Коэффициент полезного действия котла брутто характеризует эффективность использования поступившей в котел теплоты и не учитывает затрат электрической энергии на привод дутьевых вентиляторов, дымососов, питательных насосов и другого оборудования. При работе на газе
h бр к = 100 × Q 1 / Q c н. (11.1)
Затраты энергии на собственные нужды котельной установки учитываются КПД котла нетто
h н к = h бр к – q т – q э, (11.2)
где q т, q э – относительные расходы на собственные нужды теплоты и электроэнергии, соответственно. К расходам теплоты на собственные нужды относят потери теплоты с продувкой, на обдувку экранов, распыливание мазута и т.д.
Основными среди них являются потери теплоты с продувкой
q т = G пр × (h к.в – h п.в) / (В × Q c н) .
Относительный расход электроэнергии на собственные нужды
q эл = 100 × (N п.н /h п.н + N д.в /h д.в + N д.с /h д.с)/(B × Q c н) ,
где N п.н, N д.в, N д.с – расходы электрической энергии на привод питательных насосов, дутьевых вентиляторов и дымососов, соответственно; h п.н, h д.в, h д.с - КПД питательных насосов, дутьевых вентиляторов и дымососов соответственно.
11.3. Методика выполнения лабораторной работы
и обработки результатов
Балансовые испытания в лабораторной работе проводятся для стационарного режима работы котла при выполнении следующих обязательных условий:
Продолжительность работы котельной установки от растопки до начала испытаний – не менее 36 ч,
Продолжительность выдерживания испытательной нагрузки непосредственно перед испытанием – 3 ч,
Допустимые колебания нагрузки в перерыве между двумя соседними опытами не должны превышать ±10%.
Измерение величин параметров производятся с помощью штатных приборов, установленных на щите котла. Все измерения должны производиться одновременно не менее 3-х раз с интервалом 15-20 мин. Если результаты двух одноименных опытов различаются не более, чем на ±5%, то в качестве результата измерения берется их среднее арифметическое. При большем относительном расхождении используется результат измерения в третьем, контрольном опыте.
Результаты измерений и расчетов записывают в протокол, форма которого приведена в табл. 26.
Таблица 26
Определение потерь теплоты котлом
| Наименование параметра | Обозн. | Ед. измер. | Результаты в опытах | |||
| №1 | №2 | №3 | Среднее | |||
| Объем дымовых газов | V г | м 3 /м 3 | ||||
| Средняя объемная теплоемкость дымовых газов | C г ¢ | кДж/ (м 3 ·К) | ||||
| Температура дымовых газов | J | °С | ||||
| Потеря теплоты с уходящими газами | Q 2 | МДж/м 3 | ||||
| Объем 3-атомных газов | V RO 2 | м 3 /м 3 | ||||
| Теоретический объем азота | V° N 2 | м 3 /м 3 | ||||
| Избыток кислорода в уходящих газах | a уг | --- | ||||
| Объем воздуха теоретический | V° в | м 3 /м 3 | ||||
| Объем сухих газов | V сг | м 3 /м 3 | ||||
| Объем окиси углерода в уходящих газах | CO | % | ||||
| Теплота сгорания СО | Q СО | МДж/м 3 | ||||
| Объем водорода в уходящих газах | Н 2 | % | ||||
| Теплота сгорания Н 2 | Q Н 2 | МДж/м 3 | ||||
| Объем метана в уходящих газах | CH 4 | % | ||||
| Теплота сгорания СН 4 | Q CH 4 | МДж/м 3 | ||||
| Потеря теплоты от химической неполноты сгорания | Q 3 | МДж/м 3 | ||||
| q 5 | % | |||||
| Потеря теплоты от наружного охлаждения | Q 5 | МДж/м 3 |
Окончание табл. 26
Таблица 27
КПД котла брутто и нетто
| Наименование параметра | Обозн. | Ед. измер. | Результаты в опытах | |||
| №1 | №2 | №3 | Среднее | |||
| Расход эл. энергии на привод питательных насосов | N п.н | |||||
| Расход эл. энергии на привод дутьевых вентиляторов | N д.в | |||||
| Расход эл. энергии на привод дымососов | N д.с | |||||
| КПД питательных насосов | h пн | |||||
| КПД дутьевых вентиляторов | h дв | |||||
| КПД дымососов | h дм | |||||
| Относительный расход эл. энергии на собственные нужды | q эл | |||||
| КПД котла нетто | h нетто к | % |
Анализ результатов лабораторной работы
Полученное в результате выполнения работы значение h бр к по методу прямого и обратного балансов необходимо сравнить с паспортной величиной, равной 92,1%.
Анализируя влияние на КПД котла величины потерь теплоты с уходящими газами Q 2 , необходимо отметить, что повышение КПД может быть обеспечено снижением температуры уходящих газов и уменьшением избытка воздуха в котле. Вместе с тем, снижение температуры газов до температуры точки росы приведет к конденсации водяных паров и низкотемпературной коррозии поверхностей нагрева. Снижение величины коэффициента избытка воздуха в топке может привести к недожогу топлива и увеличению потерь Q 3 . Поэтому температура и избыток воздуха должны быть не ниже некоторых значений.
Затем необходимо проанализировать влияние на экономичность работы котла его нагрузки, с ростом которой увеличиваются потери с уходящими газами и снижаются потери Q 3 и Q 5 .
В отчете по лабораторной работе должно быть сделано заключение об уровне экономичности котла.
Контрольные вопросы
- По каким показателям работы котла может быть сделано заключение об экономичности его работы?
- Что такое тепловой баланс котла? Какими методами он может составляться?
- Что понимается под КПД котла брутто и нетто?
- Какие потери теплоты увеличиваются при работе котла?
- Каким образом можно увеличить q 2 ?
- Какие параметры оказывают существенное влияние на величину КПД котла?
Ключевые слова: тепловой баланс котла, КПД котла брутто и нетто, коррозия поверхностей нагрева, коэффициент избытка воздуха, нагрузка котла, потери теплоты, уходящие газы, химическая неполнота сгорания топлива, экономичность работы котла.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполнения лабораторного практикума по курсу котельных установок и парогенераторов студенты знакомятся с методами определения теплоты сгорания жидкого топлива, влажности, выхода летучих и зольности твердого топлива, конструкцией парового котла ДЕ-10-14ГМ и экспериментальным путём исследуют происходящие в нём тепловые процессы.
Будущие специалисты изучают методики испытаний котельного оборудования и получают необходимые практические навыки, необходимые при определении тепловых характеристик топки, составлении теплового баланса котла, измерении его КПД, а также составлении солевого баланса котла и определении величины оптимальной продувки.
Библиографический список
1. Хлебников В.А. Испытания оборудования котельной установки:
Лабораторный практикум. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005.
2. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
3. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. - М.: Энергоатомиздат, 1991.
4. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98. – М.: Изд-во МЭИ, 1999.
5. Липов Ю.М., Третьяков Ю.М. Котельные установки и парогенераторы. – Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005.
6. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Третьяков Ю.М., Смирнов О.К. Испытания оборудования котельного отделения ТЭЦ МЭИ. Лабораторный практикум: Учебное пособие по курсу «Котельные установки и парогенераторы». – М.: Изд-во МЭИ, 2000.
7. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности/Под ред. К.Ф.Роддатиса. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
8. Янкелевич В.И. Наладка газомазутных промышленных котельных. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
9. Лабораторные работы по курсам «Теплогенерирующие процессы и установки», «Котельные установки промышленных предприятий»/ Сост. Л.М.Любимова, Л.Н.Сидельковский, Д.Л.Славин, Б.А.Соколов и др./ Под ред. Л.Н.Сидельковского. – М.: Изд-во МЭИ, 1998.
10. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод)/Под ред. Н.В.Кузнецова. – М.:Энергия, 1973.
11. СНиП 2.04.14-88. Котельные установки/Госстрой России. – М.: ЦИТП Госстроя России, 1988.
Учебное издание
ХЛЕБНИКОВ Валерий Алексеевич
КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
Лабораторный практикум
Редактор А.С. Емельянова
Компьютерный набор В.В.Хлебников
Компьютерная верстка В.В.Хлебников
Подписано в печать 16.02.08. Формат 60х84/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл.п.л. 4,4. Уч.изд.л. 3,5. Тираж 80 экз.
Заказ № 3793. С – 32
Марийский государственный технический университет
424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
Редакционно-издательский центр
Марийского государственного технического университета
424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
В 2020 г. планируется выработать 1720-1820 млн. Гкал.
Миллиграмм-эквивалентом называется количество вещества в миллиграммах, численно равное отношению его молекулярной массы к валентности в данном соединении.
Теплоэлектроцентраль вырабатывала электроэнергии Э выр =56∙10 10 кДж/год и отпустила тепла внешним потребителям Q отп =5,48∙10 11 кДж/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии и 1 МДж тепла, если расход пара из котла Д=77,4∙10кг/год, испарительность топлива Н=8,6 кг/кг, КПД котельной установки η ку =0,885 и тепловой эквивалент сжигаемого топлива Э=0,88.
Определить расход пара на конденсационную турбину, без учета расхода пара в регенеративные отборы, если электрическая мощность Nэ=100 МВт, начальные параметры Р 1 =13 МПа, t 1 =540 °С, конечное давление Р 2 =0,005 МПа, степень сухости в конце политропного процесса расширения пара в турбине х=0,9 и η эм =0,98.
На сколько процентов увеличится термический КПД регенеративного цикла, если температура воды после ПВД поддет повышена с 200 °С до260°С? Начальные параметры пара за котлом Р 0 =14МПа, t 0 =540. Энтальпия пара в конденсаторе h к =2350 кДж/кг. Давление, создаваемое питательными насосами, Р пн =18 МПа.
Для турбины мощностью Р э =1200 МВт приняты параметры пара Р 0 =30 МПа, t 0 =650°С, Р к =5,5кПа. Турбинная установка проектируется с двумя промежуточными перегревателями до t пп =565°С. Температура питательной воды t пв =280°С. Частота вращения турбоагрегата n=50 1/с. Оценив КПД и выбрав давление пара на линиях промежуточного перегрева, построить процесс расширения пара в h,s диаграмме. Определить КПД турбоустановки с учетом регенеративного подогрева питательной воды, приняв, что число подогревателей z=10. Определить расходы пара через турбину G 1 и в конденсаторе G к.
Определить удельный расход теплоты на выработку 1 МДж электроэнергии (для условного топлива) для КЭС с тремя турбогенераторами мощностью N=75*10 3 кВт, Каждый с коэффициентом использования установленной мощности k н =0,64, если станция израсходовала В= 670*10 6 кг/ггод каменного угля с низшей теплотой сгорания Q н р =20500 кДж/кг.
Теплоэлектроцентраль израсходовала В тэц =92*10 6 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания Q н р =27500 кДж/кг, выработав при этом электроэнергии Эвыр=64*10 10 кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям Q отп =4,55*10 11 кДж/год. Определить КПД ТЭЦ брутто и нетто по выработке электроэнергии и тепла, если расход на собственные нужды 6% от выработанной энергии, КПД котельной установки η ку =0,87 и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд В сн =4,5*10 6 кг/год.
Определить выработку э/э на базе внешнего теплового потребления для турбина ПТ за сутки, если начальные параметры пара Р 0 = 13МПа, t 0 =540°С. Расход пара в промышленный отбор Д п =100т/ч с энтальпией 3000 кДж/кг. Расход пара в теплофикационный отбор 80 т/ч с энтальпией 2680 кДж/кг. Электромеханический КПД η эм =0,97.
При испытании конденсационной турбины малой мощности, работающей без отборов пара были измерены мощность на зажимах генератора Р э = 3940 кВт, расход пара G=4,65 кг/с, параметры свежего пара р к =4,5 кПа. Чему равны удельные расходы пара d э и теплоты q э, электрические КПД: относительный (турбоагрегата) η ол и абсолютный(турбоустановки) η э?
Определить теоретический (термический) КПД паротурбинных циклов при следующих параметрах пара:
1. р 0 =9,0 МПа, t 0 =520°С,p к =5,0 кПа;
2. р 0 =3,0 МПа, сухой насыщенный пар,p к =5,0 кПа;
3. р 0 =13,0 МПа, t 0 =540°С,с промежуточным перегревом пара при р п.п =2,5 МПа; до t пп =540°С;p к =5,0 кПа;
4. р 0 =6,0 МПа, сухой насыщенный пар с внешней сепарацией и промежуточным перегревом свежим паром при рразд=1,0 МПа; до t пп =260°С;p к =5,0 кПа;
Определить, на сколько увеличится термический КПД в результате понижения конечного давления. Начальные параметры пара р 0 =13 МПа, t 0 =540 °С, давление отработавшего пара Р к =0,1 МПа. В результате понижения давления располагаемый перепад тепла увеличился на 200 кДж/кг. Найти так же новое значение конечного давления.
Конденсационная эл.станция работает при начальных параметрах пара перед турбинами Р 0 =8,8 МПа, t 0 =535°С и давлением пара в конденсаторе Р к = 4*103 Па. Определить на сколько повысится КПД станции брутто (без учета работы питательных насосов) с увеличением начальных параметров пара до Р0=10 МПа и t0=560°С, если известно КПД котельной установки η ку =0,9 ; η тр =0,97; η о i =0,84; η м =0,98; ηг=0,98.
Определить термический КПД регенеративного цикла, если началны параметры пара Р 0 =14 МПа, t 0 =570°С, температура питательной воды t пв =235°С. Давление, создаваемое питательным насосом Р пн =18 МПа. Давление в конденсаторе Р к = 0,005 МПа. Относительный внутренний КПД η о i =0,8.
Определить термический КПД цикла Ренкина при нормальных параметрах р о =12,7 МПа, t o =56O°C и давлении в конденсаторе р к =3,4 кПа.
Определить внутренний абсолютный КПД турбоустановки, работающей по циклу Ренкина, при начальных параметрах 8,8 МПа, 500 °С и р к =3,4 кПа. Принять io =0,8.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Каждый учащийся выполняет вариант контрольной работы в завимости от последней цифры присвоенного ему шифра в соответствии с таблицей.
Работа, выполненная не по своему варианту.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Для выполнения контрольной работы необходимо сначала проработать соответствующий материал предмета по учебнику, разобрать решение типовых задач и примеров по данному разделу, а также проверить свои знания, проработав вопросы и задачи для самоконтроля, имеющиеся по каждой теме предмета в методических указаниях.
При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие требования:
В контрольную работу обязательно выписывать контрольные вопросы и условия задач.
Решение задач сопровождать краткими пояснениями и, по возможности, графиками и схемами. В пояснениях указывать, какая величина определяется и по какой формуле, какие величины подставляются в формулу и откуда они берутся(из условий задачи, из справочника, определены ранее и т.д.).
Вычисления должны даваться в подробном развернутом виде.
Решение задач должно выполняться только в единицах СИ. При всех исходных и вычисленных величинах обязательно должны называться единицы измерения.
Вычисления производить с точностью до третьего знака.
Ответы на контрольные вопросы надо давать сжато, конкретно, объясняя выводы и обосновывая их схемами и графиками.
В тетради должны быть оставлены поля, а также свободное место после каждого ответа на вопрос или решения задачи для замечаний, а в конце работы - место для рецензии.
В конце работы необходимо привести список литературы, которым пользовались при выполнении контрольных работ, с обязательным указанием года издания учебника.
Вариант I
1.Каковы основные направления развития энергетики Казахстана?
2.Принципиальная тепловая схема ТЭЦ при отпуске тепла с технологическим паром отопительной нагрузкой.
3. Задача I (см. табл.1).
4. Задача:2 (см. табл.2).
Контрольная работа 2
1. Требования, предъявляемые к размещению зданий и сооружений на площадке ТЭС.
2. Оборотная система водоснабжения. Достоинства и недостатки таких схем.
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 2
Контрольная работа I
1. Технологическая схема ТЭС на твердом топливе. Назначение и краткая характеристика технологического оборудования ТЭС.
2. Схемы включения питательных насосов. Дать сравнительную характеристику электропривода и турбопривода питательных насосов.
3.Задача I (см.табл.1).
4.Задача 2 (см.табл.2).
Контрольная работа 2
1. Каковы пути повышения экономичности современных ТЭС?
2. Энергетическая сущность коэффициента недовыработки мощности паром отбора.
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 3
Контрольная работа I
1. Какие механизмы относятся к наиболее ответственным механизмам собственных нужд? Почему с повышением начальных параметров пара расход электроэнергии на собственные нужды увеличивается?
2.Теплофикационная установка для подогрева сетевой воды на ТЭЦ и ее оборудование.
3. Задача I (см.табл.1).
4. Задача 2 (см.табл.2).
Контрольная работа 2
1.Перечислить и описать существующие типы компоновок главного корпуса электростанции.
2. Какие компоненты органического топлива при его сжигании приводят
к образованию токсичных веществ?
3.Задача 3 (см.табл.3).
4.Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 4
Контрольная работа I
1.Какие типы регенеративных подогревателей вы знаете? Каковы их конструктивные особенности? В чем отличие смешивающих подогревателей от поверхностных, какой из этих типов обеспечивает более высокую тепловую экономичность цикла и почему?
2. В каком виде находится сера в твердом и жидком топливе? Какой вид органического топлива экологически самый чистый? Почему?
3. Задача 1(см.табл.1).
4. Задача 2(см.табл.2).
Контрольная работа 2
1. Каковы основные типы охладительных оборотных систем водоснабжения? Каковы преимущества и недостатки каждой из них?
2. В чем заключается принцип действия ПГУ?
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 5
Контрольная работа I
I. Какие виды деаэрации питательной воды на станциях вы знаете, в чем сущность термической деаэрации воды? Конструкции колонок термических деаэраторов. Схемы включения деаэраторов повышенного давления в тепловую схему станции.
2. Схемы отвода дренажей регенеративных подогревателей.
3. Задача 1 (см.табл.1)
4. Задача 2 (см.табл.2).
Контрольная работа 2
1.От каких факторов зависит связывание диоксида серы в уходящих
газах котлов?
2. Назначение и состав испарительной установки ТЭС. Конструкция испарителя.
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 6
Контрольная работа 1
1.Какие потери пара и конденсата на ТЭС существуют? Способы восполнения потерь пара и конденсата на КЭС и ТЭЦ.
2.Блочная схема КЭС. Требования, предъявляемые к маневренности блоков.
3. Задача I (см.табл.1).
4. Задача 2 (см.табл.2).
Контрольная работа. 2
1.Влияние начального давления пара на тепловую экономичность станции.
2.Основные типы станций, использующих возобновляемые энергетические ресурсы.
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 7
Контрольная работа 1
1.Какие виды потребителей электрической энергии вы знаете и каково их влияние на график электрической нагрузки? Какие методы используются для покрытия провалов нагрузки в энергетике?
2.Влияние конечного давления на тепловую экономичность станции.
3. Задача I (см.табл.1).
4. Задача 2 (см.табл.2).
Контрольная работа 2
1. Что называется генеральным планом тепловой электростанции? Основные требования, предъявляемые к компоновке генплана ТЭС.
2. Что такое локальное и глобальное загрязнение атмосферного воздуха?
Какие деревья наиболее чувствительны к SO 2 ? Что такое ПДК?
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 8
Контрольная работа 1
1.Назвать условия, соблюдение которых обеспечит экономию топлива при повышении начальных параметров пара. Чем определяются технические пределы повышения начальных параметров пара?
2.Каковы основные принципы конструирования ПВД и ПНД? Основные схемы возврата дренажей ПНД и ПВД в цикл.
3. Задача 1 (см.табл.1).
4. Задача 2 (см..табл.2).
Контрольная работа 2
1. В чем состоят особенности компоновок машинного и котельного делений блочных ТЭС?
2.Каковы основные технико-экономические показатели тепловых
электростанций?
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 9
Контрольная работа 1
1.Как влияет применение промперегрева пара на величину начального давления пара, термического КПД цикла? Принципиальные схемы установок с промежуточным перегревом пара.
2.Принцип вакуумной деаэрации.
3. Задача I (см.табл.1).
4. Задача 2 (см.табл.2).
Контрольная работа 2
1. Как классифицируются золоулавливающие установки? Каковы их КПД?
2. Станционные трубопроводы. Требования, предъявляемые к трубопроводам электростанции.
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Вариант 10
Контрольная работа 1
1. Регенеративный подогрев как способ повышения тепловой экономичности ТЭС. Оптимальная температура подогрева питательной воды
2. Каковы назначение системы технического водоснабжения и ее основные потребители? Какие существуют системы водоснабжения?
3. Задача I (см.табл.1).
4. Задача 2 (см.табл.2).
Контрольная работа_2
1. Какие помещения входят в состав главного корпуса ТЭС?
2.Каковы особенности нагрева сетевой воды на ТЭЦ с турбинами типа "Т" и "ПТ" ?
3. Задача 3 (см.табл.3).
4. Задача 4 (см.табл.4).
Для определения к.п.д. нетто котлоагрегата необходимо подсчитать расход электроэнергии (привод дымосов, дутьевых и мельничных вентиляторов, мельниц, вентиляторов рециркуляции дымовых газов, питателей пыли и сырого угля) и тепла (на обдувку, распыливание мазута, с продувочной водой и на собственные нужды).
Мощность, потребляемая электродвигателем, подсчитывается по замерам силы тока и напряжения, с учётом косинуса
где
I
- сила тока, а; V
- напряжение, в; Cos
- принимают равным 0,85. Суммарная мощность
,
расходуемая электродвигателями всех
вспомогательных агрегатов на собственные
нужды равна:
где
- мощность, затрачиваемая на привод
соответственно дымососов, дутьевых
вентиляторов и вентиляторов рециркуляции
дымовых газов.
Расход тепла на собственные нужды самого котла могут быть незначительными, тогда общий расход энергии на собственные нужды в % от располагаемого тепла топлива будет составлять:
сн =
, % (11)
Таким образом, КПД нетто котла равен:
нетто = бр - сн, % (12)
8 Определение кпд брутто котла методом
обратного баланса.
Определение
КПД брутто методом обратного баланса
производится косвенным путем и
основывается на измерении тепловых
потерь парового или водогрейного котла.
При этом составление теплового баланса
котла заключается в установлении
равенства между располагаемым теплом
топлива
и полезно использованным теплом
плюс сумма тепловых потерь.
Уравнение теплового баланса, отнесенное к единице количества топлива, имеет вид:
если располагаемое тепло принято за 100%, то
Отсюда к.п.д. котла по методу обратного баланса находится как разность
где q 1 – полезно использованное тепло, отнесенное к располагаемому теплу и представляющее собой к.п.д. брутто, %; q 2 – потери тепла с уходящими газами, %; q 3 – потери тепла с химической неполнотой сгорания топлива, %; q 4 – потери тепла с механическим недожогом, %; q 5 – потери тепла в окружающую среду с ограждающей поверхности котла, %; q 6 – потери тепла с физическим теплом шлаков, %.
При одинаковой точности замеров, метод обратного баланса обеспечит большую точность в определении к.п.д. по сравнению с методом прямого баланса. По этому метод обратного баланса используется как основной при балансовых испытаниях как паровых, так и водогрейных котлов.
При этом требуются следующие дополнительные измерения:
температуры уходящих газов ( ух, 0 С);
газового анализа уходящих газов (RO 2 = CO 2 + SO 2 ; О 2 , %).
Так как эти величины были определены ранее и занесены в таблицу, то можно продолжать обработку результатов испытания для определения к.п.д. котла методом обратного баланса.
КПД котельного агрегата называется отношение полезной теплоты, пошедшей на выработку пара (горячей воды), к располагаемой теплоте (теплоте, поступившей в котельный агрегат). Не вся полезная теплота, выработанная котлом, направляется потребителям, часть ее расходуется на собственные нужды (привод насосов, тягодутьевых устройств, расходы теплоты на подогрев воды вне котла, ее деаэрации и др.). в связи с этим различают КПД агрегата по выработанной теплоте (КПД брутто) и КПД агрегата по теплоте, отпущенной потребителю (КПД нетто).
КПД брутто может быть определен по формуле:
КПД нетто определяется по обратному балансу как:
Современные методы повышения КПД котельной установки.
Увеличить мощность парового котла можно, принимая следующие меры:
§ ограничивая объём воздуха, находящегося в камере горения, установка перегородок;
§ используя системы утилизации тепла отходящих газов;
§ используя конденсационные или традиционные экономайзеры (нагреватели питающей воды);
§ выполнив теплоизоляцию стенок котла;
§ проведя предварительный нагрев нагнетаемого в камеру горения воздуха;
§ регулярно продувая котёл;
§ наладив рекуперацию («улавливание») конденсата.
Методы повышения КПД теплового цикла ТЭС.
Для повышения КПД используется технологическая схема комбинированного производства электроэнергии и тепла, отпускаемого потребителям для производственных нужд или для теплофикации и горячего водоснабжения. С этой целью в турбинах производится отбор пара необходимых параметров после соответствующих ступеней. При этом через конденсатор проходит гораздо меньше пара, что позволяет повысить КПД до 60…65 %.
Повышение КПД может быть достигнуто и за счет подъема параметров острого пара. По оценкам специалистов повышение температуры пара до 600 о С позволит увеличить КПД примерно на 5 %, а подъем давления до 30 МПа – на 3…4%. Правда, для этого потребуется металл с более высокими показателями прочности.
Чем определяется оптимальность режима работы парового котла.
Температура газов в поворотной камере, давление воздуха за воздухоподогревателем, сопротивление воздухоподогревателя, расход воздуха на мельницы.
Влияние режимов работы вспомогательного оборудования на экономичность работы котельной установки.
Для нормальной и бесперебойной работы котельных установок требуется, чтобы топливо к ним подавалось непрерывно. Процесс подачи топлива складывается из двух основных этапов: 1) подача топлива от места его добычи на склады, расположенные вблизи котельной; 2) подача топлива со складов непосредственно в котельные помещения.
Любые нарушения режимов работы вспомогательного оборудования парового котла, такие как системы пылеприготовления, подготовки воды, тягодутьевые машины и т.д. оказывают существенное влияние выработку паровым котлом пара требуемых параметров.
Влияние шлакования поверхностей нагрева на режимы работы котельного агрегата.
Интенсивное загрязнение или шлакование поверхностей нагрева влекут за собой подъем температуры газов на выходе из топки и, как следствие этого, дополнительное загрязнение (шлакование) последующих поверхностей нагрева котла, появление повышенных неравномерностей по температуре и скорости газов в отдельных пакетах и змеевиках, повышение температуры перегретого пара и металла труб пароперегревателя, повышение сопротивления газового тракта котла и снижение его экономических показателей.
Современные технологии сжигания топлива.
Вихревое сжигание топлива, слоевое сжигание.
Кислородное топливо. Основной принцип состоит в том, что из воздуха выделяется кислород, который смешивается с угольной пылью и сжигается. При сжигании угля в чистом кислороде, не происходит образование оксидов азота. После нескольких ступеней очистки в д.г. остается только СО2.
Среди основных технологий сжигания топлива следует выделить низкотемпературную технологию сжигания, технологию с кольцевой топкой, использование водоугольного топлива и ПГУ с внутрицикловой газификацией угля.
За счёт чего в конденсаторе турбин увеличивается КПД ТЭС
Коэффициент полезного действия турбины можно увеличить, повысив температуру и давление пара, поступающего в турбину, или снизив температуру и давление насыщенного пара на выходе из турбины. Последнее достигается путем конденсации выходящего из турбины пара, которая происходит в установленном для этой цели конденсаторе при подаче в него охлаждающей воды.
