Calculul arderii cazan

CALCULUL ARDERII CAZAN

1.Caracterisitice de calcul ale combustibilului

Combustibilul folosit este lignit de Rovinari tip Bl cu urmatoarea compozitie elementara:

Puterea calorifica a combustibilor solizi. Formula lui Mendeleev.

Putera calorica a acombustibilor solizi, reprezinta cantitatea de caldura degajata prin arederea completa a unitatii de masa, in urmatoarele conditii: temperatura reactantilor si a produselor este de 25°C; produsele de ardere ale carbonului si sulfului sunt dioxidul de carbon si de sulf in stare gazoasa, oxidarea azotului nu a avut loc. Daca vaporii de apa din gazele de ardere sunt in stare condesata, puterea calorifica este superioara, daca sunt in stare gazoasa, puterea calorifica este inferioara, intre ele existand dependentele:

      (1)

              (2)

             

2 Volumele de aer si gaze la arderea combustibililor in proiectarea generatoarelor de abur

Din [1] pagina 35:

1. Volumul strict necesar de oxigen

              (1)

Volumul strict necesar de aer uscat

        (2)

3. Volumul strict necesar de aer umed

         (3)

Calculul volumului gazelor de ardere

1. Volumul de dioxid de carbon

                                (4)

Volumul de dioxid de sulf

   (5)

3. Volumul teoretic de gaze tritomice

       (6)

                               (7)

4. Volumul teoretic de azot

              (8)

Apa alimentare

S.C₂      supraincalzitor de convctie

S.C₁

R           recitor

SII         supraincalzitor intermediar

ECO      economizor

PA         preincalzitor de aer

M          moara pentru prepararea prafului de carbune

5. Volumul teoretic de gaze de ardere anhidre

(9)

6. volumul toretic al vaporilor de apa

(10)

; umiditatea aerului [9H₂O/Kg are uscat]

7. Volumul teoretic al gazelor de ardere umede

   (11)

3.Stabilirea coeficientilor de exces de aer dupa fiecare schimbator de caldura al cazanului

La sfarsitul focarului

Dupa supraincalzitorul SC_z             

Dupa supraincalzitorul SC₁             

Dupa suprainclzitorul ECO₂             

Dupa supraincalzitorul intermediar              

Dupa economizorul ECO₁             

Coeficientul de exces de aer la intrarea in focar

Coeficientul de exces de aer la intrarea in moara

Coeficientul de exces de aer dupa preincalzitorul regenerativ pe traseul aerului.              

Vezi figura 1.

4. Calculul randamentului cazanului

1. Pierderea procentuala de caldura datorata arderii incomplete din punct de vedere chimic.

                              (4.1)

Pierderea procentuala de caldura datorata arderii incomplete din punct de vedere mecanic.

                                (4.2)

3. Pierderea procentuala de caldura prin peretii cazanului catre exterior.

                           (4.3)

4. Pierderea de caldura cu reziduurile solide din focar

(c.t)_zgura;      [KJ/Kg]; t=600°C (4.41)

  KJ/Kg

              (4.42)

5. Pierderea de caldura cu gazele de ardere evacuate

              [KJ/Kg] (4.6)

Caldura specifica a combustibilului

            [KJ/Kg°C] (4.6)

              [KJ/Kg°C]

       KJ/Kg (4.61)

              KJ/Kg

              KJ/Kg

Pierderea procentuala

(4.7)

6. Randamentul cazanului (pe cale indirecta)

(4.8)

5. Entalpia gazelor de ardere. Diagrama Z·t

Din [1] pagina 4.6

Entalpia gazelor de ardere se determina pentru gazle care rezulta din arderea a 1 Kg combustibil solid, considerand arderea perfecta.

Formula de calcul este:

         [KJ/Kg] (5.1)

entalpia gazelor de ardere, teoretica [KJ/Kg]

coeficientul de exces de aer

entalpia aerului umed [KJ/Kg]

entalpia cenusei [KJ/Kg]

si pentru o temperatura t°[C] a gazelor de ardere, se determina cu:

[KJ/Kg] (5.2)

C = caldura specifica a gazelor [KJ/Nn³·K]

V = volumul teoretic de gaze  [(KJ)/Nn³/K]

   [KJ/Kg] (5.2)

x = umiditatea din aer[g/Kg]

volumul teoretic de aer uscat [Nn³/Kg]

caldura specifica a aerului umed [KJ/Nn³·K]

[KJ/Kg] (5.3)

Aⁱ = procentul de cenusa rezultata din arderea combustibilului [%]

A_an = fractiunea de cenusa rezultata din arderea gazelor de ardere

C_A caldura specifica a cenusei [KJ/Kg·K]

Valorile entalipei gazelor de ardere, pentru diferite temperaturii si diferiti coeficienti de exces de aer din lungul raseului gazelor de ardere se scriu in tabela Z·t, si apoi se trazeaza diagrama Z·t.

Diagrama se gaseste in anexa:

6. Calculul caldurii utile schimbata in generatorul de abur

1. Caldura scimbata in economizor treapta I

[KW] (6)

D_n = debitul nominal de abur [Kg/s]

D_n = 145,85 Kg/s

D_i = debitul de injectie; D_i = 6% D_n [Kg/s]

D_i = 8,751 Kg/s

= entalpia apei de alimentare

= entalpia apei la iesirea din economizorul I

Avand in vedere ca pierderile de presiune in schimbatoarele de caldura sunt:

economizoare

in vaporizator SV  

in supraincalzitoare

Din tabelul pentru apa-abur se determina prin intrerupere, entalpiile:

=250,88 bari     =241,08 bari

=260°C                =300°C

=1138,3 KJ/Kg    =1338,1 KJ/Kg

[KW]

Caldura schimbata in economizor in treapta a II-a

[KW]

= entalpia apei la intrarea in economizorul II

= entalpia apei la iesirea din economizorul II

Din tabelul apa-abur se determina prin interpolare entalpiile:

=241,08 bari     =1,18 p_n=231,28 bari

=315°C                =350°C

=1419,1 KJ/Kg   =1643,149 KJ/Kg

[KW]

Din aceasta caldura 10% este scimbata in tevile de sustinere (preluata de apa care circula prin tevi) pentru a se raci. S-a cosiderat ca parametri de iesire din tevile de sustinere sunt aceasi ca la iesirea din ECOII.

KW (6.3)

Caldura scimbata in economizorul propriu-zis.

KW

3. Caldura schimbata in sistemul vaporizator

Din bilant pe acest supraincalzitor rezulta:

[KW] (6.4)

In acest supraincalzitorul intra emulsie apa abur cu entalpia si iese abur saturat cu urmatoarele caracteristici:

p_s = 221,48 bari

t_s = 374,16° C

i^* = 2095,2 KJ/Kg

Unde p_s este presiuna de saturatie

t_s temperatura de saturatie a aburului

KW

4. Caldura scimbata pe supraincalzitoare

Se calculeaza mai intai un supraincalzitor echivalent:

                  (6.5)

entalpia aburului la iesirea din supraincalzitorul de conductie SC₁.

entalpia aburului la intrarea in supraincalzitorul de conductie SC

entalpia aburului la intrarea in suprainzalzitorul intermediar dupa ce a iesit din corpul de inalta presiune al turbinei destinzandu-se.

entalpia aburului la iesirea din supraincalzitorul intermediar si intra in corpul de medie presiune al turbinei.