Выбор и обоснование опорных (реперных) точек тепловой схемы котла

 

7.1 Температура газов на выходе из топки

 

Одним из самых ответственных актов конструирования является выбор температуры продуктов сгорания на выходе из топки (на входе в последующие ширмовые и конвективные поверхности нагрева). Здесь конструктор задает, по существу, соотношение между радиационным и конвективным теплообменом в агрегате. Поскольку радиационный теплообмен эффективнее в области высоких температур, экономически выгодной является высокая температура за топкой (порядка 1200-1250⁰С). Указанный уровень температур возможен лишь при сжигании природного газа, мазута и некоторых твердых топлив с очень высокой температурой начала деформации золы, например, экибастузского каменного угля. В остальных случаях температура газов перед фестоном или фестонированной частью конвективных поверхностей нагрева, расположенных в горизонтальном газоходе, не должна превышать температуры начала деформации золы t_A, а для ряда топлив с повышенной склонностью к шлакованию принимается еще ниже, чтобы золовые частички были твердыми и не прилипали к поверхностям нагрева.

Для предотвращения шлакования ширм температура газов на выходе из топки не должна превышать температуры начала деформации золы , в данном случае [1]. На основании данной рекомендации, температура газов на выходе из топки принимается равной .

 

 

7.3 Температура уходящих газов

Температура уходящих газов оказывает решающее влияние на экономичность работы котла, т.к. потеря теплоты с уходящими газами при нормальных условиях эксплуатации является наибольшей даже в сравнении с суммой других потерь. Снижение температуры уходящих газов на приводит к повышению КПД котла примерно на 1 процент. Однако глубокое охлаждение газов требует увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева, а при сжигании сернистых топлив сопряжено еще и с опасностью низкотемпературной коррозии.

Существенное влияние на выбор температуры уходящих газов оказывает температура питательной воды. С ее ростом увеличивается КПД термодинамического цикла, а КПД котла падает. Так как задана температура питательной воды и топливо имеет приведенную влажность = 3,98 %·кг/МДж принимается температура уходящих газов [1].

 

7.4 Температура питательной воды

 

Температура питательной воды равна t_п.в = 230 °C (приложение А), ее давление определяется исходя из гидравлического сопротивления экономайзера:

P_п.в = P_б + (0,02 – 0,05)·P_пе = 15,368 + 0,05·13,6 = 15,64 МПа.

Энтальпия питательной воды при данном давлении и данной температуре равна [3]

h_п.в = 993,4 кДж/кг.

 

7.5 Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель

 

С целью предотвращения низкотемпературной коррозии воздух перед подачей в воздухоподогреватель подогревается до температуры . Эта величина определяется влажностью топлива и содержанием в топливе серы. У данного топлива содержание серы , влажности =3,98% кг/МДж, поэтому воздух до входа в воздухоподогреватель требуется подогревать в специальном устройстве – калорифере. Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель равна [1].

 

 

 

1 – топочная камера; 2 – радиационная ступень; 3 – ширмы; 4 – барабан котла; 5,6 – конвективные ступени пароперегревателя; 7 – экономайзер; 8 – воздухоподогреватель.

Рисунок 7.1 - Тепловая схема котла

 

 

8 Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания