Эксергетический баланс котла

Тепловой баланс котла дает количественную картинку распределения располагаемой теплоты и тепловых потерь теплоты и тепловых потерь без учета качества теплоты в составляющих баланса.

Качество вырабатываемой теплоты в котельном агрегате на органическом топливе оценивается по отношению к параметрам окружающей среды с использованием понятия эксергия.

Эксергией или работоспособностью называется максимальная работа, которую может совершить система в обратимом процессе или при переходе от данного состояния до равновесия с окружающей средой.

В общем случае эксергию делят на физическую и химическую.

Физическая эксергия вещества не равна нулю, если параметры его состояния отличаются от параметров состояния окружающей среды Т₀ и Р₀.

Химическая – эксергия вещества с параметрами Т₀ и Р₀.

Применительно к тепловым процессам максимальная работа , которая может быть получена от теплоты Q, переданной горячим источником с температурой окружающей среде с температурой представляет собой работу обратимого цикла Карно в интервале до . Тогда эксергия равна:

, МВт.

Чем выше Т₁, тем выше эксергетическая ценность теплового потока Q. Если Т₁=Т₀, эксергетическая ценность равна нулю.

Для оценки эффективности работы котла с позиции качества получаемого теплоносителя составляют эксергетический баланс, включающий слагаемые:

· Химическая эксергия топлива;

· Физическая эксергия воздуха и топлива;

· Эксергии получаемого теплоносителя;

· Эксергии составляющих потерь.

Основные тенденции развития паровых котлов на органическом топливе (цилиндрические, жаротрубные, газотрубные и водотрубные).

Развитие паровых котлов шло в направлении повышения:

• Паропроизводительности;
• Параметров производимого пара (давления, температуры);
• Надежности и безопасности в эксплуатации;
• Увеличения КПД;
• Снижение массы металлоконструкций на 1 т вырабатываемого пара.

Эти задачи решались путем увеличения поверхности нагрева и выноса барабпна из зоны обогрева.

В настоящее время выпускается широкая номенклатура котлов. Наиболее мощными являются энергетические котлы, работающие в блоке с мощными турбинами. Паропроизводительность таких котлов составляет до 3950 т пара в час или 1097 кг/сек. мощность питающейся от них паровой турбины доходит до 1200 МВт. Давление пара энергетического котла до 250 атм. (25 МПа). Температура перегретого пара до 560°С.

Маркировка котлов

Для парового котла по ГОСТ 3619-76 оговаривается:

• Тип (с естественной или принудительной циркуляцией);
• Типоразмер (производительность по пару, т/час; давление пара, МПа, кгс/см²);
• Температура пара и температура подаваемой питательной воды.

Буква “П” – котел с принудительной циркуляцией

“Е” – котел с естественной циркуляцией.

Первое число маркировки – паропроизводительность, второе – давление пара.

“М” – мазут;

“Г” – газ.

При комбинированном сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива вводится буква “К”.

Например: Е-420-140 ГМ – парогенератор с естественной циркуляцией, паропроизводительностью 420 т/час, давление пара 140 кгс/см² (14 МПа), для сжигания газа и мазута.

Водогрейные котлы имеют в обозначении букву “В”, цифра характеризует теплопроизводительность в Гкал/час.

Кроме ГОСТа существует заводская маркировка.

схемы движения потока воды пароводяной смеси и пара в котельном агрегате:

Развитие паровых котлов

Конструкции паровых котлов: а - цилиндрический; б - батарейный: в - жаротрубный; г - жаротрубно-дымогарный (локомобильный); д - камерный горизонтально-водотрубный; е - камерный горизонтально-водотрубный конструкции В.Г. Шухова; ж - двухсекцион­ный горизонтально-водотрубный («морской»); з - вертикально-водотрубный с гнутыми трубами; и - вертикально-водотрубный с П-образной компоновкой; к - вертикально-водотрубный с Т-образной компоновкой; л ~ прямоточный конструкции Л К. Рамзина; м - прямоточный котёл ТПП - 210А (СССР). 1 - барабан; 2 - колосниковая решетка; 3 -жаровая труба; 4 - дымогарная труба; 5 - сборная камера; б - пароперегреватель; 7 - водяной экономайзер; 8 - возду­хоподогреватель; 9 - газоход.

Первые цилиндрические котлы (рис. а) имели большие недостатки:

· Небольшой паросъем;

· Неразвитую поверхность нагрева;

· Большие габариты;

· Большой водяной объем.

Для повышения поверхности нагрева котла при тех же размерах, повышения паросъема и давления, уменьшения размеров котла и его массы, развитие котельных агрегатов шло по двум направлениям:

1. По пути развития внутренних поверхностей нагрева, что привело к появлению жаротрубных (рис. б) и газотрубных (рис. в) котлов.

2. Увеличение внешних поверхностей нагрева – водотрубные котлы. Водотрубные котлы оказались более перспективными, экономичными, отличались более высокой тепловой производительностью.

Газотрубные котлы. В них продукты сгорания проходят внутри труб, а вода омывает их снаружи. В водотрубных наоборот – вода внутри труб, а продукты сгорания обогревают их внешнюю поверхность.

По конструкции и расположению трубных пучков водотрубные котлы делят на:

· Горизонтально-водотрубные;

· Вертикально-водотрубные.

По рабочему давлению их делят на 4 группы:

· Низкого давления 0,9 – 1,4 МПа;

· Среднего давления 2,4 – 4,0 МПа;

· Высокого давления 9 – 14 МПа;

· Сверхвысокого и закритического давления >14 МПа.

По паропроизводительности:

· Малые <25 т/час;

· Средние 35 – 220 т/час;

· Большой >220 т/час.

Водогрейные котлы делят:

1. По уровню нагрева воды, подаваемой в систему теплоснабжения на 4 группы: 95, 115, 150, более 150°С.

2. По тепловой производительности:

· Малой до 2 МДж/сек

· Средней 4 – 30 МДж/сек

· Высокой 50 – 210 МДж/сек.

Водогрейные котлы средней и большой производительности применяют на ТЭЦ и районных отопительных котельных.

Непосредственный подогрев сетевой воды в водогрейных котлах упрощает схему котельной, удешевляет стоимость и эксплуатацию ее. Водогрейные котлы более безопасны по сравнению с паровыми.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: