Зеркалов Д.В. Використання палива та енергії. Довідник

Подождите немного. Документ загружается.

101

– кількість кисню у відхідних газах, яка визначається за допомогою

газоаналізатора, %.

Коефіцієнт, який враховує внесене в топку котла тепло з підігрітим пали-

вом та повітрям

розраховується за формулою

ПЛКФУПK

QQQB

++⋅

⋅

, (3.7)

де

– витрата умовного палива на котел, т умов.палив/год;

УП

– теплота згоряння 1 т умовного палива, яка дорівнює 23,309 ГДж/т

умов.палив, або 7,0 Гкал/т умов.палив;

КФ

– витрата теплоти на попередній підігрів повітря у калориферах,

ГДж/год або Гкал/год;

ПЛ

– витрата теплоти на попередній підігрів палива, ГДж/год, або

Гкал/год.

Витрата теплоти на попередній підігрів повітря у калориферах (ГДж/год, або

Гкал/год) визначається за формулою

10)(

−

⋅−=

КФКФКФКФ

hhDQ

, (3.8)

де

КФ

– витрата пари на калорифери, т/год;

КФ

– ентальпія пари на вході у калорифери, кДж/кг, або ккал/кг;

КФ

– ентальпія конденсату на виході, кДж/кг, або ккал/кг.

Якщо витрата пари на калорифери не вимірюється, то витрата теплоти на

попереднє підігрівання повітря у калориферах (ГДж/год, або Гкал/год)

визначається за формулою

3////

10)(

−

⋅−⋅⋅⋅=

КФКФПВПКФ

ttCBQ

, (3.9)

де

ВП

– коефіцієнт надлишку повітря на вході в повітряпідігрівач;

– витрата натурального палива, м

/год;

– середня теплоємність повітря, кДж/м

·°К (кДж/м

·°С), або

ккал/м

⋅°К (ккал/м

⋅°С);

КФ

– температура повітря на вході і виході калорифера, °К, або °С.

Витрати теплоти від хімічної неповноти згоряння палива

визначаються

за формулою

)006,01()(

3 П

WQpaq ⋅+⋅⋅−⋅=

, (3.10)

де

– коефіцієнт, який дорівнює 0,026 для природного газу і мазуту;

– коефіцієнт надлишку повітря;

– коефіцієнт, який дорівнює 0,05 для мазуту і 0,1 для природного газу;

102

– нижча теплота згоряння горючих компонентів, які містяться в

1 м

продуктів згоряння, кДж/м

, або ккал/м

;

– приведена вологість палива, %.

Нижча теплота згоряння горючих компонентів, які містяться в 1 м

продуктів

згоряння,

визначається як

5,858,252,30 СННСОQ

⋅+⋅+⋅=

, (3.11)

де

СО

СН

– склад продуктів згоряння горючих компонентів, %, який

визначається за допомогою газоаналізатора при випробуваннях.

Фактичні втрати теплоти в навколишнє середовище

при випробуваннях об-

ладнання не вимірюються. Тому при нормуванні К.К.Д. котла на проміжних на-

вантаженнях значення

перераховується за формулою

НОМ

, (3.12)

де

НОМ

– номінальне значення втрат теплоти від зовнішнього охолодження,

%. Воно може бути прийнято для котлів паропродуктивністю до 2 т/год –

3,5%, від 3 до 5 т/год – 3%, від 5 до 10 т/год – 2,5% ;

НОМ

– номінальна теплопродуктивність котла, ГДж/год, або Гкал/год;

– проміжна теплопродуктивність котла, для якої потрібно визначити

значення

, ГДж/год, або Гкал/год.

Витрата натурального палива

(т/год, або м

/год), визначається за формулою

бр

НАТ

⋅

, (3.13)

де

– нижча теплота згоряння палива, кДж/кг (кДж/м

), або ккал/кг

(ккал/м

Даний розрахунок можна виконати і за такою формулою

НАТ

(3.14)

де Е – калорійний еквівалент.

Калорійний еквівалент Е можна визначити за додатком В (таблиця В.4), або за

формулою

УП

E =

, (3.15)

де

– нижча теплота згоряння палива, кДж/кг (кДж/м

), або ккал/кг

(ккал/м

);

103

УП

– теплота згоряння умовного палива, що складає 29309 кДж/кг

(кДж/м

), або 7000 ккал/кг (ккал/м

Витрата умовного палива

(кг умов.палив/год) визначається за формулою

УП

ННАТ

QВ

⋅

. (3.16)

Питома витрата умовного палива на вироблення 1 ГДж (1 Гкал) теплоти

(кг

умов.палив/ГДж, або кг умов.палив/Гкал) визначається за формулою

бр

b =

. (3.17)

Якщо в котельні встановлено декілька котлів різних типів з різними топковими

пристроями, що працюють в неоднакових експлуатаційних режимах, норму

витрати палива підраховують для кожного з котлів. Середню питому

срвід

b )(

витрату умовного палива, кг умов.палив/т, визначають за формулою

котi

кот

котi

Нвідi

кот

Нвід

кот

Нвід

срвід

DDD

DbDbDb

+++

⋅++⋅+⋅

...

)(

/2/

, (3.18)

де

...,,,

відiвідвід

bbb

– питомі витрати умовного палива для кожного котла ок-

ремо, кг умов.палив/т;

котi

кот

DDD ,...,,

– вироблення нормальної пари кожним котлом за

розраховуємий період, т;

К.К.Д. групи котлів

ср

бр

кот

)(

визначається за формулою

котi

ср

котiкот

ср

коткот

ср

кот

котi

ср

котi

бр

котiк

ср

кот

бр

коткот

ср

кот

бр

кот

ср

бр

кот

QQQ

τττ

τητητη

⋅++⋅+⋅

⋅⋅++⋅⋅+⋅⋅

...

)(

2211

221111

, (3.19)

де

бр

котi

бр

кот

бр

кот

ηηη

,...,,

– К.К.Д. брутто кожного котла;

ср

котi

ср

кот

ср

кот

QQQ ,...,,

– середня вироблена теплота кожним котлом за

розраховуємий період, ГДж/год (Гкал/год), або т/год;

котiкоткот

,...,,

– тривалість роботи кожного котла за розраховуємий

період, год.

Середня питома витрата палива

срвід

b )(

визначається з урахуванням повер-

хні нагрівання і числа годин роботи кожного з котлів, як

котiкотiкоткоткоткот

котiкотiвідiкоткотвідкоткотвід

срвід

HHH

HbHbHb

τττ

⋅++⋅+⋅

⋅

+⋅⋅

...

)(

2211

222111

, (3.20)

де

відiвідвід

bbb ,...,,

– питомі витрати палива в умовному обчисленні для кож-

ного котла з урахуванням витрат на власні потреби, кг умов.палив/ГДж, або кг

умов.палив/Гкал;

котiкоткот

HHH ,...,,

– поверхні нагріву кожного котла, м

;

104

котiкоткот

,...,,

– тривалість роботи кожного котла за розраховуємий

період, год.

Таблиця 3.2. Питомі норми витрат умовного палива на виробництво

одиниці теплоти і 1т нормальної пари

Питома витрата палива

ККДкотла

кг умов.палив на 1 ГДж

(1Гкал) теплоти

кг умов.палив на 1 т

нормальної пари

50 68,2 (285,6) 182,80

51 66,8 (280,0) 179,21

52 65,6 (274,6) 175,76

53 64,3 (269,4) 172.45

54 63,1 (264,4) 169,25

55 62,0 (259,6) 166,18

56 60,9 (255,0) 163,21

57 59,6 (250,5) 160,35

58 58,8 (246,2) 157,58

59 57,9 (242,3) 154,91

60 56,8 (238,0) 152,33

61 55,9 (234,1) 149,33

62 55,0 (230,3) 147,41

63 54,1 (226,7) 145,07

64 53,3 (223,1) 142,81

65 52,5 (219,7) 140,61

66 51,7 (216,4) 138,48

67 50,9 (213,1) 136,41

68 50,1 (210,0) 134,41

69 49,4 (207,0) 132,46

70 48,7 (204,0) 130,57

71 48,0 (201,1) 128,73

72 47,4 (198,3) 126,94

73 46,7 (195,6) 125,20

74 46,1 (193,0) 123,51

75 45,5 (190,4) 121,86

76 44,9 (187,9) 120,26

77 44,3 (185,5) 118,70

78 43,7 (183,1) 117,17

79 43,2 (180,8) 115,69

80 42,6 (178,5) 114,25

81 42,1 (176,3) 112,83

82 41,6 (174,1) 111,46

83 41,1 (172,0) 110,12

84 40,6 (170,0) 108,80

85 40,1 (168,0) 107,52

86 39,6 (166,0) 106,27

87 39,2 (164,1) 105,05

88 38,8 (162,3) 103,86

89 38,3 (160,5) 102,69

105

90 37,9 (158,7) 101,55

91 37,5 (156,9) 100,43

92 37,1 (155,2) 99,34

93 36,7 (153,6) 98,27

94 36,3 (151,9) 97,23

95 35,9 (150,3) 96,21

Таблиця 3.3. Норми витрат теплоти на власні потреби котельної, %

Види палива

Складовівитраттеплотинавласніпотребикотельн

ої

Газоподібне

паливо

Тверде па-

ливо

Рідке па-

ливо

Продувка парового котла продуктивністю до 10

т/год

0,13 0,13 0,13

Продувка парового котла продуктивністю

більше 10 т/год

0,06 0,06 0,06

Обдув котла 0,36 0.32

Дуття під решітку котла 2,5

Мазутне господарство 1,6

Паровий розпил мазути 4,5

Підігрівання повітря в калорифері 1,3 1,2

Ежектор пробоочистки 0,11 0,17

Технологічні потреби хімводоочистки,

деаерації, опалення і господарські потреби

котельні, витрати з опромінюванням теплоти

паропроводами, насосами, баками і ін.

Витікання, випарення при опробуванні і

виявленні пошкоджень в устаткуванні і

невраховані витрати

Примітки:

1. Норми встановлені на підставі таких показників:

– величина продувки котлів продуктивністю 10 т/год – 10%, понад 10 т/год –

5%;

– повернення конденсату 90–95%, від кількості пари, що виробляється котла-

ми;

– температура конденсату, що повертається 90 °С

– температура додаткової води для хімводоочистки 5 °С

– марка мазуту МІ 00;

– підігрів мазуту від 5 до 105 °С

– дробоочистка прийнята для котлів паропродуктивністю понад 25 т/год, які

працюють на сірчистому мазуті, бурому вугіллі та вугіллі марки АРШ з витра-

тою пари на ежектор 1500 кг/год при тиску 1,37 МПа та температурі 280–330

°С.

– витрата палива на розпалювання прийнята виходячи з встановлених норм;

2. При наявності резервного палива в котельній належить урахувати витрату

теплоти на його підігрівання.

106

3. Норма витрати теплоенергії на власні потреби котельні прийняті на підставі

міжгалузевих норм витрат палива для опалювальних котлів, які експлуатують-

ся в Україні, затверджених Наказом Державного комітету України з енергозбе-

реження №46 від 07.05.2001р.

♦ ♦ ♦ ♦ ♦

3.2. КОТЕЛЬНІ З ВОДОГРІЙНИМИ КОТЛАМИ

Теплопродуктивність водогрійного котла

(ГДж/год, або Гкал/год)

визначається за формулою

3///

10)(

−

⋅−⋅⋅=

ВВВВК

ttCGQ

, (3.21)

де

– витрата води через котел, т/год;

– температура води на виході з котла, °К, або °С;

– температура води на вході в котел, °К, або °С;

– теплоємність води, кДж/кг⋅°К (кДж/кг⋅°С), або ккал/кг⋅°К

(ккал/кг⋅°С).

Коефіцієнт корисної дії брутто водогрійного котла

бр

розраховується

аналогічно розрахунку парового.

Значення

, при задовільному стані теплової ізоляції приймається рівним

0,05% у всьому діапазоні теплопродуктивності.

Витрати натурального палива водогрійним котлом визначаються за формулою

бр

НАТ

⋅

, (3.22)

Розрахунок витрати умовного палива та питомої витрати умовного палива для

водогрійного котла виконується аналогічно, як і для парових котлів, за форму-

лами (2.16) – (2.21).

♦ ♦ ♦ ♦ ♦

3.3. ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ТЕПЛОТИ І К.К.Д. КОТЕЛЬНОЇ УСТАНОВКИ З ПАРОВОЗ-

НИМИ КОТЛАМИ ЗА МЕТОДОМ СУМАРНИХ ПИТОМИХ ВИТРАТ

К.К.Д. котельні нетто з паровозними котлами по відпущеній теплоті (тоб-

то з урахуванням витрат і втрат на власні потреби) визначається як

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−=

100

вп

бр

кот

нетто

кот

ηη

, (3.23)

107

де

бр

кот

– середнє значення К.К.Д. котельні брутто по виробленій нею всій

теплоті, %;

вп

– відсоток теплоти використаної на власні потреби котельні від виробленої,

К.К.Д. паровозних котлів

бр

кот

на розрахунковому режимі приймається

відповідно додатку Б, або з його паспортних даних.

Відсоток використаної теплоти на власні потреби котельні від виробленої

визначається за формулами

8,142

бр

кот

вп

∑

⋅

, (3.24)

4,91

бр

кот

вп

∑

⋅

, (3.25)

де

∑

вп

∑

вп

– питомі витрати палива на власні потреби котельні,

відповідно кг умов.палив/Гкал і кг умов.палив/т;

Питома витрата палива на власні потреби котельні складається з наступ-

них частин

інсифрозтобдфордутпродвп

bbbbbbbb

∑

, (3.26)

де

прод

– питома витрата палива на продувку котла, кг умов.палив/ГДж, або

кг умов.палив/Гкал;

дут

– питома витрата палива на постійно діюче парове дуття, кг

умов.палив/ГДж, або кг умов.палив/Гкал;

фор

– питома витрата палива на парове розпилювання палива форсункою

(враховується тільки при застосуванні мазуту), кг умов.палив/ГДж, або кг

умов.палив/Гкал;

обд

– питома витрата палива на обдувку поверхонь нагрівання котлоагре-

гату, кг умов.палив/ГДж, або кг умов.палив/Гкал;

розп

– питома витрата палива на розпалювання котла, кг умов.палив/ГДж,

або кг умов.палив/Гкал;

сиф

– питома витрата палива на сифонну тягу, кг умов.палив/ГДж, або кг

умов.палив/Гкал;

ін

– питома витрата палива на інші господарські потреби кг

умов.палив/ГДж, або кг умов.палив/Гкал.

Складові частини питомих витрат палива на власні потреби котельні ви-

значаються таким чином.

Питома витрата палива на нагрівання продувочної води (віднесена до 1

ГДж, або 1 Гкал виробляємої теплоти) складає:

108

при 3,5% – ній продувці і

пв

=30°С b

прод

=0,36 кг умов.палив/ГДж, або 1,5 кг

умов.палив/Гкал;

при 3,5% – ній продувці і

пв

=50°С b

прод

=0,24 кг умов.палив/ГДж, або 1,0 кг

умов.палив/Гкал;

при 5% – ній продувці і

пв

=50°С b

прод

=1,38 кг умов.палив/ГДж, або 2,4 кг

умов.палив/Гкал;

при 5% – ній продувці і

пв

=100°С b

прод

=0,31 кг умов.палив/ГДж, або 1,3 кг

умов.палив/Гкал.

Питома витрата теплоти на обдування визначається з умов обдування че-

рез 8 годин роботи котла і приймається на рівні

обд

=0,1÷1,4 кг умов.палив/ГДж, або 0,45÷0,6 кг умов.палив/Гкал.

Витрату палива на розпалювання котла в умовах, характерних для

експлуатації залізничного транспорту (яке складає близько 20 розпалювань на

рік) приймають

розп

=0,1 кг умов.палив/ГДж, або 0,45 кг умов.палив/Гкал.

Сума складових частин

дут

, b

фор

, b

сиф

, b

ін

, кг умов.палив/ГДж, або кг

умов.палив/Гкал, визначається за формулою

8,142

бр

кот

інсиффордут

bbbb

∑

=+++

, (3.27)

де

∑

– сумарна кількість пари, що витрачається окремо на постійно діюче

дуття, на парове розпилювання палива у форсунці (тільки при використанні ма-

зуту), на сифонну тягу, та інші господарські потреби, %.

бр

кот

– середнє значення К.К.Д. котельні брутто по виробленій нею всій теплоті,

При постійно діючому паровому дутті

дут

=8%. При періодичному дутті

коефіцієнт

дут

визначається за формулою

кот

пар

дут

, (3.28)

де

пара

– сумарний час включеного парового дуття, год/доб;

кот

– час роботи котла за добу, год/доб.

Питома витрата палива на парове розпилювання палива форсункою

визначається відповідно її конструкції з таблиці 2.4.

Таблиця 3.4. Витрата палива на парове розпилювання різних котлів

Тип форсунки для розпилювання палива

фор

, %

струминні типу Шухова, Данілова, Ільмарине 3 – 4

щілинні і гвинтові Беста, Білоконя, П'янкова 2 – 3

паромеханічні ГМГБ 0,2 – 0,3

з двостороннім підведенням розпилюючого повітря

(ВНДІЗТ)

1,3 – 2,0

109

Для паровозних котлів обладнаних сифонною тягою витрата пари

приймається на рівні

сиф

=7÷10%.

При розрахунках витрату пари на інші господарчі потреби приймають

ін

=1%.

Питому витрату умовного палива, кг умов.палив/ГДж, або кг

умов.палив/Гкал, або кг умов.палив/т, тобто на вироблення одиниці теплоти

від

, або пари

від

обчислюють за формулами

100

8,142

нетто

кот

від

(3.29)

100

4,91

нетто

кот

від

(3.30)

де

нетто

кот

– К.К.Д. котельної установки з урахуванням втрат і витрат на

власні потреби, %.

Кількість тонн умовного палива (т умов.палив) необхідного для вироб-

лення заданої кількості теплоти, підраховують за формулами

1000

від

бр

ум

кот

⋅

, (3.31)

1000

відвід

ум

кот

⋅

, (3.32)

де

від

– питома витрата умовного палива на 1 ГДж, або 1 Гкал відпущеної

теплоти, кг умов.палив/ГДж, або кг умов.палив/Гкал;

від

– питома витрата умовного палива на 1 т відпущеної пари,

кг умов.палив/т.

Приклад

Визначити місячні витрати мазуту для котельні з умовним котлом, який

працює з наддувом і має продуктивність

від

= 5,45 т/год. Котел обладнаний

форсункою з двостороннім підведенням розпилюючого повітря а

фор

=1,6%.

Водяні економайзери відсутні. К.К.Д. котла брутто становить 80%. Для котла

застосовується постійно діюче дуття а

дут

=8%. Сифонна тяга відсутня, тобто

сиф

=0. Для інших господарчих потреб прийнято а

ін

=1%.

Згідно (3.27) визначаємо

92,188,142

106,18

=⋅

=+++

інсиффордут

bbbb

кг умов.палив/Гкал;

Згідно з проведеними випробуваннями котла встановлені величини пито-

мих витрат палива на власні потреби, які наведені в таблиці 3.5

Таблиця 3.5. Питомі витрати палива на власні

110

Питомі витрати палива кг умов.палив/Гкал

на продувку котла, b

прод

1,3

на обдування, b

обд

0,58

на розпалювання котла, b

розп

0,42

Відповідно формули (3.26) маємо

9,2092,1842,058,03,1 =+++=

∑

кот

вп

кг умов.палив/Гкал.

За формулою (5.24)

7,11

8,142

809,20

⋅

вп

За формулою (5.23)

64,70

100

7,11

180

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−⋅=

нетто

кот

За формулою (5.30)

39,129100

64,70

4,91

=⋅=

від

кг умов.палив/т.

Витрата умовного палива з виразу (5.32) за місяць складе

72,507

1000

39,129302445,5

⋅

ум

кот

т умов.палив.

Приймаючи з табл.. 5.6 значення паливного еквіваленту для мазуту 1,37,

отримаємо чисельне значення натурального палива (мазуту) необхідного

котельні на місяць

6,370

37,1

72,507

нат

т.

Таблиця 3.6. Середні значення теплових еквівалентів для переводу

умовного палива в натуральне

Вид палива

Одиниця

виміру

Середнє значення

калорійного еквіваленту, Е

1 2 3

Донецьке вугілля:

– газове (ГО) на 1т 0,816

– довговогнисте (ДМ, ДО) те ж саме 0,782

– пісне (ОС) – 0,895

– антрацит крупних сортів – 0,993

– антрацит сорту АС – 0,888

– антрацит штиб і шлам – 0,818

– антрацит рядовий АРШ – 0,779

Львівсько–Волинське вугілля – 0,764

Українське буре вугілля – 0,398

Сілезьке – 0,800

Інше імпортне вугілля – 0,800

Брикети із вугілля донецького – 0,983