Bilanțul termic al cazanului

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 10 decembrie 2016; verificarea necesită 1 editare .

Bilanțul termic al cazanului este egalitatea cantității de căldură disponibilă a combustibilului care intră în cazan , suma căldurii utilizate util în acesta și a pierderilor de căldură, urmând din legea conservării energiei (vezi Definiții ). Adunarea unui astfel de echilibru vă permite să evaluați eficiența cazanului și să verificați calculele termice. Se exprimă în valori energetice pe unitatea de masă de combustibil solid sau lichid sau volum de combustibil gazos (indicat cu majuscule Q ) sau sub formă relativă, ca procent din căldura disponibilă (indicată cu litere mici q, ): $q_{i}=Q_{i}/Q_{p}^{p)$

Q_{p}^{p}=Q_{1}+Q_{2}+Q_{3}+Q_{4}+Q_{5}+Q_{6}

{\displaystyle 100\%=q_{1}+q_{2}+q_{3}+q_{4}+q_{5}+q_{6))

Numerotarea acestor cantități este folosită în mod obișnuit.

Căldura disponibilă a combustibilului

Q_{p}^{p)

Cantitatea de căldură care intră în cazan pe unitate contabilă (masă sau volum) de combustibil;

{\displaystyle Q_{p}^{p}=Q^{r}+Q_{ao}+i_{fu}+Q_{so}-Q_{C))

, unde este puterea calorică a combustibilului în stare de funcționare (de obicei se folosește cea mai mică putere calorică ); - caldura introdusa in cuptor cu aer incalzit in afara cazanului; — entalpia (căldura sensibilă) a combustibilului; este căldura aburului furnizată duzelor în timpul atomizării cu abur a combustibilului lichid; - caldura consumata la descompunere in timpul arderii combustibilului continut in acesta bicarbonati . În total, energia este introdusă în cuptor pe unitatea de timp în cantitate de , unde este consumul de combustibil.

Q^{r)

Q_{i}^{r)

Q_{ao}

i_{fu}

Q_{deci}

Q_{C}

Q_{p}=Q_{p}^{p}B

B

Căldură utilă

Q_1

Energia termică raportată la fluidul de lucru ( apă de alimentare încălzită într-un cazan de apă caldă sau transformată în abur într-un abur , reîncălzirea aburului ). În termeni absoluti, pentru un cazan cu abur, este egal cu

Q_{u}=D(i-i_{f})+D_{is}(i_{i}s''-i_{i}s')+D_{b}(i_{b}-i_ {f})

, unde , , , , sunt entalpiile aburului viu, apei de alimentare, apei de purjare și aburului înainte și după reîncălzire; , , sunt debitele aburului viu, respectiv aburului de reîncălzire și, respectiv, de suflare.

i

i_{f)

i_{b}

i_{i}s''

i_{i}s^{\prime )

D

D_ {este)

D_{b)

Q_{1}={\frac {Q_{u}}{B}}

Pierderi de căldură cu gazele de ieșire Egale cu diferența dintre entalpiile stării gazelor la ieșire și aerul care intră în cazan. ,

Q_{2}

Q_{1}=(I_{xg}-\alpha _{xg}I_{ca}^{O})(1-q_{4})

unde este entalpia gazelor de ardere la ieșirea din cazan și cantitatea teoretic necesară de aer neîncălzit pentru ardere, este excesul de aer din gazele de ardere, în fracțiuni (nu este nevoie de aer pentru combustibilul nears).

I_{xg}, I_{ca}^{O}

\alpha _{xg)

q_{4)

Pierderi de căldură cu ardere inferioară chimică

Q_{3}

Se are în vedere ieșirea din cazan a elementelor gazoase combustibile ( H 2 , CH 4 ) sau a produselor de ardere incompletă ( CO ). Cu puterea calorică a celei de-a treia astfel de componente și puterea pe unitatea de combustibil

j

Q_{j}

V_{j}

Q_{3}=\sum V_{j}Q_{j)

. Pierderi de căldură cu ardere mecanică insuficientă

Q_{4)

Pierderi cu combustibil solid nereacționat, transformându-se în cenușă (de obicei cocs , a cărei căldură specifică de ardere este semnificativă). Constă în pierderi cu zgură (căderea în cuptor ) și antrenare (transportarea combustibilului în sistemul de colectare a cenușii și în coș ), de obicei luate în considerare separat (deoarece conținutul de combustibili în cenușă zburătoare și zgură este foarte diferit):

\Gamma _{\text{un}}

\Gamma _{\text {shl)}

Q_{4}=Q_{4}^{\text{sl))+Q_{4}^{\text{un))

{\displaystyle Q_{4}^{\text{sl}}=Q_{\Gamma }A^{r}a_{\text{shl}}{\Gamma _{\text{shl}} \over 1-\ Gamma _{\text{sl))))

{\displaystyle Q_{4}^{\text{un}}=Q_{\Gamma }A^{r}a_{\text{sl}}{\Gamma _{\text{un}} \over 1-\ Gamma _{\text{un))))

, unde este puterea calorică a combustibililor (pentru carbon, aproximativ 32,6 MJ / kg ), este ponderea îndepărtării cenușii cu zgură și transport, este conținutul de cenușă din masa de lucru a combustibilului.

Q_{\Gamma}

a_{\text{sl, un}}

A^{r)

Pierderi de căldură în mediu

Q_{5}

Pierderi datorate racirii suprafetelor exterioare ale cazanului. Pentru un cazan dat, pierderea absolută pentru răcirea externă este aproape o valoare constantă (respectiv, ), este mai mică pentru cazanele de putere mai mare (cu o suprafață specifică mai mică).

Q_{5}\sim 1/B

Pierderi de căldură cu zgură

Q_{6)

Pierderea fizică de căldură a zgurii îndepărtate din cuptor. Se accepta ca

Q_{6}=a_{s}A^{r}(ct)_{s)

, unde este proporția de cenușă captată în cuptor, este conținutul de cenușă din masa de lucru a combustibilului, este produsul dintre capacitatea termică a cenușii și temperatura acesteia (presupusă a fi 600 ° C pentru îndepărtarea zgurii solide sau

a_{s)

A^{r)

(ct)_{s)

t C +100 °C lichid).

Reducerea bilantului termic face posibila obtinerea randamentului brut al cazanului

{\displaystyle \eta _{br}=100\%-q_{2}-q_{3}-q_{4}-q_{5}-q_{6))

La determinarea eficienței nete a cazanului , costurile cu energie pentru nevoile proprii ale cazanului (funcționarea aspiratoarelor de fum , pompe , ventilatoare , mori etc.) sunt în plus scăzute din valoare la calcul. De asemenea, ecuația bilanțului termic vă permite să aflați valoarea necunoscută, cunoscându-le pe cele cunoscute. $Q_{u)$

Combaterea pierderilor

Cea mai importantă valoare poate fi redusă, în primul rând, prin reducerea excesului de aer din cuptor (limitat de condițiile de ardere completă a combustibilului pentru a evita problemele de creștere și de mediu, precum și prin reducerea vitezei de ardere) și a temperaturii. a gazelor de ardere (dar acestea din urmă necesită o creștere a suprafețelor de încălzire). Pierderile de la racirea exterioara sunt combatute prin acoperirea cazanului cu izolatie termica (aceasta este necesara si din cauza conditiilor in care oamenii stau in camera cazanului). $q_{2}$ $q_{3,4}$ $q_{5}$