Способ снижения температуры уходящих газов. Температура уходящих газов газового котла


Способ снижения температуры уходящих газов

 

Использование: при проектировании и эксплуатации котлов, сжигающих низкокалорийное топливо, например доменный газ. Сущность изобретения: тепловосприятие: одной из поверхностей нагрева, в которой охлаждается уходящий газ, повышают путем предварительного охлаждения нагреваемой в этой поверхности среды, в качестве которой используют питательную воду котла. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при проектировании и эксплуатации котлов, сжигающих низкокалорийное топливо, например доменный газ.

Известен способ снижения температуры уходящих газов в котлах, основанный на увеличении "хвостовых" поверхностей нагрева. (Стырикович М.А. Катковская К. Н. и Серова Е. П. Парогенераторы электростанций. Энергия, изд. второе, 1966, с.45). Однако увеличение поверхности более экономически оптимального предела нецелесообразно и невозможно. При увеличении поверхности водяного экономайзера из-за разности теплоемкостей воды и газов (теплоемкость воды в несколько раз больше теплоемкости газа) температурный напор (разность между температурой газа и воды) на холодном конце экономайзера (на выходе газов из экономайзера) резко падает и стремится к нулю, так как газ охлаждается и его температура стремится к температуре воды в экономайзере. При увеличении поверхности воздухоподогревателя температура воздуха быстро растет (теплоемкость газа значительно больше теплоемкости воздуха) и температурный напор на "горячем" конце (выход горячего воздуха из воздухоподогревателя) теоретически приближается к нулю, т.е. воздух быстро нагревается до температуры газа. Таким образом, при сжигании низкокалорийного газа температура дымовых газов в "хвостовых" поверхностях относительно высока из-за низких температурных напоров на "холодном" конце водяного экономайзера и "горячем" конце воздухоподогревателя. При этом увеличение поверхности водяного экономайзера и воздухоподогревателя более оптимального не позволяет снизить температуру уходящих газов из-за уменьшения температурных напоров в указанных точках. Поэтому на существующих котлах, спроектированных для сжигания доменного газа, при работе на одном доменном газе приходится снижать нагрузку котла из-за высокой температуры уходящих газов, так как дымовые трубы не выдерживают температуру более 200оС. Другим выходом из положения является добавление к доменному газу высококалорийного топлива. Все это снижает эффективность работы котла. Известен способ работы котлоагрегата, в котором с целью повышения эффективности путем более полного использования тепла дымовых газов котла тепло с помощью дополнительного контура с промежуточным теплоносителем передается из дымовых газов топливу (авт.св. N 950997, кл. F 23 L 15/00). Однако применение дополнительных теплообменников с промежуточным теплоносителем (особенно газообразным) резко усложняет и удорожает конструкцию. Целью изобретения является устранение указанных недостатков. В предлагаемом способе снижения температуры уходящих газов в котле при сжигании низкокалорийного топлива, например доменного газа, включающем охлаждение уходящих газов пропусканием их через хвостовые поверхности нагрева котла, образованные воздухоподогревателем и экономайзером, для достижения цели повышают тепловосприятие водяного экономайзера, охлаждая питательную воду перед входом ее в котел. На чертеже изображена схема предлагаемого способа снижения температуры уходящих газов в котлах Питательная вода поступает в теплообменник 1, охлаждается в нем доменным газом, поступающим в горелки 2, и поступает в водяной экономайзер. При работе котла на доменном газе питательная вода, поступающая в котел после подогрева ее в подогревателях низкого и высокого давления и деаэраторе, перед поступлением в водяной экономайзер котла проходит дополнительный теплообменник и охлаждается в нем доменным газом, нагревая его перед поступлением в горелки котла. Охлаждение питательной воды в дополнительном теплообменнике увеличивает температурный напор и тепловосприятие водяного экономайзера и снижает температуру уходящих газов. Тепло, воспринятое доменным газом в дополнительном теплообменнике от питательной воды, передается в виде лучистого тепла топочным экранам. Подогрев доменного газа интенсифицирует процесс горения в топке.

Формула изобретения

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ в котле при сжигании низкокалорийного топлива, например доменного газа, включающий охлаждение уходящих газов пропусканием их через хвостовые поверхности нагрева котла, образованные воздухоподогревателем и экономайзером, с одновременным повышением тепловосприятия одной из поверхностей предварительным охлаждением нагреваемой в этой поверхности среды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, предварительно охлаждают доменным газом среду, поступающую в экономайзер, в качестве которой используют питательную воду котла.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

твердотопливные котлы - Температура уходящих газов из котла

Очень важно, в процессе эксплуатации следить за температурой уходящих газов на выходе из котла. Ограничение по максимальной температуре вызвано возможностью выхода из строя дымососа (не более 280 °С), а по минимальной температуре ограничение ставит образование конденсата в конвективной части котла. Сера, содержащаяся в топливе, при образовании конденсата может вызвать низкотемпературную сернистую коррозию конвективных поверхностей. Кроме того, конденсат вызывает налипание сажистых и золовых отложений на конвективных пакетах котла и приводит к частым остановкам котла на их чистку. Минимальная температура уходящих газов за котлом выбирается по температуре точки росы. Температура точки росы дымовых газов tрзависит от температуры конденсации влаги tконпри парциальном ее давлении в газах и приведенного содержания серы в рабочем топливе Sпи равна tр = tкон + Δtр, величина Δtрв зависимости от приведенных содержаний золы и серы топлива Aпи Sпопределяется по формуле

Температура точки росы колеблется в пределах 90-110 °С при сжигании углей, и при сжигании дров 54 °C. Пример: каменные угли - Кузнецкий Д tр = 90,9 °C, бурые угли - Харанорский Б1 tр = 108,7 °C. Для полного исключения коррозии поверхности нагрева при отсутствии специальных мер защиты температура металлической стенки должна быть примерно на 10° выше температуры точки росы дымовых газов (нормы теплового расчета). Следовательно, рекомендованная температура стенки при сжигании углей 100-120°C, а при сжигании дров 64 °C. Так как в водогрейных котлах температура стенки максимально приближена к температуре теплоносителя, рекомендуемая температура уходящих газов не ниже 150 °C (нормы теплового расчета) даже во время теплой погоды в переходные периоды.

Так же, температура уходящих газов в процессе эксплуатации может оказаться ниже точки росы, в случае установки котла по мощности, превышающей потребляемую. Поэтому не рекомендуется установка котла по мощности, превышающей, потребляемую, более чем на 20 % в пиковые нагрузки.

teplo-faq.net

Обоснование выбранной температуры уходящих газов

Оптимальное значение температуры уходящих дымовых газов определяется на основании технико-экономических подсчетов. Значение оптимальной температуры уходящих газов зависит от многих причин. Основные из них следующие:

  1. стоимость сжигаемого топлива: чем выше она, тем более глубокое должно быть охлаждение газов;

  2. температура питательной воды, определяющая возможную конденсацию паров (или как принято говорить, образование точки росы) на хвостовых поверхностях нагрева.

Температура уходящих газов повышается при загрязнении поверхности нагрева снаружи золой и сажей и образовании накипи внутри. Для понижения температуры уходящих газов, а следовательно, уменьшения потери тепла с уходящими газами на пути движения дымовых газов принято устанавливать дополнительные поверхности нагрева: экономайзеры и воздухоподогреватели.

Количество газов зависит от избытка воздуха и возрастает вследствие его подсоса через неплотности в обмуровке котла. При этом коэффициент избытка воздуха в уходящих газах постепенно повышается и становится больше, чем в топке. В котле воздух нагревается и, смешиваясь с уходящими газами, удаляется в атмосферу, что приводит к увеличению потери тепла с уходящими газами.

Таким образом, на практике для уменьшения потери тепла с уходящими газами необходимо следить за плотностью обмуровки котла, чистотой поверхности нагрева, исправностью перегородок между газоходами в котле, а также вести процесс горения с наименьшим коэффициентом избытка воздуха.

В современных котельных агрегатах средней и большой мощности температура уходящих газов tухсоставляет 125 -160ºС (в нашем курсовом проекте мы взяли tух = 150ºС).

Определение объемов воздуха и дымовых газов.

  1. Определяем теоретический объем воздуха

Низшая теплота сгорания – Qрн = 39,73 МДж/кг

м3/кг

2. Определяем теоретический объем трехатомных газов

м3/кг

3. Определяем теоретический объем для двухатомных газов

м3/кг

4. Определяем теоретический объем водяных паров

м3/кг

5. Расчетные значения коэффициента избытка воздуха

= 1,1 – принимаем для мазута

Значение коэффициента избытка воздуха в КПН

= 1,25

= 1,35

6.Определяем средний коэффициент избытка воздуха

= 1,1 –мазут

7. Определение действительного объема воздуха

м3/кг

м3/кг

м3/кг

8. Определение действительных объемов газов

Для трехатомных газов

м3/кг

Для двухатомных газов

м3/кг

м3/кг

м3/кг

9. Для водяных паров (ф. 3.13, стр.39)

м3/кг

м3/кг

м3/кг

10. Сумма объемов дымовых газов

м3/кг

м3/кг

м3/кг

11. Определение объемной доли для трехатомных газов

12. Определение объемной доли для водяных паров

13. Суммарная доля

N

Величина

Расчетная формула

Vo=5,15

VoN2=4,08

Voh3O=0,64

VoRO2=0,94

топка

КПН

экономайзер

1

Коэффициент избытка воздуха

α

1,1

1,25

1,35

2

Средний коэффициент избытка воздуха

αср=(α’+α’’)/2

1,1

1,75

1,3

3

Действительное количество воздуха

Vв=Vo*(αср-1)

1,044

1,827

3,132

4

Действительный объем 3-х атомных газов

VRO2 =VoRO2

1,5735

1,5735

1,5735

5

Действительный объем 2-х атомных газов

VN2 =VoN2 + (αср-1)*Vo

9,284

10,067

11,372

6

Действительный объем водяных паров

Vh3О=Voh3O+ 0.0161*(αср-1)*Vo

1,464

1,477

1,498

7

Суммарный (полный) объем продуктов сгорания

Vд.г=VRO2 +Vh3O +VN2

12,321

13,72

14,443

8

Объемные доли 3-х атомных газов

rRO2 =VRO2 /Vд.г

0,1274

0,114

0,108

9

Объемные доли водяных паров

rh3O=Vh3O/Vд.г

0,1187

0,1121

0,1036

10

Суммарная объемная доля

rп= rRO2 + rh3O

0,244

0,22

0,208

studfiles.net

Температура - уходящий дымовой газ

Температура - уходящий дымовой газ

Cтраница 1

Температура уходящих дымовых газов различна и зависит от конструкции печи и температуры нагрева металла.  [1]

Температура уходящих дымовых газов зависит, как мы видели выше, от устройства тяги печи. При искусственной тяге температура газов в дымовой трубе, а следовательно и потери тепла, могут быть значительно снижены.  [2]

Температура уходящих дымовых газов зависит от температуры нагреваемого металла и конструкции печи. У камерных печей температура уходящих дымовых газов изменяется в процессе работы печи: в начале нагрева металла она ниже, а в конце нагрева металла - выше.  [3]

Принимаем температуру уходящих дымовых газов на 150 С выше температуры поступающего пара.  [4]

Для снижения температуры уходящих дымовых газов и подогрева воздуха, идущего в топку, применяются воздухоподогреватели. Горячий воздух улучшает условия сжигания нефтешлама, в результате чего снижаются потери тепла, связанные с механическим и химическим недожогом топлива, с уходящими дымовыми газами. С другой стороны, подогрев воздуха сопровождается утяжелением котлоагрегата, возрастанием капитальных затрат и увеличением аэродинамического сопротивления. При установке воздухоподогревателей требуются искусственная тяга и дутье, т.е. наличие дымососа и вентилятора для подачи воздуха в топку. Воздухоподогреватели имеют низкие температурные напоры, что приводит к необходимости больших поверхностей нагрева. Учитывая отмеченное, требуется подбирать оптимальную температуру подогрева воздуха.  [5]

В конечном счете температура уходящих дымовых газов может быть установлена только после технико-экономического расчета, учитывающего и снижение расхода топлива и затраты, связанные с осуществлением подогрева воздуха.  [7]

В целях снижения температуры уходящих дымовых газов в верхней части топки, перед выходом в дымовую трубу, размещен экономайзер для подогрева конденсата, возвращающегося из системы в котел. Экономайзер выполнен из трубы, диаметром 65 мм, образующей спираль, витки которой вытянуты вдоль оси топки.  [8]

В значительной степени КПД печи зависит от температуры уходящих дымовых газов. Поэтому для повышения КПД применяют использование тепла дымовых газов для подогрева воздуха или для выработки пара в котлах-утилизаторах.  [9]

Рабочая температура в печи 900 - 1200 С, температура уходящих дымовых газов 650 - 700 С. Для поддержания температуры на уровне 650 - 700 С в печи предусмотрено водяное орошение дымовых газов.  [10]

Наличие рекуператоров и пароперегревателей в боровах печей резко снижает температуру уходящих дымовых газов, что в свою очередь приводит к уменьшению тяги.  [11]

Таким образом, воздухоподогреватель приносит двойную пользу: он понижает температуру уходящих дымовых газов до минимального предела и тем снижает потери тепла, так называемые потери с уходящими газами, и подогревает поступающий в топку воздух, чем обеспечивает полное сгорание топлива.  [12]

Рабочая температура в печи поддерживается на уровне 900 - 12000С, температура уходящих дымовых газов 650 - 700 С - такая температура на выходе из печи обеспечивается созданием перехода расплавленных зольных элементов в твердое состояние. Для поддержания температуры на уровне 650 - 700 С в печи предусмотрено водяное орошение дымовых газов.  [13]

Рабочая температура в печи поддерживается на уровне 900 - 1200 С, температура уходящих дымовых газов 650 - 700 С - такая температура на выходе из печи обеспечивается созданием перехода расплавленных зольных элементов в твердое состояние. Для поддержания температуры на уровне 650 - 700 С в печи предусмотрено водяное орошение дымовых газов.  [14]

Таким образом, основная цель применения конвективных поверхностей, заключающаяся в снижении температуры уходящих дымовых газов, в котлах с дифенильной смесью не достигается. Температура дымовых газов за котлом с конвективно-радиационными поверхностями достигает значительной величины: 500 - 550 С при газообразном топливе и 430 - 450 С - при сжигании мазута.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

твердотопливные котлы - F.A.Q. о котлах и отоплении

Очень важно, в процессе эксплуатации следить за температурой уходящих газов на выходе из котла. Ограничение по максимальной температуре вызвано возможностью выхода из строя дымососа (не более 280 °С), а по минимальной температуре ограничение ставит образование конденсата в конвективной части котла. Сера, содержащаяся в топливе, при образовании конденсата может вызвать низкотемпературную сернистую коррозию конвективных поверхностей. Кроме того, конденсат вызывает налипание сажистых и золовых отложений на конвективных пакетах котла и приводит к частым остановкам котла на их чистку. Минимальная температура уходящих газов за котлом выбирается по температуре точки росы. Температура точки росы дымовых газов tрзависит от температуры конденсации влаги tконпри парциальном ее давлении в газах и приведенного содержания серы в рабочем топливе Sпи равна tр = tкон + Δtр, величина Δtрв зависимости от приведенных содержаний золы и серы топлива Aпи Sпопределяется по формуле

Температура точки росы колеблется в пределах 90-110 °С при сжигании углей, и при сжигании дров 54 °C. Пример: каменные угли - Кузнецкий Д tр = 90,9 °C, бурые угли - Харанорский Б1 tр = 108,7 °C. Для полного исключения коррозии поверхности нагрева при отсутствии специальных мер защиты температура металлической стенки должна быть примерно на 10° выше температуры точки росы дымовых газов (нормы теплового расчета). Следовательно, рекомендованная температура стенки при сжигании углей 100-120°C, а при сжигании дров 64 °C. Так как в водогрейных котлах температура стенки максимально приближена к температуре теплоносителя, рекомендуемая температура уходящих газов не ниже 150 °C (нормы теплового расчета) даже во время теплой погоды в переходные периоды.

Так же, температура уходящих газов в процессе эксплуатации может оказаться ниже точки росы, в случае установки котла по мощности, превышающей потребляемую. Поэтому не рекомендуется установка котла по мощности, превышающей, потребляемую, более чем на 20 % в пиковые нагрузки.

teplo-faq.net

твердотопливные котлы - Температура уходящих газов из котла

Очень важно, в процессе эксплуатации следить за температурой уходящих газов на выходе из котла. Ограничение по максимальной температуре вызвано возможностью выхода из строя дымососа (не более 280 °С), а по минимальной температуре ограничение ставит образование конденсата в конвективной части котла. Сера, содержащаяся в топливе, при образовании конденсата может вызвать низкотемпературную сернистую коррозию конвективных поверхностей. Кроме того, конденсат вызывает налипание сажистых и золовых отложений на конвективных пакетах котла и приводит к частым остановкам котла на их чистку. Минимальная температура уходящих газов за котлом выбирается по температуре точки росы. Температура точки росы дымовых газов tрзависит от температуры конденсации влаги tконпри парциальном ее давлении в газах и приведенного содержания серы в рабочем топливе Sпи равна tр = tкон + Δtр, величина Δtрв зависимости от приведенных содержаний золы и серы топлива Aпи Sпопределяется по формуле

Температура точки росы колеблется в пределах 90-110 °С при сжигании углей, и при сжигании дров 54 °C. Пример: каменные угли - Кузнецкий Д tр = 90,9 °C, бурые угли - Харанорский Б1 tр = 108,7 °C. Для полного исключения коррозии поверхности нагрева при отсутствии специальных мер защиты температура металлической стенки должна быть примерно на 10° выше температуры точки росы дымовых газов (нормы теплового расчета). Следовательно, рекомендованная температура стенки при сжигании углей 100-120°C, а при сжигании дров 64 °C. Так как в водогрейных котлах температура стенки максимально приближена к температуре теплоносителя, рекомендуемая температура уходящих газов не ниже 150 °C (нормы теплового расчета) даже во время теплой погоды в переходные периоды.

Так же, температура уходящих газов в процессе эксплуатации может оказаться ниже точки росы, в случае установки котла по мощности, превышающей потребляемую. Поэтому не рекомендуется установка котла по мощности, превышающей, потребляемую, более чем на 20 % в пиковые нагрузки.

teplo-faq.net