Газовик — промышленное газовое оборудование Продукция Статьи

Эффективность использования топлива.

Тепловые процессы в котле.

При нагреве в котле воды или пара продуктами сгорания совместно действуют три вида теплообмена:

• тепловое излучение;
• конвекция;
• теплопроводность.

Тепловое излучение — теплообмен посредством лучистой энергии.

Конвекция — перенос теплоты перемешиванием между собой и перемещением частиц жидкости или газа.

Теплопроводность - молекулярный процесс распространения теплоты внутри тела от более нагретых частиц к менее нагретым.

От раскаленных продуктов сгорания теплота передается излучением и конвекцией теплообменным поверхностям. Далее тепловой поток проходит через металл труб или чугунных секций теплопроводностью, от внутренних поверхностей теплота передается к воде, движущейся с достаточно большой скоростью.

Наиболее интенсивна передача теплоты излучением к экранным поверхностям, расположенным в топке. При наличии на поверхностях нагрева сажи или слоя очень мелких частиц минерального происхождения, занесенных в топку воздухом, теплообмен ухудшается.

Передача теплоты к поверхностям нагрева в газоходах происходит в основном за счет конвекции. Поэтому поверхности нагрева называются конвекции. Поэтому поверхности нагрева называются конвективными. Теплообмен в газоходах, отнесенный к 1 м³ площади поверхности нагрева, а 10-12 раз меньше, чем в топке. Поэтому общая площадь конвективной поверхности в несколько раз больше радиационной.

Большое влияние на передачу теплоты оказывают отложения накипи на внутренней стороне поверхности нагрева и сажи на наружной, газовой стороне. Теплопроводность накипи и сажи во много раз ниже, чем стали.

В местах, где имеются отложения накипи и подверженных воздействию высоких температур газового факела, резко возрастает температура металла, что может вызвать деформацию и разрыв экранных труб.

Ухудшение теплоотдачи производит к повышению температуры отходящих газов и снижению эффективности использования топлива.

Коэффициент полезного действия котла.

Тепловой баланс котла представляет собой равенство, левая часть которого включает теплоту, внесенную в топку, а правая — сумму полезно использованной теплоты и потерь:

Q_p=Q₁+_Q2+Q₃+Q₄+Q₅,где

Q_p — располагаемая или внесенная в котлоагрегат теплота;
Q₁ — полезно используемая теплота, расходуемая на нагрев воды или получение пара;
Q₂ — теплота, теряемая с уходящими газами;
Q₃ — теплота, теряемая вследствие химической неполноты сгорания;
Q₄ — теплота, теряемая от механической неполноты сгорания;
Q₅ — потери теплоты в окружающую среду.

Q_н=Q₁+Q₂+Q₃+Q₅,
Q₁=Q_н-Q₂-Q₃-Q₅,
где Q_н - низшая температура сгорания газа.

Эффективность использования теплоты сгорания газа, т.е. превращения его химической энергии в тепловую энергию, усвоенную водой или паром, характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД),который представляет собой отношение полезно используемой теплоты к затраченной, выраженное в долях от единицы или в процентах:

n=Q₁/Q
или
n=Q₁100/Qн

Основными направлениями, повышающими эффективность использования газа, являются:

• замена устаревших моделей котлов;
• замена мелких котельных мощностью до 6 Гкал/ч;
• снижение теплопотерь с уходящими газами;
• снижение потерь теплоты с химической неполнотой сгорания;
• снижение теплопотерь в окружающую среду;

Закрытие мелкой котельной и подключение ее потребителе к крупной станции дает экономию газа 13-16 м³/Гкал, при этом экономятся трудовые ресурсы — 6-9 человек.

Мероприятия, способствующие уменьшению потерь с уходящими газами Q₃:

• работа с оптимальным коэффициентом избытка воздуха, т.к. увеличение коэффициента избытка воздуха выше оптимального на 0,1 вызывает перерасход газа на 0,7 %, при этом на 6 — 10 % увеличивается расход электроэнергии на привод вентилятора и дымососа;
• увеличение плотности газоходов, т.к. рост присосов по газовому тракту котел-дымосос на 10% приводит к перерасходу газа на 0,5 % и повышению расхода электроэнергии на привод дымососа на 4-5 %;
• поддержание номинальной производительности;
• чистота наружных и внутренних поверхностей нагрева.

Потери теплоты с химической неполнотой сгорания должны быть сведены к нулю за счет:

• правильного выбора газогорелочных устройств;
• качества изготовления и монтажа, горелок и топочных туннелей, накладки.
• работы котла в соответствии с режимной картой.

Для снижения расхода газа из-за потерь в окружающую среду следует:

• тщательно выполнять и поддерживать в исправном состоянии ограждения котла, изоляцию оборудования, трубопроводов, задвижек, фланцев и т.д.;
• сокращать число остановок — растопок котлов.

Для котлов с поверхностью нагрева больше 500 м² на растопку после суточной остановки затрачивается двухчасовой расход топлива при его нормальной нагрузке.

В паровых котлах экономия газа обеспечивается также увеличением температуры питательной воды, ростом сбора и возврата конденсата в котельную.