Радиационно-испарительные поверхности нагрева

Основными элементами котла являются поверхности нагрева – теплообменные поверхности, предназначенные для передачи теплоты от теплоносителя к рабочей среде (воде, пару, воздуху). В зависимости от процессов преобразования рабочего тела различают нагревательные, испарительные и перегревательные поверхности нагрева.

Теплота от продуктов сгорания может передаваться излучением (радиацией) и конвекцией. В соответствии с этим различают поверхности нагрева радиационные, конвективные и радиационно – конвективные (полурадиационные). В топочных камерах современных котлов одновременно с процессом горения происходит передача теплоты излучением от образующихся высокотемпературных продуктов сгорания гладким трубам ø60х6 и вваренной полосы размером 6х21,5(сталь 20), покрывающим стены топки и получившим название топочных экранов и являются преимущественно испарительными поверхностями нагрева.Для уменьшения тепловых потерь с наружной стороны экраны покрыты обмуровкой.

1 – трубы экранов, 2 – проставки, 3 – обмуровка, 4 – обшивка

 

Рисунок 10 Топочные экраны

 

11.2 Пароперегревательный участок

Пароперегреватели предназначаются для перегрева насыщенного пара,поступающего из испарительной системы котла, а в установках высокого давления они применяются также для дополнительного вторичного перегрева пара, частично отработавшего в цилиндре высокого давления турбины. Пароперегреватель по характеру воспринимающего тепла делится на три части: радиационная, полурадиационная и конвективная.

Радиационная часть пароперегревателя выполнена из труб ø 32x5 мм (сталь 12Х1МФ) в виде горизонтальных змеевиков, расположенных в верхней части топки по периметру обеих полуторок.

Полурадиационная или ширмовая часть пароперегревателя находится на выходе из топочной камеры в выходных окнах каждого из переходных газоходов, в которых распо­ложено по 24 ширмы из труб диаметром 36x6 мм (сталь 12Х1МФ).

Ширмовая часть пароперегревателя(Рисунок 10.2.1) состоит из двух частей: 12 средних ширм обра­зуют ширмовый пароперегреватель первой ступени, а 12 крайних - ширмовый паропере­греватель второй ступени.

Конвективный пароперегреватель высокого давления (Рисунок 10.2.2) выполнен из двух ступеней в виде вертикальных пакетов. Первая ступень (крайние пакеты) состоит из труб ø 36x6 мм (сталь 12Х1МФ), вторая ступень (средние пакеты) - из труб ø 36x6 мм (сталь 12Х1МФ, 12Х18Н12Т).

 

1 – средние трубы ширм, 2 – обвязочные трубы, 3 – дистанционирующие планки, 4, 5, - входной и выходной коллекторы, 6 – связующие трубы

 

Рисунок 10.2.1 Ширмовый пароперегреватель

 

 

 

а - подогреватель с вертикальными трубами; б – коридорное расположение труб; в - шахматное расположение труб

 

1- дистанционирующие гребёнки, 2,4 – трубы вертикального и потолочного пароперегревателя, 3 – скоба подвески, 5 – балки потолочного перекрытия, 6 – коллекторы, 7 – дистанционирующие накладки

Рисунок 10.2.2Конвективный пароперегреватель

 

12 Материальный баланс горения топлива

а) теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха α=1)[1]:

V⁰ =0.0889(C^p +0.375 S^p) + 0.265 H^p – 0.0333 O^p =

= 0.0889(60+0.375*0.2) + 0.265*3.1 – 0.0333*6.3=5.953 м³/кг. (1)

б) теоретические объемы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (α=1)[1]:

1) теоретический объем азота:

V⁰_N2 = 0.79V⁰ + 0.8 N^p/100 = 0.79*5.953+0.8 0.6/100=4.708 м³/кг. (2)

2) объем трехатомных газов:

V_RO2 = 1.866 = 1.866 = 1.121 м³/кг. (3)

3) теоретический объем водяных паров:

V⁰_H2O=0.111H^p+0.0124W^p+0.0161V⁰ = 0.111* 3.1+0.0124 *10+0.0161* 5.953=

=0.564 м³/кг. (4)

При избытке воздуха α >1 расчет ведется по следующим формулам (α=1.23)[1]

4) объем водяных паров:

V_H2O=V⁰_H2O+0.0161(α-1)V⁰ = V⁰_H2O+0.0161(1.23-1)*5.953=0.586 м³/кг. (5)

5) объем дымовых газов:

V_Г=V_RO2+V⁰_NO2+V_H2O+(α-1)V⁰ = 1.121+4.708+0.586+(1.23-1)*5.953=

=7.784 м³/кг. (6)

6) объемные доли трехатомных газов, равные парциальным давлениям газов при общем давлении 1 кгс/см².

r_RO2=V_RO2/V_Г; r_RO2=1.121/7.784=0.144 (7)

r_H2O=V_H2O/V_Г; r_H2O=0.584/7.784=0.075 (8)

г) масса дымовых газов:

кг/кг (9)

д) концентрация золы в дымовых газах:

кг/кг (10)

д) энтальпия дымовых газов на 1 кг топлива подсчитываются из выражения:

кДж/кг (11)

е) энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха α=1,1 и температуре газов θ⁰С,

кДж/кг (12)

 

ж) энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях:

, кДж/кг (13)

з) энтальпия 1 м³ влажного воздуха , углекислого газа , азота и водяных паров [7]

и) энтальпию золы:

кДж/кг (14)

Значения энтальпий рассчитаем для реально возможных температур в газоходах (100-2000°С). Полученные данные сведены в Таблицу 1.

Таблица 1Энтальпия продуктов сгорания в газоходах котла

Θ0С			, кДж/кг	, кДж/кг
				Топочная камера αт=1,23	ПП αпп=1,26	ППП αпп=1,35	Вод. Эк-зер αвэ=1,37	Воздухопод-ль αв=1,43
			15,2	1081,2	1104.8	1175.6	1191.4	1238.6
			31,8	2189,9	2237.3	2379.8	2411.5	2506.5
			49,6	3328,4	3400.2	3615.8	3663.7	3807.4
			67,6	4500,6		4886.6	4950.9	5143.9
			86,1	5705,5	5827.5	6193.5	6274.9	6518.9
			105,2	6930,8	7078.8	7522.8	7621.4	7917.4
			124,4	8192,9	8367.6	8891.8	9008.3	9357.7
			144,1	9485,7	9687.2		10426.4	10829.6
			164,1	10803,0	11031.5	11716.9	11869.2	12326.2
			184,8	12137,3	12393.4	13161.7	13332.5	13844.7
			206,0	13483,1	13767.6		14810.7	15379.7
			226,5	14835,9	15148.7	16087.2	16295.8	16921.5
			255,5	16221,8		17586.8	17814.3	18496.8
			297,2	17649,6	18019.9		19377.9	20118.6
			330,2	19054,9	19454.4	20652.8	20919.1	21718.1

 

Продолжение таблицы 1

Θ0С			, кДж/кг	, кДж/кг
Топочная камера (αт=1,23)	ПП αпп=1,26	ППП αпп=1,35	Вод. Эк-зер αвэ=1,37	Воздухопо д-ль αв=1,43
			352,3	20467,3	20895,9	22181.7	22467.4	23324.7
			387,6	21900,9	22358.7	23731.9	24037.1	24952.6
			410,4	23324,9	23811.7	25272.2	25596.8	26570.5
			448,2	24748,7	25265.4	26815.6		28193.5
			471,8	26227,1	26773.7	28413.4	28777.8	29870.9

 

 

Температура уходящих газов выбирается в зависимости от влажности твердого топлива W^P и температуры питательной воды.

t_ух.г.=145⁰С.

Температура горячего воздуха при сжигании твердых топлив определяется не только характеристиками топлива, но и организацией его сжигания так как V_Г > 25%, то t_г.в.=310⁰С.

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: