Котлы-утилизаторы в сажевом производстве
Определение расходов горючих газов и воздуха
Теплота сгорания смеси газообразных топлив
Определение теоретической температуры продуктов сгорания
Коэффициент использования теплоты
Виды эксергии, используемые при анализе эффективности котла-утилизатора
Эксергетический баланс котла-утилизатора
Эксергетический КПД котла-утилизатора
Расчет экономии топлива
Навигация
Котлы-утилизаторы в сажевом производстве
Термодинамический анализ эффективности агрегатов энерготехнологических систем
39638
знаков
6
таблиц
0
изображений
3.1 Котлы-утилизаторы в сажевом производстве
Сажевые заводы относятся к числу предприятий, в которых образуется большое количество отходящих газов, содержащих примерно 20 % горючих компонентов (СО, Н2 и др.) и 80% балласта (СО2, N2 и др.), в том числе около 40% водяных паров. Вследствие сильной забалластированности и малой теплоты сгорания для эффективного их сжигания в котлах-утилизаторах к ним добавляют в небольшом количестве природный газ или мазут, имеющие высокую теплоту сгорания.
Специально для сжигания отходящих газов сажевого производства разработана серия унифицированных котлов типа ПКК (пакетно-конвективный котел). Его продольный разрез показан на рис.1 Котлы типа ПКК однобарабанные, конвективные, с естественной циркуляцией.
Отходящие газы сажевого производства вместе с природным газом или мазутом поступают через горелку 1 в неэкранированный предтопок 2, где и сжигаются. Из предтопка продукты сгорания проходят конвективные испарительные секции 3, пароперегреватель 4, воздухоподогреватель 7, и экономайзер 8. Все элементы котла состоят из системы труб, нагреваемых омывающими их продуктами сгорания. Однако использование теплоты продуктов сгорания в них различно: в трубах испарительных секций происходит кипение воды и образование пара, который поступает затем в барабан 5; в пароперегревателе пар, поступающий из барабана, перегревается до температуры выше температуры насыщения; в воздухоподогревателе подогревается воздух перед подачей в предтопок; в экономайзере подогревается питательная вода, поступающая в котел.
4. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ
4.1 Состав продуктов сгорания
Для оценки термодинамической эффективности использования ВЭР в котле утилизаторе необходимо знать температуру и энтальпию продуктов сгорания смеси отходящих газов с природным. Указанные параметры определяются на основе термохимического расчета процесса горения. Этот расчет включает определение теоретически необходимого для полного сжигания горючей газовой смеси объема воздуха, действительного объема воздуха, подаваемого в топку котла, объемов продуктов сгорания (ПС), теплоты сгорания газовой смеси, теоретической температуры продуктов сгорания. При этом для газообразных топлив указанные объемы принято находить в расчете на 1 м3 объема сухой части сжигаемого газа.
При горении горючие элементы топлива (CO, H2, H2S, CH4 и другие) взаимодействуют с окислителем – кислородом воздуха, и образуют окислы CO2, SO2, H2O и др. Кроме того, в продукты сгорания входят негорючие газообразные компоненты топлива и азот, содержащийся в воздухе.
Если при полном сгорании 1 м3 горючих газов объем поданного в топку воздуха таков, что прореагирует весь входящий в него кислород, то такой объем (
, м3/м3) называется теоретически необходимым. Полученный в этом случае объем продуктов сгорания (
, м3/м3) называется также теоретическим. Отметим, что здесь и в дальнейшем объемы воздуха и других газов берутся при нормальных физических условиях (p=101,3 кПа и T=273 К), а размерность м3/м3 означает объем воздуха или компонента продуктов сгорания, приходящийся на 1 м3 объема сухой части сжигаемой газовой смеси.
Теоретический объем продуктов сгорания состоит из объёмов следующих компонентов:
, (4.1)
где
объем сухих трехатомных газов (
, так как содержание серы в топливе мало); 
, 
‑ теоретические объемы азота и водяного пара.
В действительности, из-за несовершенства смесеобразования подача в топку теоретического количества воздуха не обеспечивает полного сгорания топлива. По этой причине обычно в топку подают воздуха больше теоретически необходимого:
, (4.2)
где 
– действительно поданный в топку объем воздуха, 
– коэффициент избытка воздуха.
Очень часто для удаления продуктов сгорания из котельного агрегата их отсасывают дымососом, в результате чего в газоходах котла создается разряжение. Вследствие этого через неплотности в обмуровке котла в газоходы может подсасываться атмосферный воздух и величина a будет несколько возрастать по длине газового тракта. При работе котла с воздуходувкой давление в газоходах выше атмосферного, поэтому подсосов воздуха нет и значение a сохраняется неизменным.
При a>1 в продуктах сгорания появляется избыточный воздух 
:
. (4.3)
Следствием избытка воздуха, поступающего в топку, является увеличение в продуктах сгорания объема водяных паров на величину 
соответствующую содержанию водяного пара в избыточном воздухе. С учетом действительный объем водяных паров в продуктах сгорания
, (4.4)
где 
– теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания при a=1.
Похожие работы
... на параметры и профиль ППТУ осуществляется с использованием ЕС ЭВМ и системы математических моделей, имитирующих функционирование энерготехнологических блоков. Проведено несколько серий расчетов на ЕС ЭВМ, которые отличаются по дискретным признакам типов и схем энерготехнологических блоков (с плазмопаровой и плазмокислородной газификацией, с плазмотермической газификацией, с внутрицикловой ...
... биогеохимический кругооборот. В социально-экономических системах около 90% материальных ресурсов переходит в отходы, а основное количество энергии используется в производстве и потреблении. Поэтому главной задачей промышленной экологии является нахождение путей для рационального использования природных ресурсов, предотвращения их исчерпания, деградации и загрязнения окружающей среды, а в конечном ...
... по энерготехнологической схеме. Потребность в энергии (пар) обеспечивается, в основном, за счет утилизации тепла реакций. 2.1 Технологический процесс фирмы “Kellogg” Предлагаемый технологический процесс предусматривает производство 1360 т/сутки жидкого безводного аммиака из природного газа. Проектом предусмотрена выдача продукционного аммиака при (+5)°С или (-33)°С. Основные стадии процесса ...
... пыли, °С до 100 Диаметр корпуса, мм 200 Число оборотов ротора, об/мин 350 Мощность привода, кВт 5,5 Габаритные размеры, LxBxH, мм 1300x744x554 3. Использование твердых отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов и вторичных материальных ресурсов Термические методы уничтожения твердых BMP позволяют использовать энергетический потенциал отходов, а в случае комплексной переработки ...
0 комментариев