одного главного котла, оставшиеся должны за счет перегрузки обеспечить паропроизводительность установки, достаточную для дачи судном заданной скорости хода.

· температура питательной воды, [ о С] – температура воды, подаваемой в котел. Этот параметр имеет существенное значение, так как его величина взаимосвязана с другими характеристиками котла: расходом топлива, паропроизводительностью, температурой перегретого пара, КПД.

Температура питательной воды определяется тепловой схемой установки и используемым способом регенеративного подогрева питательной воды. Основным показателем при этом является величина недогрева питательной воды до кипения, обеспечивающая надежную работу экономайзера котла.

Читайте также:  Микросхема tda2003 схема включения

· температура воздуха, поступающего в топку, [ о С] – также влияет на расход топлива и экономичность котла, и зависит от компоновочной схемы котла, наличия и конструкции воздухоподогревателя. Подача в топку подогретого воздуха улучшает как процессы испарения топлива и перемешивания его с воздухом, так и сам процесс горения топлива.

О степени совершенства паровых котлов можно судить по следующим характеристикам:

· теплонапряжение топочного объема, [кДж/м 3 ·ч] (Вт/м 3 ) – количество теплоты, выделяющейся в одном кубическом метре топочного объема в единицу времени при сжигании вводимого в топку топлива:

где: – объем топки, [м 3 ].

в старых котлах значение составляло: = 1,5 ¸ 2,0 МВт/м 3 ;

в современных котлах: = 14 ¸ 16 МВт/м 3 .

· теплонапряжение поверхностей нагрева котла, [кДж/м 2 ·ч] (Вт/м 2 ) – количество тепла, воспринимаемое от продуктов сгорания топлива одним квадратным метром поверхности нагрева котла в единицу времени;

· удельный паросъем, [кг/м 2 ×ч] – отношение паропроизводительности котла – к площади испарительной поверхности нагрева – :

Удельный паросъем характеризует интенсивность парообразования и показывает, сколько (в среднем) килограммов пара образуется с каждого квадратного метра испарительной поверхности нагрева котла;

· относительное водосодержание котла, [ч] – отношение весового количества воды в парообразующих элементах котла к его паропроизводительности:

Величина относительного водосодержания показывает, сколько потребуется времени на испарение всей воды, содержащейся в испарительном контуре котла, если его нагрузка будет соответствовать данной паропроизводительности. Чем меньше величина относительного водосодержания, тем более заметны колебания уровня воды и давления пара при изменении режимов работы котла.

для слабонапряженных паровых котлов: = 0,5 ÷ 1,0 ч и более;

для высоконапряженных котлов:

· относительный вес котла с водой, [(кг×c)/кг] – отношение полного веса котла, заполненного водой до рабочего уровня при температуре 20 о С, к его паропроизводительности:

· относительный объем котла, [(м 3 ×с)/кг] – отношение полного объема, занимаемого котлом, к его паропроизводительности:

Об эксплуатационных свойствах паровых котлов можно судить по следующему ряду показателей:

· маневренности, характеризующейся скоростью подъема давления пара в котле из холодного состояния, состояния горячего резерва, и скоростью изменения нагрузки котла;

· надежности действияво всех условиях повседневной деятельности судна и повседневной и боевой деятельности корабля;

· скрытности действия, характеризующейся бездымностью, бесшумностью работы и достижением минимального уровня теплового поля, создаваемого при работе котла;

· живучести, характеризующейся способностью котла противостоять ударным нагрузкам, работать при наличии кренов и дифферентов;

· простотойустройства, эксплуатации и ремонта, доступностью ремонта отдельных элементов в условиях судна;

Создать конструкцию универсального судового котла, имеющего высокими все перечисленные показатели невозможно, так как многие из рассмотренных показателей противоречат друг другу. По этой причине не может существовать универсального типа паровых котлов, пригодных для любых типов КТЭУ и любых условий эксплуатации. Выбор приоритета того или иного показателя зависит от типа судна и тепловой схемы установки, в которой этот котел работает.

Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 3491 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector