Зависимость КПД брутто котельного агрегата от состава угольной смеси | Статья в журнале «Техника. Технологии. Инженерия»

Библиографическое описание:

Сарпеков А. Т., Степанова О. А., Ермоленко М. В., Исайнов Б. К. Зависимость КПД брутто котельного агрегата от состава угольной смеси // Техника. Технологии. Инженерия. — 2017. — №2. — С. 55-58. — URL https://moluch.ru/th/8/archive/57/2121/ (дата обращения: 27.05.2018).



В статье рассматривается возможность использования топливной угольной смеси для сжигания в котельном агрегате. Рассмотрен состав угольной смеси и ее составляющих. Представлены методы расчета. Показана зависимость КПД котельного агрегата от состава угольной смеси.

Ключевые слова: топливо, уголь, угольная смесь, горючий состав, КПД брутто

Проблемы теплоэнергетики на сегодняшний день стоят на одном из первых мест во всем мире по значимости и сложности решения. Комбинированную выработку тепла и электроэнергии осуществляют на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) [1].

Наиболее часто используемым топливом на ТЭС является уголь. А в Республике Казахстан угольная промышленность является одной из важнейших ресурсных отраслей. В Казахстане представлены все основные сегменты угольной промышленности, однако особенно развиты добыча и использование энергетического угля [2, 3].

При рассмотрении перспектив использования угля одним из основных вопросов является его эффективное сжигание, а это в первую очередь выполнение двух требований:

‒ сжигание должно быть полным (экономичным);

‒ сжигание не должно приводить к высоким выбросам вредных веществ (в первую очередь оксидов серы и азота).

Одним из способов сжигания угля является сжигание в пылевидном состоянии. В совершенствовании данного направления проводится большое количество исследований. Рассматривается возможность совместного сжигания различных углей. При составлении смеси углей надо соблюдать ряд правил и требований для проведения экономически и экологически целесообразного процесса [4].

Изучение возможности сжигания угольных смесей актуально для Казахстана, так как было отмечено, что рынок углей широк. Цены на топливо различны и возможно правильная комбинация угольных смесей даст возможность получить экономически эффективные и технологичные угольные смеси.

Целью исследования было установление зависимости КПД котельного агрегата от состава топлива (угольной смеси).

Объект исследования — процесс горения смеси углей Каражыринского марки Д и Макубенского марки Б3 в котле Е 35/3,9/440 КТ.

Предмет исследования — влияние массового состава угольной смеси на КПД котельного агрегата.

В таблице 1 представлены технические характеристики котельного агрегата Е 35/3,9/440 КТ.

Таблица 1

Технические характеристики котельного агрегата Е 35/3,9/440 КТ

Показатели

Единица измерения

Значение

Паропроизводительность

т/ч

35

Рабочее (избыточное) давление теплоносителя на выходе

МПа

3,9

Температура пара на выходе (перегретый)

°С

440

Температура питательной воды

°С

145

Вид расчетного топлива

1 — каменный уголь;

2 — бурый уголь

Горелка

пылеугольная

Горючий состав Каражыринского и Майкубенского углей представлен на рисунке 1, влажность и зольность на рисунке 2, низшая теплота сгорания на рисунке 3.

Рис. 1. Горючий состав Каражыринского угля и Майкубенского угля

Рис. 2. Влажность и зольность Каражыринского угля и Майкубенского угля

по рабочему составу

Рис. 3. Низшая теплота сгорания Каражыринского угля и Майкубенского угля

Массовый процентный состав смеси двух углей (месторождений «Каражыра» и «Майкуба») определяли по формуле:

;

(1)

;

;

;

;

;

,

где- рабочий состав угля месторождения «Каражыра», %;

— рабочий состав угля месторождения «Майкуба», %;

— массовая доля угля месторождения «Каражыра».

Низшую теплоту сгорания топливной смеси, кДж/кг, определили по формуле:

.

(2)

Тепловой расчет котельного агрегата проводили согласно [5].

Коэффициент полезного действия , %, определили методом обратного баланса по формуле (3):

,

(3)

где - сумма потерь котельного агрегата, %.

Результаты исследований были обработаны на ПЭВМ с помощью Excel.

Исследования проводились для топливной угольной смеси из углей Каражыринского (компонент 1) и Майкубенского месторождений (компонент 2). Были изучены составы смеси при различных соотношениях массовых долей компонента 1 и компонента 2 соответственно, %: 90:10; 80:20; 70:30; 60:40; 50:50; 40:60; 30:70; 20:80; 10:90.

КПД брутто при сжигании Майкубенского угля равен 87 %, а при сжигании Каражыринского — 90,1 %. Зависимость КПД брутто при сжигании угольной смеси в зависимости от массового состава показана на рисунке 4. Аналитически зависимость КПД брутто , %, от массового состава смеси описывается уравнением 4:

.

(4)

Увеличение КПД брутто при сжигании угольной смеси при увеличении массовой доли компонента 2 объясняется снижением потерь с уходящими газами, которые являются одними из главных составляющих теплового баланса.

Рис. 4. Зависимость КПД брутто от состава угольной смеси

Литература:

1. Балбекова Б. К., Рахишева Ж. А., Акимов А. Г., Шмидт К. М., Ахметова Д. Р., Насенов Т. Е. Мониторинг промышленной безопасности предприятий теплоэнергетики (теплоэлектроцентали) // Вестник КазНТУ. — 2015. — № 3. — С. 44–49.

2. Концепция развития топливно-энергетического комплекса Республики Казахстан до 2030 года. Утверждено постановлением Правительства Республики Казахстан от 28 июня 2014 года № 724.

3. Общие правила сжигания топлива (угля) в твердотопливных котлах // SETS URL: https://sets.com.ua/obshhie-pravila-szhiganiya-topliva-v-tverdotoplivnyx-kotlax/.

4. Совместное сжигание бурого и каменного угля с биомассой // ЛесПромИнформ (журнал) URL: http://lesprominform.ru/jarchive/journals/itemshow/79.

5. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред. Н. В. Кузнецова и др., М., «Энергия», 1973. — 296 с.

Основные термины (генерируются автоматически): угольной смеси, котельного агрегата, состава угольной смеси, КПД котельного агрегата, топливной угольной смеси, характеристики котельного агрегата, смеси углей, Зависимость КПД, состав угольной смеси, зависимость КПД, зависимость КПД котельного, сжигании угольной смеси, массового состава, зависимости КПД котельного, составлении смеси углей, смеси углей Каражыринского, массового состава угольной, массового состава смеси, использования топливной угольной, основные сегменты угольной.

Ключевые слова

топливо, уголь, КПД брутто, угольная смесь, горючий состав

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Посетите сайты наших проектов

Задать вопрос