Проверечный расчет котла БКЗ 75-39 (стр. 3 из 8)

На полноту сгорания топлива сильное влияние оказывают скорости вдувания в топку первичной смеси и вторичного воздуха. При малой скорости первичной смеси возможны выпадение из потока крупных частиц топлива и обгорание выходных патрубков горелки. Слишком большая скорость первичной смеси ухудшает условия воспламенения и увеличивает длину факела, iСкорость вторичного воздуха так же, как и первичного, выбирается в зависимости от выхода летучих w\ – 12 – 25 м/с, 12) 2=18–4–30 м/с. Круглые горелки универсальны и применимы для любого твердого топлива, но наибольшее распространение они получили для топлива с малым выходом летучих. Единичная мощность круглых горелок достигает 14 т/ч (по углю АШ).

Рис. 4.12. Схема различных круглых пылеугольных

горелка с лопаточным аппаратом

1-ствол для аэропыли; 2 – улитка первичного воздуха;

3 – улитка вторичного воздуха; 4 – рассекатель;

5 – порог; 6 – амбразура; 7 – лопаточный аппарат;

8 – мазутная форсунка; 9 – подвод воздуха к мазутной

форсунке; I– подвод пылевоздушной смеси;

II– подвод вторичного воздуха

1.5 Сепаратор пыли

Сепараторы применяются для выделения из патока пыли крупных частиц и возврата их в мельницу на домол. В зависимости от конструктивного выполнения – они бывают центробежные, гравитационные и инерционные.

Центробежные сепараторы применяются в системах с шаровыми мельницами, реже с быстроходными и среднеходными.

Центробежные смесь поступает во входной патрубок со скоростью 15–22 м/с. В сепараторе скорость падает до 2–6 м/с, а результате чего выпадают наиболее крупных частицы и по патрубок поступают обратно на домол в мельницу. Далее пылевоздушная смесь приходит по кольцевому каналу вверх и через окна поступает во внутренний конус. В окнах пыль закручивается благодаря направленности, созданной поворотными лопатками. В результате центробежных сил теряется скорость. Крупных частицы выпадают из потока и по патрубку поступают на домол. Готовая кондиционная пыль по выходной трубе направляется в пылесистему.

Гравитационные сепараторы представляет собой прямоугольную вертикальную шахту 2 из листов стали высотой от 4 до 8 м и более. Отделения крупных частиц осуществляется в шахте под действием сил тяжести. Количества воздуха, подаваемого в шахту, определяется расчетом. По расходу сушильной среды и скорости рассчитывается площадь сечения сепаратора. Размолотое топливо с сушильной средой выбрасывается билами в шахту, часть пылевоздушной среды подсасывается за счет подсоса воздуха ротором молотковой мельницы вдоль противоположной стенки обратно в мельницу.

Инерционные сепараторы применяются с молотковыми мельницами при работе на бурных углях и сланцах с тонкостью пыли R₉₀ › 40%, а также на фрезерном торфе. На показано конструкция инерционного сепаратора. Пылевоздушная смесь поступает из мельницы вверх и после двойного поворота выходит через выходной патрубок, а крупные частицы возвращаются обратно в мельницу. Тонкость помола пыли регулируется специальными шибером. Скорость в канале применяется 4,5–7,5 м/с, в наибольшем сечении сепаратора 2–3 м/с, воздуха входном патрубке 12–18 м/с.

2. Специальная часть

2.1 Исходные данные

Тип котла – БКЗ-75–39

Тип топки – ТЛЗМ-2700/3000

Паропроизводительность номинальная – 75т/ч

Давление насыщенного пара в барабане котла – 3,9мПа

Температура питательной воды – 145⁰С

Топливо – Итатское (каменные уголь)

Хвостовые поверхности нагрева – В/Э, ВЗП

Температура уходящих газов – 141

Расчётные характеристики топлива

По табл. 4.1 для Итатское каменное угля

W^р = 40,5% A^р =6,8% S^р_{ор + к} = 0,4% C^р=36,2%

H^р =2,6% N^р = 0,4% O^р =12,7%

Q^р_н =12,820 V^г =48,0

Характеристики плавкости золы: t₁ = 1200

t₂ =1220

t₃ =1240

Приведённая зольность:

A^п = 10³ ·A^р/Q^р_н =10³*6,8/12820=0,53 (2.1)

Приведённая влажность:

W^п = 10³ · W^р/ Q^р_н =10³*40,5/12820=3,91 (2.2)

Приведённая сернистость:

S^п = 10³ · S^р_{ор + к} / Q^р_н =10³*0,4/12820=0,031 (2.3)

Расчётные характеристики топки

По табл. 5.1. для топки ……ТЛЗМ-2700/3000……………….:

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топки – α_т =1,2

Тепловое напряжение площади зеркала горения – q_R =1200/1300кВт/м²

Тепловое напряжение объёма топки – q_V =180кВт/м³

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания – q₃ =0,5

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания –

q₄ =1

Для золы топлива, уносимая газами – α_ун =0,95

Коэффициенты избытка воздуха в газовом тракте установки

Присосы воздуха в отдельных элементах котельной установки согласно табл. 5.4.:

В конвективном пучке – Δα_кп =0,1

В чугунном водяном экономайзере – Δα_э =0,1

В золоуловителе – Δα_зу =0,05

В стальных газопроводах длиной L≈10 м – Δα_г =0,01

Коэффициенты избытка воздуха:

За котлом (перед экономайзером) – α_к = α^'_э = α_т + Δα_кп =1,3 (2.4)

За экономайзером – α^«_э = α^'_э + Δα_э =1,4 (2.5)

Перед дымососом – α_g = α^«_э + Δα_зу + Δα_г =1,46 (2.6)

2.2 Объёмы воздуха и продуктов сгорания

Топливо – Итатское угол.

Теоретический объём воздуха: объём воздуха (V⁰, м³/кг), необходимый для полного сгорания 1 килограмма твердого или жидкого топлива заданного состава определяются по уравнению:

V⁰= 0,0889 (С^р+ 0,375S^p_ор+к)+ 0,265Н^р – 0,0333О^р (2.7)

Теоретические объемы продуктов сгорания (при α=I) при сжигании жидких топлив (V_i⁰, м³/кг) рассчитывается по соотношениям:

а) объем азота

V_N2⁰= 0,79 V⁰+ 0,008N^p; (2.8)

б) объем трехатомных газов

(2.9)

в) объем водяных паров

V⁰H₂O=0,111H^p+ 0,0124W+ 0,0161 V⁰ (2.10)

Объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, равные их парциальным давлениям при общем давлении 0,1 Мпа, вычисляются по соотношениям:

(2.11)

(2.12)

(2.13)

Средняя плотность продуктов сгорания(p_r, кг/м³) определяется как:

(2.14)

Где масса газов(G_r, кг/кг или кг/м³) при сжигании жидких топлив находится из выражения:

G_r= 1 – 0,01· А^р+ 1,306· α· V⁰. (2.15)

V^о = 0,0889 (C^р + 0,375 · S^р_{ор + к}) + 0,265 · H^р – 0,0333 · O^р = 0,889 (36,6+0,375*0,4)+0,265*2,6–0,0333*12,7=3,57 (2.16)

Теоретический объём азота:

V^о_N2 = 0,79 · V^о + 0,008 · N^р =0,79*3,53+0,008*0,4

=2,793 (2.17)

Объём трёхатомных газов:

V_RO2 = 1,866 ·(C^р + 0,375 · S^р_{ор + к} /100) =1,866*

=0,69 (2.18)

Теоретический объём водяных паров:

V^о_H2O = 0,111 · H^р + 0,0124 · W^р + 0,0161 · V^о =0,111*2,6+0,0124*40,5+0,0161*3,5=0,848 (2.10)

Таблица 1.1

Высчитываемая величина	Размерность	Коэффициент избытка воздуха
		αт=1,2	αк=α'э=1,3	α«э=1,4	αg=1,46
Vн2о=V0н2о+0,0161 (α-1)· V0	м3/кг	0,859	0,865	0,870	0,874
Vr=VRO2+V0N2+V0H2O+1,0161·(α-1) V0	,	5,045	5,404	5,783	5,978
ЧRO2 = VRO2 / Vг	-	0,136	0,128	0,119	0,115
ЧH2O = VH2O / Vг	-	0,170	0,160	0,150	0,146
Ч п= ЧRO2+ Ч Н2О	-	0,306	0,288	0,269	0,261
Gг =1–0,01·Ар+1,306·α·V0	кг/кг	6,464	6,925	7,386	7,662
ρг = Gг / Vг	кг/м3	1,281	1,282	1,284	1,286

2.3 Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Энтальпия представляет собой теплосодержание единицы объема топлива, при определённой температуре.

Энтальпия полного объёма газообразных продуктов сгорания.

I _r= I⁰_r+I _∆Vв+I _{∆ H2O} (2.20)

В твёрдом топливе, в продуктах горения присутствуют частицы золы, которые тоже обладают энтальпией.

I _r =I⁰_r +I _∆в+I _{∆ H2O}+ IЗЛ (2.21)

Энтальпия есть производственной теплоёмкости, тогда энтальпия теоретического объёма газа.

I⁰_r=V_RO2(СU)_RO2+V⁰_N2·(CU) _N2+ V⁰_H2O (СU) _H2O (2.22)

Энтальпия избытка количества воздуха.

I _{∆в =} (α-1) V⁰·(CU) _в (2.23)

Таблица 1.2. Энтальпии дымовых газов

υ, оC	VRO2 =0,69VоN2 =2,79VоH2O =0,84			Jог,кДж/кг	Vо =3,53м³/кг	JоB,кДж/кг	Jг = Jог + (α – 1) JоB
							αт =1,2	αк = α'э =1,3	α«э =1,4	αg =1,46
	(Cυ)CO2	(Cυ)N2	(Cυ)H2O		(Cυ)B
100	169	130	151	606	132	465	699	745	792	819
200	357	260	304	1227	266	938	1414	1502	1602	1658
300	559	392	463	1867	403	1422	2151	2293	1435	2521
400	772	527	626	2528	542	1913	2910	3101	3293	3407
500	996	664	794	3206	684	2414	3791	3903	4171	4316
600	1222	804	967	3898	830	2929	4483	4776	5069	5245
700	1461	946	1147	4610	979	3455	5301	5646	5992	6199
800	1704	1093	1335	5346	1130	3988	6143	6542	6941	7180
900	1951	1243	1524	6094	1281	4521	6998	7380	7902	8173
1000	2203	1394	1725	6858	1436	5069	7871	8378	8885	9189
1100	2457	1545	1926	7623	1595	5630	8749	9312	9875	10212
1200	2717	1695	2131	8393	1754	6191	9631	10250	10869	11240
1300	2976	1850	2344	9183	1931	6816	10546	11227	11909	12318
1400	3240	2009	2558	9984	2076	7155	11415	12130	12846	13275
1500	3504	2164	2779	10789	2239	7903	12369	13159	13950	14424
1600	3767	2323	3001	11601	2403	8482	13279	14145	14993	15502
1700	4035	2482	3227	12418	2566	9057	14229	15131	16040	16584
1800	4303	2642	3458	13244	2729	9633	15170	16133	17097	17675

2.4 Тепловой баланс котлоагрегата