Котельные установки

Начальный размер кусков топлива, поступающего в дробилку, не должен превышать 250—300 мм; минимальный размер кусков, выходящих из дробилки, может быть доведен до 10—25 мм и менее. Большая кратность дробления, характерная для молотковых дробилок, приводит к тому, что их применяют в основном для мелкого дробления.

Молотковые дробилки хорошо работают на сухом топливе с малым содержанием серного колчедана. При дроблении влажного топлива происходит замазывание дробилки и снижение ее производительности, особенно при мелком дроблении. При дроблении топлива с большим содержанием серного колчедана происходит усиленный износ бил. Удельный расход электроэнергии на дробление топлива в молотковых дробилках колеблется в пределах от 0,6—0,8 до 1,4—1,5 квт-ч/т, возрастая с увеличением кратности дробления, твердости и влажности топлива.

Валковые дробилки выполняют в виде двух параллельно расположенных горизонтальных валков с зубчатой поверхностью, вращающихся встречно со скоростью 2—6 об/сек. Топливо дробится раздавливанием при попадании между валками. Производительность валковых дробилок составляет 40—300 т/ч; в них можно подавать топливо с размером кусков до 500 мм и более. Кратность дробления валковых дробилок невелика и обычно не превышает 5, поэтому их применяют в основном для дробления топлива, содержащего очень крупные куски.

Валковые дробилки отличаются спокойным ходом и относительно малой чувствительностью к попаданию в них металлических предметов. На сухом топливе они работают хорошо, но при дроблении влажного топлива замазываются. В процессе работы зубья дробилки постепенно изнашиваются. Срок службы их зависит в основном от твердости топлива и колеблется в пределах 1 000—10 000 ч. Восстанавливают зубья наваркой твердым сплавом.

Размер кусочков топлива после дробления существенно влияет на производительность системы пылеприготовления, эффективность сушки, износ мелющих элементов и расход электроэнергии на пылеприготовление. С увеличением размеров кусочков топлива эти показатели ухудшаются.

Задача

Для заданного в таблице 1 топлива определить состав горючей массы топлива; выполнить перерасчет с горючей массы на сухую и органическую.

Определить выход летучих и объяснить значение этой характеристики. Определить теоретически необходимое количество воздуха, теоретический объем продуктов сгорания, приведенную зольность и влажность для заданного вида топлива.

Топливо выбрать по номеру списка.( №18)

Примечание: внешний  баланс увеличен на 2,5%

Дано : Wp=10%, Ap=19.7%(по условию), Sp=0.3%,Np=1.5%, Op=5.9%,

Cp=60%, Hp=2.1% (т.к.  по условию внешний баланс увеличился на 2,5%,

следовательно  элементарный состав горючих элементов  уменьшился на 2,5%).

Определить: состав горючей массы; пересчитать

с горючей массы на сухую и органическую.

Найти: выход летучих, теоретически необходимое

количество воздуха, теоретический объем продуктов

сгорания, приведенную влажность и зольность.

Решение:

Пересчет сос-ва топлива  с рабочей массы на горючую  произведем определением кол-ва отдельных элементов рабочей массы в процентах от кол-ва  содержащейся в ней  горючей массы.

Рабочая масса равна Cp+Hp+Np+Op+Sp+Wp+Ap =100%,  а так как горючая масса-это состав беззольного и безводного топлива , следовательно она  равна   Cp+Hp+Np+Op+Sp = 100%- ( Wp+Ap).

  Для пересчета рабочей массы в горючую используем коэффициент, который найдем из отношения  100%/(100%-(Wp+Ap ))=100%/(100%-(10%+19.7%))=1.42.

Каждый из элементов горючей массы определим по формуле  Хг=Хр*1,42, где Хр-элемент рабочей массы:

Сг=60*1,42=85,2%;

Нг=2,6*1,42=3,7%;

Nг=1,5*1,42=2,1%;

Ог= 5,9*1,42=8,4%;

Sг=0,3*1,42=0,4%  ;

                                   Сг+Нг+Nг+Ог+Sг=85,2%+3,7%+2,1%+8,4%+0,4%≈100%

Сухая масса-состав топлива при полном удалении влаги. Она равна Cc+Hc+Nc+Oc+Sc+Ac =100%.При пересчете с горючей массы на сухую используем отношение (100%-Ас)/100%.Количество золы Ас в сухой массе  определим из отношения Ар*(100%/(100%-Wp));

19,7*(100%/(100%-10%))= 21,7%

Определим  коэффициент пересчета с горючей массы на  сухую:

( 100%-Ac)/100%=(100%-21.7%)/100%=0.783

Каждый из элементов сухой массы определим по формуле  Хc=Хг*0.783 , где Хг-элемент горючей массы:

Сс=85,2*0,783=66,7%;

Нс=3,7*0,783=2,9%;

Nc=2.1*0.783=1.6%;

Oc=8.4*0.783=6.6%;

Sc=0.4*0.783=0.3%;

Cc+Hc+Nc+Oc+Sc+Ac=66.7+2.9+1.6+6.6+0.3+21.7≈100%

Органическая масса-это состав топлива обезвоженного, обеззоленного и лишенного колчеданной серы.

Co+Ho+No+Oo+Sоор =100%

Так как по таб.1  Skp+Sopp=0.3% предлагается принять   Skp=0,2%, Sopp=0,1 %.

Тогда для пересчета  с горючей массы в органическую используем коэффициент  100%/(100%- Skг).

Количество  колчеданной серы  Skг  и органической серы Sopp в горючей массе определим  из отношения  100%/(100%-(Wp+Ap ))=100%/(100%-(10%+19.7%))=1.42.

Skг=0,2*1,42=0,28%;  Sopг=0,1*1,42=0,142%

100%/(100%-0,28%)=1,0028

Каждый из элементов органической массы определим по формуле  Хо=Хг*1,0028 , где Хг-элемент горючей массы:

Co=85.2*1.0028=85.4%;

Ho=3.7*1.0028=3.7%;

No=2.1*1.0028-2.1%;

Oo=8.4*1.0028=8.4%;

Sopo=0,142*1,0028=0,142%

Co+Ho+No+Oo+ Sopo=85.4+3.7+2.1+8.4+0.14≈100%

Теоретически необходимое кол-во воздуха определим по формуле:

V0B=0.0889*(Cp+0.375*Sp)+0.265Hp-0.0333*Op; нм3.кг

V0B=0.0889*(60+0.375*0.3)+0.265*2.6-0.0333*5.9=5.836  нм3/кг.

Полное сгорание топлива характеризуется образованием следующих продуктов сгорания:

Vг=VCO2+VSO2+VH2O+VN2 , где  VCO2,VSO2,  VN2-сухие продукты сгорания, VH2O-водяные пары,

при α=1 , (т.к. в условии  иного не задано, примем коэффициент избытка воздуха α=1).

Трехатомные газы СО2 и SO2 имеют почти одинаковые физические константы, и поэтому  их рассматривают совместно, обозначая сумму  CO2+SO2=RO2              , следовательно

VГ=VRO2+VH2+VN2+VO2.

VRO2  =0,0187*(Cp +0.375* Sp)=0.0187*(60+0.375*0.3)=1.124  нм3/кг.

Азот в продукты сгорания поступает с воздухом в кол-ве 0,79V0 и  с топливом в кол-ве 0,008Np .

Полный объем азота составит : VN20 =0,79V0 +0,008Np , но т.к.для твердого и жидкого топлива второе слагаемое составляет весьма малую долю (<1%) общего объема азота, то им можно пренебречь. Следовательно:

VN20 =0,79*5,836=4,61 нм3/кг.

Полный объем водяных паров, находящихся в продуктах сгорания 1 кг. топлива, составит:

V0H2O = VHH2O + VWH2O + VBH2O,

где VHH2O –объем вод. паров, образующихся при сгорании водорода,  VWH2 - объем вод. паров, образующихся при испарении рабочей влаги топлива, VBH2O- объем вод. паров, вносимых в топку с атмосферным воздухом.

V0H2O=0.111 Hp+0.0124Wp+0.0161 V0B=0.111*2.6+0.0124*10+0.0161*5.836=0.507нм3/кг.

Vг=VCO2+VSO2+VH2O+VN2= Vг= VRO2+ VH2O+VN2 =1,124+4,61+0,507=6,241 нм3/кг.

Приведенная зольность определяется по формуле:

Aп=Аp/Qpн     , где Аp-зольность рабочая, Qpн-низжая теплота сгорания.

Приведенная влажность определяется по формуле:

Wп=Wp/ Qpн , где  Wp-влажность рабочая;

Низжая теплота сгорания определяется по формуле:

Qpн =0.339*Cp+1.03*Hp-0.109*(Op-Sp)-0.025*Wp;

Qpн=0.339*60+1.03*2.6-0.109*(5.9-0.3)-0.025*10=22.1 ккал.

Aп=19,7/22,1=0,89%кг/ккал;

Wп=10/22,1=0,42%кг/кка

Список используемой литературы:

Бойко Е.А. Паровые котлы

Щеголев М.М. Топливо,топки и котельные установки

Резников М.И., Липов Ю.М. Паровые котлы тепловых электростанций

Тепловой расчет котлов (нормативный метод)