Общая энергетика
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
»я дополнительного нагрева и сушки пара. Система имеет опускные трубы 8, по которым вода из нижней части барабана опускается в коллектор.
В котле барабанного типа обеспечивается естественная циркуляция воды и пароводяной смеси за счет их разной плотности.
Такая система позволяет получить докритические параметры пара (критической называется точка состояния, в которой исчезает различие в свойствах жидкости и пара): давление до 22,5 МПа, а практически не более 20 МПа; температура до 374С (без пароперегревателя). При большем давлении нарушается естественная циркуляция воды и пара. Принудительная циркуляция пока не нашла применения в мощных барабанных котлах из-за своей сложности. Поэтому котлы данного типа используются в энергоблоках мощностью до 500 МВт при паропроизводителъности до 1600 тонн в час.
В котле прямоточного типа специальные насосы осуществляют принудительную циркуляцию воды и пара. Питательная вода насосом 9 через экономайзер 2 подается в трубы-испарители 10,где превращается в пар. Через пароперегреватель 7 пар поступает в турбину. Отсутствие барабана и принудительна циркуляция воды и пара позволяют получить сверхкритические параметры пара: давление до 30 МПа и температуру до 590С. Это соответствует энергоблокам мощностью до 1200 МВт и паропроизводителъности до 4000 т/ч.
Котлы, предназначенные только для теплоснабжения и устанавливаемые в местных или районных котельных, выполняются на тех же принципах, что рассмотрены выше. Однако параметры теплоносителя, определяемые требованиями потребителей тепла, существенно отличаются от рассмотренных ранее (некоторые технические характеристики таких котлов приведены в табл.1.3).
Таблица 1.3. Технические данные котлов отопительных систем
Тип котлаВид теплоносителяТепловая мощность, МВтПаропроизводи-тельность, т/чПримечаниеКЧМ-2 чугунныйВода0,05Т = 1150С р = 0,7 МПаФакел чугунныйВода1,0То же, газомазутныйДКВР стальнойПар2,5…25р = 1,4 МПа, твердотопливныйДЕ стальнойПар4,0…25р = 1,4 МПа, газомазутныйПТВМ стальнойВода58; 116; 209Т =70…1500С газомазутныйКВ-ТК стальнойВода35; 116Т =70…1500С твердотопливный
Например, котельные, пристроенные к зданиям, допускают применение котлов с давлением пара до 0,17 МПа и температурой воды до 1150С, а максимальная мощность встроенных котельных не должна превышать 3,5 МВт при работе на жидком и газообразном топливе или I,7 МВт при работе на твёрдом топливе. Котлы отопительных систем различаются по виду теплоносителя (вода, пар), по производительности и тепловой мощности, по конструкции (чугунные и стальные, малометражные и шатровые и др.).
Эффективность работы системы парогенерации или подготовки горячей воды во многом определяется коэффициентом полезного действий (КПД) котлоагрегата.
В общем случае КПД парового котла и расход топлива определяются выражениями:
, %,
, кг/с, (1.1)
где hk - КПД парового котла, %; q2, q3, q4, q5, q6 - потеря теплоты соответственно с уходящими газами, химическим недожогом, механическим недожогом, на наружное охлаждение, со шлаком, %; В - полный расход топлива, кг/с; QПК - теплота, воспринятая рабочей средой в паровом котле, кДж/м; - располагаемая теплота поступающего в топку топлива, кДж/кг.
Рис.1.4. Конструкции паровых котлов.
а - барабанного типа; б - прямоточного типа
- барабан; 2 - экономайзер; 3 - камера уходящих газов; 4 - коллектор; 5 - топочная камера; 6 - подъёмные трубы; 7 - пароперегреватель; 8 - опускные трубы; 9 - насос; 10 - трубы-испарители
Если теплота уходящих газов не используется, то
, % ,
а при разомкнутой системе сушки топлива уходящими газами
, %, (1.2)
где Нух, Нотб, - энтальпия соответственно уходящих газов, газов в месте отбора на сушку и холодного воздуха, кДж/кг; r - доля отбора газов на сушку; ?yx - избыток воздуха в уходящих газах.
Энтальпия газа при температуре Т численно равна количеству теплоты, которое подведено к газу в процессе нагревания его от нуля градусов Кельвина до температуры Т при постоянном давлении.
При разомкнутой системе сушки все данные о топливе относят к подсушенному топливу.
В этом случае расход сырого топлива при изменении влажности от WР до Wсуш составляет
, кг/с (1.3)
где Всуш - расход подсушенного топлива по (1.1), кг/с; Wсуш, WР - влажность подсушенного и неподсушенного топлива, %.
При изменении влажности меняется и низшая теплота сгорания
топлива от до :
, кДж/кг (1.4)
Низшая теплота сгорания соответствует количеству теплоты, выделяемой топливом при полном его сгорании без учёта теплоты, затрачиваемой на образование водяных паров, которые находятся в продуктах сгорания.
Полная располагаемая теплота поступающего в топку топлива
, кДж/кг, (1.5)
где - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; - дополнительная теплота, вносимая в котел подогретым снаружи воздухом, паровым дутьем и т.д., кДж/кг.
Для ориентировочных расчетов .
Теплота, воспринимаемая рабочей средой в паровом котле
, кДж/с, (1.6)
где Dп - паропроизводительность котла, кг/с; hпп, hпв - энтальпия перегретого пара и питающей воды, кДж/кг; ?Qпк - дополнительно воспринимаемая теплота при наличии в котле пароперегревателя, продувки водой и т.д., кДж/с.
Для ориентировочных расчетов ?Qпк=0,2…0,3 Dп(hпп - hпв).
, %, (1.7)
где ?ун- доля уноса золы с продуктами сгорания; Ншл - энтальпия шлака, кДж/кг; АР - рабочая зольность топлива, %.
Значения q3, q4, q5, Wр, Aр, приводят