Производственно-отопительная котельная установка с паровым котлом … и водяным экономайзером

     Первым  продукты сгорания проходят поверхностный  водяной экономайзер, где отдают свою теплоту воде через поверхность  трубок, которая используется для  питания котлов. Котёл комплектуется блочным чугунным водяным экономайзером ребристым, системы ВТИ некипящего типа. Нагрев воду, продукты сгорания охлаждаются до температуры 170°С. Далее они поступают в сухой золоуловитель (блок циклонов), для очистки от твёрдых частиц и продуктов неполного сгорания топлива, затем в дымосос и после него в дымовую трубу. Дымовая труба установлена одна на все котлы.

Рис. 2. Принципиальная схема газовоздушного тракта котельного агрегата, работающего на природном газе

     Воздух  дутьевым вентилятором подаётся в газовую  горелку, где смешивается с природным  газом и подается на горение в  топку. В процессе горения газовоздушной  смеси образуются дымовые газы. Дымовые  газы, пройдя первый и второй кипятильный пучок (IКП и IIКП) выходят из котла и направляются по газоходам через вспомогательное оборудование к дымовой трубе. Продукты сгорания проходят поверхностный водяной экономайзер, где отдают свою теплоту воде через поверхность трубок, которая используется для питания котлов. Котёл комплектуется блочным чугунным водяным экономайзером ребристым, системы ВТИ некипящего типа. Нагрев воду, продукты сгорания охлаждаются до температуры 130°С.

     При сжигании природного газа в продуктах  сгорания не наблюдается твёрдых частиц, а при сжигании мазута содержание их незначительно, поэтому необходимости в дополнительной очистке дымовых газов в золоуловителе нет. Т.о. при работе КУ на газовом топливе продукты сгорания после водяного экономайзера будут поступать непосредственно в дымовую трубу. Дымовая труба установлена одна на все котлы.

     Определяем коэффициенты избытка воздуха α в характерных сечениях газовоздушного тракта котельного агрегата. Расчеты начинаем с выбора коэффициента избытка воздуха на выходе из топки a"_т и величин нормативных присосов воздуха по элементам газового тракта котла Da.

     Значения a"_т принимаем в зависимости от типа топочного или горелочного устройства, вида сжигаемого топлива и конструкции топки в соответствии с разделом 5 данной пояснительной записки.

     Коэффициент избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры подсчитывается прибавлением к a"_т соответствующих присосов воздуха:

где i – номер поверхности нагрева после топки по ходу продуктов сгорания, - нормированная величина присоса воздуха, принимаем по [12, табл.XVI, С.198 или 13, табл. 3.1, С.35].

     1. Коэффициент избытка воздуха  на выходе из топки: т.1

     2. Коэффициент избытка воздуха  на входе в первый конвективный пучок:      

     3. Коэффициент избытка воздуха  на выходе из первого конвективного пучка. Для первого котельного пучка по [13, табл. 3.1, С.35] для котлов с паропроизводительностью принимаем .

     

     4. Коэффициент избытка воздуха  на выходе из второго конвективного пучка (на выходе из котла). Для второго котельного пучка принимаем .   

     5. Коэффициент избытка воздуха  на входе в водяной экономайзер (или воздухоподогреватель). Принимаем для стального газохода на 2м.

     

     6. Коэффициент избытка воздуха  на выходе из водяного экономайзера (или из воздухоподогревателя). Принимаем для чугунного экономайзера котлов с обшивкой

     

.

     7. Коэффициент избытка воздуха на входе в дымосос. Принимаем для стального газохода на 2 м

     

.

     8. Коэффициент избытка воздуха  на входе в дымовую трубу. Принимаем для кирпичного газохода из расчёта на 10 м (для котлов на твёрдом топливе расстояние от дымососа до дымовой трубы составляет около 15 м).

     

     9. Коэффициент избытка воздуха  на выходе из дымовой трубы. Присос в дымовую трубу не допустим, т.е. она должна быть с газоплотными стенками.

     

 
7 Материальный баланс КА. Расчет объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания в реперных точках газовоздушного тракта КА 

7.1 Расчет объёмов воздуха и продуктов сгорания

     Теоретический объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 м³ газового топлива (1 кг твёрдого топлива или мазута) определяем на основе реакции горения топлива рабочего состава:

     при сжигании твёрдого топлива  или мазута:

     Примечание. Для мазута за кислород принимать О^r+N^r.

     Определяем  теоретический объём азота в продуктах сгорания:

     при сжигании твёрдого топлива  или мазута:

     Определяем  объём трехатомных газов:

     при сжигании твёрдого топлива  или мазута:

     Определяем  теоретический объём водяных паров:

     при сжигании природного газа:

где d_г – влагосодержание газа, кг/м³ при 0°С и 101 кПа. Принимаем: d_г = 0,005 кг/м³.

     при сжигании твёрдого топлива или мазута:

где W^r – влагосодержание, %. Для мазута принимаем по [12, табл. 1, С.164]: W^r = 3 %.

     _{Примечание: эта формула справедлива при беспаровом распылении мазута и влагосодержании воздуха dв=10 г/кг сух.воздуха. В ином случае:}

где d_в – влагосодержание воздуха, г/кг, W_ф – количество пара, расходуемого на распыление 1 кг топлива, кг/кг.

     Последующий расчёт сводим в таблицу 5.

     Определяем  избыточное количество воздуха для  каждого газохода:

     Определяем  действительный объём водяных паров:

     Определяем  действительный суммарный объём продуктов сгорания

     Определяем объёмные доли трехатомных газов и водяных паров, а также их суммарную долю:

     Масса дымовых газов:

     при сжигании мазута:

     Концентрация  золы в дымовых газах при сжигании твёрдого топлива или мазута:

где  а_ун - доля золы топлива в уносе. Для камерных топок а_ун =0,85, для слоевых а_ун =0,2-0,3 (см. п. 4).

     Парциальное давление водяных паров:

где р=0,1 МПа = 1 кгс/см² – давление в топочной камере котлоагрегата (для котлов, работающих без наддува).

     Точку росы дымовых газов, образующихся при  сжигании сернистых топлив, можно  определить по формуле ВТИ:

где – точка росы водяных паров, °С; А – коэффициент, зависящий от избытка воздуха в топке. При α_т=1,2: А=121, при α_т =1,4÷1,5: А=129; S^r_пр и А^r_пр – приведенное содержание серы и золы в топливе, кг·%/МДж (см. п. 1 данной записки); а_ун – доля золы топлива в уносе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 4

Расчет  объёмов воздуха и продуктов сгорания