Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

2.1. Коэффициент избытка воздуха в газовом тракте котла. Учет рециркуляции газов

Для расчета действительных объемов продуктов горения по газоходам агрегата прежде всего выбирают коэффициент избытка воздуха в верхней части топки ?m и присосы воздуха в отдельных поверхностях нагрева ??m. Коэффициент избытка воздуха ?m должен обеспечить практически полное сгорание топлива, он выбирается в зависимости от типа топочного устройства и вида сжигаемого топлива (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – Расчетный коэффициент избытка воздуха
на выходе из топки

Топка

Топливо

Коэффициент ?m

Камерная с твердым шлакоудалением

Антрацит, полуантрацит,
тощий уголь

Остальное твердое

1,2–1,25*

1,15–1,2

Камерная с жидким шлакоудалением

Антрацит, полуантрацит,
тощий уголь

Каменный и бурый угли

1,2–1,25

1,15–1,2

Камерная

Природный газ

Мазут

1,05–1,1**

1,02–1,05***

Примечания:

* Большие значения – при транспортировке пыли горячим воздухом и наличии отдельных сбросных горелок.

** При наличии газоплотной топочной камеры принимают ?m = 1,05.

*** В топках с газоплотными экранами и в уплотненных топках при ??m ? 0,05 принимают ?m = 1,02...1,03.

Избыток воздуха ?m включает в себя коэффициент избытка горячего воздуха, подаваемого в горелки ?гор, и присосы холодного воздуха извне ??m, происходящие в основном в нижней части топки. При выбранном ?m избыток воздуха, поступающий через горелки в зону горения топлива,

?гор = ?m – ??m. (2.1)

В газоплотных котлах, работающих под наддувом, присосы воздуха в топку исключены (??m = 0).

При сжигании твердых топлив в системе пылеприготовления, работающей под разрежением, также имеют место присосы воздуха ??пл, которые поступают в горелки вместе с транспортирующей топливо средой.

Средние значения присосов воздуха в замкнутых системах пылеприготовления, работающих под разрежением, представлены ниже:

Мельница и характеристика пылесистемы ??пл

ШБМ с промежуточным бункером пыли при сушке топлива горячим воздухом 0,1

То же, при сушке смесью воздуха с топочными газами 0,12

ШБМ с прямым вдуванием пыли в топку 0,04

Молотковая с прямым вдуванием пыли в топку 0,04

Среднеходная валковая с прямым вдуванием пыли в топку 0,04

Пылесистема с мельницами-вентиляторами 0,2

В этом случае для сохранения заданного избытка воздуха на выходе из топки коэффициент избытка горячего воздуха, вводимого через горелки ?г.в, должен быть уменьшен:

?г.в = ?гор – ??пл. (2.2)

Присосы воздуха в газоходах парового котла принимают по табл. 2.2. Избыток воздуха за каждой поверхностью нагрева после топочной камеры ?i получают прибавлением к ?m соответствующих присосов воздуха, т.е.

9.wmf (2.3)

Рециркуляция газов в расчетах объемов и энтальпий продуктов сгорания учитывается в газовом тракте от места ввода рециркулирующих газов в газоход котла до места их отбора.

Коэффициент рециркуляции определяет долю газов, используемых для рециркуляции,

10.wmf (2.4)

где Vрц и 11.wmf – объем газов, отбираемых на рециркуляцию, и остающийся объем за местом отбора газов, м3/кг топлива.

Таблица 2.2 – Расчетные присосы холодного воздуха в негазоплотных топках и газоходах паровых котлов

Поверхность нагрева

Обозначение

Присос

Топочная камера с современной натрубной или щитовой обмуровкой, гидравлическим уплотнением шлаковой шахты, без газоплотных экранов, при сжигании твердых топлив и мазута с D ? 320 т/ч

??m

0,08

То же, для котлов с D > 320 т/ч, а также для котлов с меньшей производительностью при наличии металлической наружной обшивки топки

??m

0,05

То же, для газо-мазутных котлов с D > 320 т/ч

??m

0,03

Фестон, ширмовый перегреватель на выходе из топки

??ш

0

Поверхность пароперегревателя в горизонтальном газоходе

??г.г

0,03

Поверхность пароперегревателя в опускной конвективной шахте (отдельно основного и промежуточного пароперегревателей)

??пе

0,03

Переходная зона (один или два пакета)

??п.з

0,03

Экономайзер одноступенчатый

??эк

0,02

Экономайзер двухступенчатый, на поверхность каждой ступени

??эк

0,02

Трубчатый воздухоподогреватель, на поверхность
каждой ступени

??вп

0,03

Регенеративный воздухоподогреватель

??р.вп

0,20

Примечание. Для топочных камер с газоплотными цельносварными экранами ??m = 0.

Рециркуляция газов в топку находит применение, прежде всего, при сжигании мазута для снижения максимального теплового потока в зоне ядра факела при полной нагрузке (rрц = 0,05 – 0,15) и для регулирования температуры вторично-перегреваемого пара при снижении нагрузки (rрц = 0,15 – 0,35 , при этом большее значение относится к низкой нагрузке).

При сжигании твердого топлива ввод газов рециркуляции в топку применяют для сильношлакующих топлив с целью уменьшения температуры газов в ядре факела и вблизи стен топки (так называемая «нижняя рециркуляция» rн = 0,1 – 0,15) и для исключения шлакования поверхностей на выходе из топки («верхняя рециркуляция» rв = 0,15 – 0,2). Аналогично при газовой сушке топлива: когда отбирается часть горячих газов из газохода котла за топкой и сбрасывается затем в виде сушильного агента в зону горения, то эта часть рассматривается как газы рециркуляции.

Рециркуляция газов в ядро факела на твердых топливах допустима только для высокореакционных топлив (VГ > 25 %).

Газы на рециркуляцию обычно отбирают из газохода после экономайзера. Место отбора газов для газовой сушки топлива зависит от необходимой температуры газов и выбирается на основании теплового расчета пылесистемы (при выходе из топки, после перегревателя, за экономайзером). При отборе газов за экономайзером предварительно для расчетов принимают температуру рециркулирующих газов ?рц = tг.в + (40...60), но не выше 380–400 °С, а коэффициент избытка воздуха в них

?рц = ?ух – ??вп. (2.5)

Тогда усредненный коэффициент избытка воздуха в топке при вводе в нее рециркулирующих газов

12.wmf (2.6)

а во всех последующих поверхностях избыток воздуха определяется по (2.3) с учетом доли присосов холодного воздуха в каждой поверхности нагрева.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074