Расчет потребности в топливе котлов электростанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 Количество топлива, подаваемого на установку с учетом его комплексного использования

Расход топлива на энергоблок из уравнения теплового баланса энергоблока

или

где -- расход топлива на энергоблок, т/ч;

-- теплота сгорания топлива, кДж/кг ;

--КПД котла;

-- паропроизводительность котла (приложение А), т/ч;

-- энтальпия перегретого пара, кДж/кг ;

-- энтальпия питательной воды, кДж/кг;

у -- величина продувки %. Принимается от 2 до 4 % в долях от паропроизводительности котла;

-- энтальпия продувочной воды, кДж/кг. Для барабанных котлов принимается по давлению в барабане котла;

-- электрическая мощность энергоблока, кВт.

Расход топлива на энерготехнологический комплекс

где -- расход топлива на энергоблок, определяемый по формуле (1) или (2), т/ч;

- коэффициент газохимического использования топлива, показывающий, какая часть потенциального тепла пиролизуемого топлива переходит в потенциальное тепло выдаваемых на сторону продуктов пиролиза;

-- термический КПД технологической установки, определяющий долю тепловых потерь установки от всего тепла, вносимого в нее с топливом. ;

-- КПД пылеотделяющих устройств, характеризующий невозвратимые потери для топки котла. При очистке газа в электрофильтрах .

Учитывая, что пиролизу не подвергается часть топлива, вынесенного из системы пылеприготовления с сушильным агентом, коэффициент будет равен

где - выход товарной продукции (газа и смолопродуктов) в процентах, от теплоты сгорания топлива, %;

-- степень пылеулавливания в циклоне,

2 Система сушки топлива

Условная влажность сырого угля на сухую массу определяется

где -- рабочая влажность угля, %.

Абсолютная влажность сырого угля на сухую массу в кг Н₂0 на 1 кг сухой массы определяется

Количество сухого угля, подаваемого в мельницу

Количество сухой угольной пыли, направляемой из циклона сухой пыли в реторту прогрева определяется

Унос сухой угольной пыли с сушильным агентом

Эта часть угля не подвергается пиролизу и сбрасывается либо в топку котла, либо (при высокой влажности) в дымовую трубу.

Условная влажность подсушенной угольной пыли на сухую массу

где

-- влажность подсушенной угольной пыли, %.

Абсолютная влажность подсушенной угольной пыли на сухую массу в кг

на 1 кг сухой угольной пыли

Количество угольной пыли, направляемой вместе с влагой топлива в циклон сухой пыли

Количество угольной пыли с влагой, направляемое из циклона сухой пыли в реторту прогрева

Унос угольной пыли из циклона сухой пыли

Количество влаги, уносимой из циклона сухой пыли вместе с угольной пылью определяется

3 Система нагрева топлива

Количество сухого топлива, подаваемого в реторту нагрева, в расчете на горючую массу

где - зольность топлива на сухую массу, %. Определяется по справочным данным для заданного типа топлива.

В реторте нагрева происходит выделение части летучих (не более 15% от их общего выхода). Отсюда потеря горючей массы топлива в реторте нагрева составляют

Летучие, выделяющиеся в реторте нагрева, состоят в основном из кислородсодержащих соединений и поэтому являются малоценными продуктами.

Количество горячей угольной пыли, поступающей из реторты нагрева в циклон горячей пыли, в пересчете на горючую массу составляет

Здесь и далее индексы 1 и 2 соответствуют входу и выходу материала в соответствующий элемент установки.

Коэффициент потери горючей массы в реторте нагрева

Этот коэффициент одновременно является коэффициентом снижения выхода из угля на установке смолопродуктов, газа, полукокса и пирогенетической воды в расчете на горючую массу угля

Количество горячей угольной пыли, поступающей из реторты нагрева в циклон горячей пыли определяется

Количество горячей угольной пыли, поступающей из циклона горячей пыли в камеру смешения топлива с теплоносителем в реакторе-пиролизере определяется

где - КПД циклона горячей пыли, %. КПД циклона горячей пыли

Унос горячей угольной пыли из циклона горячей пыли

Выход ретортного газа из циклопа горячей пыли составляет величину , соответствующую потере летучих в реторте нагрева.

Коэффициенты снижения выходов продуктов пиролиза вследствие потерь по тракту (в расчете на 1 т горючей массы угля) определяются

а) по смолопродуктам и газу (принимая их равными)

б) по полукоксу

в) по пирогенетической воде (принимая, что в реторте нагрева выделяется 20% от всей пирогенетической воды)

Полученные данные по выходам продуктов пиролиза твердого топлива в расчете на 1 т горючей, сухой и рабочей массы топлива сводят в таблицу. По табличным данным определяют часовые выходы продуктов пиролиза из реактора-пиролизера при подаче в него топлива в количестве , равном

где -- полный расход топлива на энерготехнологический комплекс;

-- КПД пылеулавливания в системе пылеприготовления.

4 Расчет тепловых потерь в окружающую среду

Принимается, что суммарные внешние потери тепла в окружающую среду составляют примерно 1% от вносимого потенциального тепла топлива, т. е.

Внешние тепловые потери по отдельным узлам (аппаратам) распределяются следующим образом:

5 Расчет материального и теплового балансов установки пиролиза топлива

Расчет сушильного контура. В задачу расчета входит определение расхода сушильного агента -- горячего дымового газа, подаваемого в мельницу.

Тепловой баланс сушильного контура (СК)

где -- физическое тепло угля;

-- физическое тепло сушильного агента, равное , ( - секундный расход сушильного агента; -- соответственно теплоемкость и начальная, темрература сушильного агента);

-- тепловыделение мелющих органов;

-- физическое, тепло присасываемого в мельницу, воздуха;

-- физическое тепло сухого угля на выходе из СК, равное , ( -- секундный расход топлива в СК);

-- физическое тепло сушильного агента (без испарения влаги) на выходе из СК, равное

-- физическое тепло всего присасываемого воздуха при конечной температуре сушильного агента ;

-- физическое тепло остаточной влаги в угольной пыли, равное

-- абсолютное количество влаги; -- средняя температура топлива;

-- энтальпия паров влаги топлива, испарившейся в СК;

-- энтальпия водяного пара;

-- внешние тепловые потери СК.

Подставив приведенные выше выражения в балансовое уравнение (3), определим расход сушильного агента ,

Пренебрегая за малостью значениями получим

или в развернутом виде

Расчет узлов: реторты нагрева, технологической топки, реактора-пиролизера с камерой смешения

В задачу расчета входит определение основных потоков газопаровой и твердой фаз во, всех звеньях и их температур.

Расчет заключается в составлении и совместном решении уравнений тепловых и материальных балансов каждого из элементов узла.

Тепловой и материальный балансы реторты нагрева (РН). Пренебрегая экзо- и эндотермическими эффектами реакций бертинирования, в соответствии со схемой рисунок 1 тепловой баланс реторты нагрева РН запишем в следующем виде:

Подставив соответствующие выражения в балансовое уравнение (4), получим его в развернутом виде

откуда расход дымового газа - теплоносителя будет равен

Тепловой баланс камеры смешения (КС). Из схемы рисунка 2 балансовое, уравнение будет иметь вид

После подстановки балансовое уравнение будет иметь вид

Отсюда расход горячего кокса будет равен

Тепловой баланс технологической топки (ТТ). Из схемы рисунок 3 балансовое уравнение будет иметь вид

Таким образом, балансовое уравнение (5.6) в развернутом виде записывается как

Отсюда количество сгораемого в ТТ полукокса будет равно

Математический баланс технологической топки по газовой фазе. Из рисунка .3 уравнение материального баланса ТТ будет иметь вид

Совместное решение уравнений теплового баланса реторты, камеры смешения и технологической топки и материального баланса технологической топки позволяет определить расход дымового газа в реторту нагрева , расход горячего кокса в камеру смешения , расход горючей массы полукокса в технологическую топку для его частичного сжигания, а также температуру в ТТ .

Расчет потребности в топливе котлов электростанции при работе по комплексной схеме

При работе электростанции по комплексной схеме в котел соответствующего энергоблока подаются те или иные продукты пиролиза топлива с различной теплотой сгорания. Тепловой баланс при работе установки пиролиза топлива в сочетании с котлом будет равен

Здесь - приход тепла с топливом

- расход тепла на производство пара

Подставив вместо его выражение из балансового уравнения (1) в формулу для определения , получим

- расход потенциального тепла топлива с выдаваемыми на сторону смолой и газом

где - коэффициент газохимического использования топлива;

- тепловые и иные потери пиролизной установки (без учета расхода пара и электроэнергии)

топливо котел электростанция потери

где - КПД пиролизной установки брутто. Подставив полученные выше выражения в уравнение (5.8) получим

Отсюда паропроизводительность пиролизной установки будет равна

Исходя из полученной паропроизводительности одной установки, подбирают тип и мощность котла. Либо, исходя из заданной паропроизводительности котла или мощности энергоблока, определяют число установок пиролиза на один котел или энергоблок.

Размещено на Allbest.ru