Kazán hőmérleg

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2016. december 10-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

A kazán hőmérlege az energiamegmaradás törvényéből következően a kazánba belépő tüzelőanyag rendelkezésre álló hőmennyiségének , a benne hasznosan felhasznált hő és a hőveszteségek összegének egyenlősége (lásd Definíciók ). Egy ilyen egyensúly összeállítása lehetővé teszi a kazán hatékonyságának értékelését és a termikus számítások ellenőrzését. A szilárd vagy folyékony tüzelőanyag egységnyi tömegére vagy a gáznemű tüzelőanyag térfogatára jutó energiaértékekben (nagybetűkkel Q jelölve ), vagy relatív formában, a rendelkezésre álló hő százalékában (kis q, ) van kifejezve: ${\displaystyle q_{i}=Q_{i}/Q_{p}^{p))$

{\displaystyle 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))

Ezeknek a mennyiségeknek a számozását általában használják.

Rendelkezésre álló tüzelőanyag hő

{\displaystyle Q_{p}^{p))

A kazánba belépő hőmennyiség a tüzelőanyag elszámolási egységére (tömeg vagy térfogat);

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

, ahol a tüzelőanyag fűtőértéke működőképes állapotban (általában a legalacsonyabb fűtőértéket használják ); - a kazánon kívül melegített levegővel bevezetett hőt a kemencébe; — a tüzelőanyag entalpiája (érző hő); a folyékony tüzelőanyag gőzporlasztása során a fúvókákba juttatott gőz hője; - a benne lévő tüzelőanyag hidrogén- karbonát elégetése során a bomlásra fordított hő . Összességében egységnyi idő alatt energiát vezetnek be a kemencébe , ahol az üzemanyag-fogyasztás.

{\displaystyle Q^{r))

{\displaystyle Q_{i}^{r))

Q_{ao}

i_{fu}

Q_{so}

Q_{C}

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

B

Hasznos hő

Q_1

A munkaközegnek jelentett hőenergia ( melegvíz bojlerben felmelegített vagy gőzben gőzzé alakított tápvíz , gőz újramelegítése ). Abszolút értékben egy gőzkazán esetében egyenlő

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

, ahol , , , , az élőgőz , a tápvíz, a lefúvatóvíz és a gőz entalpiája az újramelegítés előtt és után; , , az élő gőz, az újramelegítés és a lefúvatott gőz áramlási sebessége.

én

{\displaystyle i_{f))

én_{b}

i_{i}s''

{\displaystyle i_{i}s^{\prime ))

D

{\Displaystyle D_{is))

{\megjelenítési stílus D_{b))

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

Hőveszteség a kilépő gázokkal megegyezik a gázok kimeneti és a kazánba belépő levegő állapotának entalpiájának különbségével. ,

Q_{2}

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

ahol a kazán kimenetén lévő füstgázok entalpiája és az égéshez elméletileg szükséges fűtetlen levegőmennyiség , a füstgázokban lévő levegőfelesleg, töredékekben (az el nem égett tüzelőanyaghoz levegő nem szükséges).

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

{\displaystyle \alpha _{xg))

{\displaystyle q_{4))

Hőveszteség vegyi aláégetéssel

Q_{3}

Az éghető gáznemű elemek ( H 2 , CH 4 ) vagy a tökéletlen égés termékei ( CO ) kilépését a kazánból figyelembe veszik. A th ilyen komponens fűtőértékével és az egységnyi üzemanyagra jutó kibocsátással

j

Q_{j}

V_{j}

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

. Hőveszteség mechanikus aláégetéssel

{\displaystyle Q_{4))

Veszteségek szilárd, el nem reagált tüzelőanyaggal, hamuvá alakulva (általában koksz , amelynek fajlagos égéshője jelentős). A salak (a kemencében kihulló) és az üzemanyag bejuttatása a hamugyűjtő rendszerbe és a kéménybe való veszteségéből áll , amelyeket általában külön kell figyelembe venni (mivel a pernye és a salak éghető anyag tartalma nagyon eltérő):

\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))))

, ahol az éghető anyagok fűtőértéke ( szén esetében kb. 32,6 MJ / kg ), a salakkal és átvitt hamu eltávolításának aránya, a tüzelőanyag munkatömegének hamutartalma.

Q_{\Gamma}

a_{\text{sl, un}}

A^{r}

A környezet hővesztesége

Q_{5}

A kazán külső felületeinek lehűlése miatti veszteségek. Adott kazánnál a külső hűtés abszolút vesztesége közel állandó érték (illetve ), nagyobb teljesítményű (kisebb fajlagos felületű) kazánoknál kisebb.

Q_{5}\sim 1/B

Hőveszteség salakkal

{\displaystyle Q_{6))

A kemencéből eltávolított salak fizikai hővesztesége . Ez elfogadott

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

, ahol a kemencében felfogott hamu aránya, a tüzelőanyag munkatömegének hamutartalma, a hamu hőkapacitásának és hőmérsékletének szorzata (szilárd salak eltávolítására 600 °C-ot feltételezve, ill.

{\displaystyle a_{s))

A^{r}

{\displaystyle (ct)_{s))

t C +100 °C folyadék).

A hőmérleg csökkentése lehetővé teszi a kazán bruttó hatásfokának elérését

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

A kazán nettó hatásfokának meghatározásakor a kazán saját szükségleteinek ( füstelvezetők , szivattyúk , ventilátorok , malmok stb. üzemeltetése) energiaköltségeit a számítás során ezen felül levonjuk az értékből . Ezenkívül a hőegyensúly egyenlet lehetővé teszi az ismeretlen érték kiderítését az ismertek ismeretében. ${\displaystyle Q_{u))$

Veszteségek elleni küzdelem

A legfontosabb érték csökkenthető mindenekelőtt a kemencében lévő levegőfelesleg (amelyet korlátoznak a tüzelőanyag teljes égésének feltételei a növekedési és környezeti problémák elkerülése érdekében, valamint az égési sebesség csökkentése) és a hőmérséklet csökkentésével. a füstgázok (de ez utóbbi a fűtőfelületek növelését igényli). A külső hűtésből eredő veszteségeket a kazán hőszigeteléssel történő lefedésével küzdjük le (erre a kazánházban való tartózkodás feltételei miatt is szükség van). $q_{2}$ $q_{3,4}$ ${\displaystyle q_{5))$