Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Тепловой баланс котельного агрегата

Содержание:

Введение 3

1. Тепловой баланс котельного агрегата 6

1.1 Порядок составление теплового баланса и расчета КПД котельного агрегата 6

1.2 Обзор модернизации котла в связи с переводом на ИКЖТ 9

Заключение 15

Библиографический список 16

Введение:

Постоянный рост цен на топливо подталкивает науку к поиску более дешевых энергоносителей, для применения которых необходимы минимальные затраты. На сегодняшний день существует множество проектов по использованию альтернативных источников энергии, таких как энергия солнца, ветра, геотермальные источники и т.д. Несмотря на это, специалисты считают, что в ближайшие полвека основным топливом будет являться уголь.

использование угля согласно методикам прошлого столетия не представляется возможным, исходя из высоких экологических и экономических требований, а также развития новых технологий.

Взамен традиционного способа сжигания угля может быть использована технология сжигания водоугольного топлива (ВУТ, ВУС, ИКЖТ). Наиболее активно к исследованиям в данной области подошли Китай и Япония (рис.1)[1]. Лидером водоугольного топлива (ВУТ) является Китай, где функционирует шесть заводов по его производству.

При внедрении ВТУ на котлах большой производительности ПК – 40 – 1 и ТПЕ -214 Беловской ГРЭС и Новосибирской ТЭЦ-5 [2] были обнаружены недостатки:

• громоздкая и сложная технология приготовления ВТУ, требующая значительных финансовых затрат;

• недожег топлива более 15%;

• требуется постоянная подсветка факела;

• низкая стабильность.

ИКЖТ можно использовать вместо мазута в котельных агрегатах при не значительной модернизации системы топливоснабжения.

Качественный обогащенный уголь, используемый при производстве, дает высокую калорийность ИКЖТ.

Стабильность топливной системы – это показатель изменения во времени структуры топлива в период транспортировки или хранения.

Для повышения устойчивости ВУТ может можно использовать:

• добавки, которые препятствуют коагуляции частиц [1];

• способ создания ультрадисперсной фазы [4].

Заключение:

В ходе выполнения работы был рассмотрен порядок составление теплового баланса для парового и водогрейного котла. Сделан вывод, что значение кпд котельного агрегата зависит от тепловых потерь с уходящими газами, физической и химической неполноты сгорания, от наружного охлождения котла и т.д., которые в свою очередь зависят от типа используемого топлива и способа его сжигания.

Далее, произведен обзор модернизации котельного агрегата в случае использования искусственного композитного жидкого топлива. Альтернативные источники получения энергии, такие как солнечные батареи, ветрогенераторы и т.д. подходят не для всех регионов. Полностью заменить традиционное топливо или топливо на основе традиционного, зеленая энергетика врядли сможет.

Фрагмент текста работы:

Порядок составление теплового баланса и расчета КПД котельного агрегата

При работе парового или водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты.

Тепловой баланс котельного агрегата выражает количественное соотношение между поступившей в агрегат теплотой и суммой полезно использованной теплоты и тепловых потерь:

(1)

где

— физическая теплота, учитывается только при сжигании жидкого топлива, кДж/кг;

— количество теплоты, внесенное воздухом, учитывается лишь в случае подогрева воздуха вне котлоагрегата, кДж/кг.

Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, является располагаемой теплотой. Которая представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, в ходе технологического процесса при выработке горячей воды и пара.

Уравнение теплового баланса при нормальных условиях имеет вид:

(2)

где

— полезно используемая теплота для производства горячей воды или водяного пара, кДж/кг;

— потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг;

— потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг;

— потери теплоты от механической неполноты сгорания; (для твёрдого топлива), кДж/кг;

— потери теплоты в окружающую среду, кДж/кг;

потери с физической теплотой шлаков; (для твёрдого топлива), кДж/кг.

или в относительных величинах:

(3)

Потери тепла с уходящими газами происходит в виду того, что температура уходящих газов, значительно выше температуры окружающего атмосферного воздуха. Данный вид тепловых потерь зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, наличия отложений на внутренней и наружной поверхностях нагрева, температуры воздуха, подаваемого дутьевым вентилятором. Потери тепла с уходящими газами оределяют по уравнению:

(4)

где

— энтальпия уходящих газов, принимаемая по температуре уходящих газов, кДж/кг;

— коэффициент избытка воздуха в уходящих газах;

— энтальпия теоретического объема холодного воздуха, принимаемая при температуре воздуха, равной 30ºС, кДж/кг;

— потеря теплоты от механической неполноты горения (для газа и мазута q4 = 0, для твердого топлива в зависимости от типа топочного устройства, %.

Энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре 30 ºС:

(5)

Потеря теплоты от наружного охлаждения в %, определяется по формулам:

для парового котла

(6)

для водогрейного котла