Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482), страница 41
Текст из файла (страница 41)
16.1 Сколько воздуха нужно подавать в котел мощностью 0> = !5 Мвт прн его рабо- Учитывая чрезвь>чайнос разнообразие топлив и условий их ежи> виня, н данном параграфе будут рассмотрены лишь основные принцицы организации нроцес- те с коэффициентом н>бьнка шыдуха а„= 1,25 на домсннсш >к>е !г>о сос>нн нрняед>н н табл 15 ! ) н нн ннтрнннте (С'=63 8 'К>, — 2256 З))(,к>к>з Ц" — К5 '~",,! !.'Ко,н,кн нрн нем ьбрн >устсн крол)ко>н сю>ранияэ К)1 ! ко>ла н нг>он> ы>у >нях рнн> и 00 >К ')нлн >) рен>ню сначала нрнб.>н к> нш> (иснользун «тепло>у сгорания> ноздзхн), а шзем точно Кнк>ж лол кнн бь>з>, нроизноднте,н ность нентнля>ор», шщнннню о и танку хо >одный ноз лух !>=20 "г:), и зы>н>с>гн, отсагынн>о>нюо нз к>ллн ирод)к>а с>орнннн (1=200 "С)э 11рнсосы в>ыдухн ш> грант) кгнла нг учнтыню >,.
!6 2 Кнког кплн >сстно;енгн>п,> нрименн>глыш»слоники нрнчсрн !6.1 нгдадуг нрп ,>умы г>орнння > ю н>пр,>н>он и ! и' (н норман иь>х >слон>но ),к>ненни>о > нзн, оькадннщнсь и >ыронерегрснаггл> г !ООО .>о 500 "С Теплое»кос>ь нронукт>ж иоракян криниц, р,>ннон 1,1 ггнльгчкоггн нншухн (щ„.
.—.-НН);1ж>'О>' К), гс,>,,""" =Ч)6 Дж>' (м'. К) ( Какое обн>ее кол >честно теплоты ну>от оюыно >н>ру н т>ш и >Н>угом стуже> 16,! )йнч>пай>с энга.>ьяню нро лук>он сгорания нрн !ООО "С, о>яссснную не на гднняну мнсгы то>шинн, как н примере >6.2, н на 1 м' самих нродукгон ггорнння н нормальных ус.>овна,. !6.!. В !!6) нрннелен состав нс>х гоалин СгСС!Л рас»итаны значения )> Какой ннд лолжна иметь наиболее комннкзннн >нб.>няа дзя энтнльннй нроЛуктон нх с>орнннн, если эн.
тю>ы>нн заннснт как >н температуры, так и от коэффишнпгн избытка но>- ;>уха > 16.5 Рнссчнтнйге обы мное содер. канне всех комяоне>нон н яроЛуктнх г>орання антрацита нля условий нрнчера 16 ! гон горения применительно прежде всего к тоннам оромышленн».х не и и и котлон Назначенном н а р о н о г о к о т л а налив!си яронзнолс>в из воды оар» с давлением нынм агмосферного, используемого вне этого ко~ла. В о л о г р е йн ы й к о т е л предназначен для нагрева воды. Таким образом, а китам выделяю. щиясн при сеоринии теплоти персдиетсн коде или пиру П е ч ь предназначаетсн для нагрева, плавления, сушки, нрокзллн, т.с. для термической обработки (в широком смысле слова) различиь»х материалов. В отличие ат котлов н п»шпх теплота передается ибрибитыаи».н»»му митериилу (металлу, сырью, шихтх и г.
д.), В бытовых отопительных печах пил»»та переда. ется аккумулируюшим ее стенкам, кото. рые, остывая. выделяют ее и отапливаемое помещение В обоих случаях агрегатом, в котором зз счет сжигания топлива получается теплота, нвляется та и и ч н а я к амера, или топка Иногда применяю~ выносные топки, назначением которых является только получение горячих продуктов сгорания, используемых для технологических целей вне топки. Выносными тапками, ио су. ществу, янляются и к а м с р ь» с г а р ан и я газотурбинных установок, реактивных двигателей и т, д Однако чаще нсего топка используе гся пе только для сжигания топлива, ио и для передачи части теплоты воде и пару (в котлах) или на. греваемому материалу (в печах).
Это существенно усложняет создание общей методики расчета. В общем случае тепловой расчет любого агрегата базируется нз у р а а н сини еготеплового баланса,которое составляется путем ириравнивании потоков входящей и агрегат и выходящей из него теплоты Рзссч»»трим в качестве примера тепловой баланс топки водогрейнаго котла (рис. 17 11, Поступающее в нее газообразное топливо сгорает вместе с подаваемым воздухом. Вплывая часть выделяю»цейся теплоты отдается воде, которая движетсн в трубах, размещенных по стенам ~анки Это — полезно использованная тепла.са (;1«... Часть теплоты »аграчиваегся иа увеличение »нтальиии и р о д у к т о в с г о р а н и и (грубо говоря, иа нагрсн воздуха, подаваемого з топку) до Н„, В продуктах сгорании могу» содсржзпся недогоревшие газы (СО, Н», СН» и т. д.).
Теплота, которукт могли бы д»»з ь эти газы, если бы опн химически пра- ««н Лэт «'с« »7«а« Рнс 17 1. К )раэнснна теплоэогп баланса та»»«н реагировали с кислородом, называется мимическим н»дожагом При сжигании твердо!о топлива из топки могут удаляться (с золой или шлаком) твердые недогоревшие частицы, которьн" легко отделить ат газа механически. Они образуют тзк нззыиаемый м ехзническнй неложог Ц„,,, Наконец, часть теплоты ()„ всегда теряетси через стенки топки, несмотря на то что они делаются из теплоизоляциониого магериала. Чтобы составит~ баланс агрегата, нужна условно выделить его нз системы связанных с ним агрегатов и устройств (штрихпунктирный контур на рис. 17.1) и рассмотреть потоки, входящие и выходящие через границы выделенно~о контура.
По~оки выха»тя»цей теплоты уже рассмотрены: г)«„.„Н, », ст' «, »е «и (з -,. [В котельной технике величины О»,„, Н«„Я„„, (Е„. и О,, обозначаются соответственна О», Яэ, хть О» и (сэ ) В топочной технике все составляющие теплового баланса принято относить на единицу количества подаваемого топлива.
К входным потокам применительно к рис. 17 1 прежде вгега относится теплота сгорания топлива ф, а также энтзльпии топлива 6», и аоздухз Н„,. Приравнивая входных потоки выходным, получаем О;+й»+Н«, =9«„,+Н««+ +»)„„„+ О,«, + Я,, '(17,1) 131 В общем случае обе части уравнения могут содержать дополнительные члены (например, теплоту, вносимую и выносимую транспортером в печах для обжига, уносимую из топки нагретой золой при сжигании многозальных топлив и т д ). В данной главе речь пойдет лишь о потерях из-за несовертненства процесса горения. При сжигании твердого и жидкого топлива химический недажог связин в основном с наличием СО в продуктах сгорания Если известен их состав (например, в результате испытаний), то в общем случае т (1732) где 9, „, Ян» Г/, н — теплоты сгора.
нин соотаетствующих компонентов (в кДж/м"), которые можно взять нз формулы (15.21, умножив на 100 коэффициенты перел соответствую. шими компонентами. Объемы компонентов 1', (в нормальных условиях) рассчитываются по формуле У,=«У„где т,— относительиое объемное содержание компонента (апределяется путем газового анализа), а 1т, . — объем продуктов сгорания, получаемый из единицы количества топлива.
Химический недожог является прежде всего следствием недостатка воздуха в зоне горения или плохого его перемсшивання с топливом. Ега увеличению способствует также уменьшение температуры в топке при снижении нагрузки (оно уменьшает скорость реакции) и малое время пребывания топлива в топоч. ной камере. Последнее наблюдается при форсировании топки, когда повышается скорость топливавоздушной смеси и реакции горения не успевают завершаться в пределах топки. Механический недажог определяется содержанием /' ("тта по массе) горючих элементов в золе и шлаке, образующихся в результате сгорания топлива (оно находится путем выжигания проб золы и шлака). Принимая теплоту сгорания горючих равной 32,65 МДж/кг (почти как у чистого углерода), величину Я.«, можно рассчитать по формуле, МДж/кг, О„т, = 32,65А'Г/(100 (100 — Г)).
(17.3) 132 Здесь А' — зольность топлива в рабочем состоянии, а член (100 в Г) в знаменателе учитывает увеличение массы золы и шлака за счет содержания в них горкм чих веществ. Чаше всего топочные потери выражают в процентах ат теплоты сгорании топлива: а„„„= 100О„„„/О,, в„,.,=(00О...„/О,' (17А) Значения д,„. и ц.„„зависит от типа сжигаемого топлива, конструкции и размеров топки, способа механизации топочных процессов (прн сжигании твердых топлив) и т. д. Существенное влияние на них оказывает коэффициент избытка воздуха а,. Увеличение количества подаваемого в ~анку воздуха сначала улучшает горение, приводя к уменьшению т)„„.
и т).«„ однако чрезмерное увеличение и, снижает температуру горения, что может привести к увеличению д„, и д.«„. В каждых конкретных условиях существуют оптимальные значения коэффициента избытка воздуха. Олним из основных показателей топки является т е и л а н а п р я ж е н и е топочного объема вю т.е. отношение количестви выделяющейся ври сгорании теплоты к объему топки: т)г- О«В/У,. (17.5) Здесь  — расход топлива; 1', — объем топки. Для слоевых топок на твердом топливе важнее знать количество теплоты, вьтделяющейся яи единице площади поддерживающей решетки («зеркала горения»),— т е и л о и а п р я ж е н и е зеркала горения слоя: в =д,'В/)7.
Здесь )7 — плошадь слоя топлива. При увеличении дк и вя недожог обычно тоже увеличивается нз-за уменьшения нремени пребывания реагентов в топочном объеме. Г1рактикой установлены оптимальные величины т)к и дя для разных типов топки. расчет топки сводится к определению ее размеров, т.
е. У и /с, н температуры газов на выходе. Значения д и т)я вы- предельные объемные концентрации топлива в смеси с воздухом, зй (температура смеси 20 С) топлива Зчрььг (ич ~чм Нижняя г!шпица галл~ ванч Стеткамс~рпчы к ш смг с!, !)г!жчнч ~рчнчнл ыжч~лки» Нрк нхзи шк и чсск выем НгО (чс кексе эгснгмт далей %) 133 бираги такими, чтобы обеспечить не только полное горение, но и охлаждение пр(н!)кпзп сгоранию до нужной температуры. Обьгм и плошадь поперечного сек пни тс>пки гшредслиюз па формулам (17.51 и (17 6), н температуру газов на ныхадс и ~ !анки рнсчлн!Тыьакгг на уравнениям тс!~лопсрсда !и г учетам уравнения тсплонага баланса (17.1) и выбранных но саатнетствуюшнм нормативам значений г)„,„ и г)ча (7зк ОСОБЕННОСТИ СЖИГАНИЯ ГАЗА В топку можно подана!ь заранее цаджгганленну!а гнзангюдушную смесь, а ма!кис ндуна|ь горючин гвз и воздух раздгльна, (.жиганне падготовленнои счссн ецггыва<ггя кинетическим, поскольку оно определяется талька кинстикан реакции горения.
В соответствии с законом Лррениуса (188'.) г ) скорость реакции сильно (па экспоненте) воэра. стает с т! мпературой, поэтому при высоких тсмпературат, обычных для топочных камер, такая смесь может сгорать с ш.рампой скоростью Предварительно подготовленную смесь сжигают н карбкзраторных двигателях внутреннего сгорании, где горение должно завершиться за ничн>жно малое время. В промышленных топках и печах такой болыной скорости сгорания обычно нс требуется. В та же времи подготовленная смесь чрсзвычаино взрывоопасна. Она может взорваться от электрической искры (как в цилиндре карбюраторных ДВС), нри нраскокс пламени через горелку из тапки и просто при нагреве до определенной температуры, называемой температурой самовоспламенения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
