Summary of Ipari kazánok: Típusok és működési elvek
Ipari Kazánok: Típusok, Alapelvek, Hatásfok és Veszteségek
Bevezetés
Ez az anyag röviden bemutatja a kazánok hőveszteségeinek alapvető típusait, azok számítási módszereit és a csökkentésükre vonatkozó elveket. Az önálló tanulást segítő anyag definíciókat, példákat, valamint a veszteségek csökkentésére vonatkozó ajánlott intézkedéseket is tartalmaz.
Definíció: A kazán veszteségei az üzemanyag elégetése során felszabaduló energia azon részei, amelyek nem alakulnak át hasznos hővé a munkaközegben, hanem a környezetbe vagy a füstgázokkal távoznak.
A főbb veszteségtípusok áttekintése
- Kémiai égésveszteség (éghető anyagok a füstgázban)
- Kéményveszteség (a füstgázokkal távozó hő)
- Szilárd maradványok fizikai hővesztesége
- Hőátadási veszteségek a környezetbe (sugárzás és vezetés)
Kémiai égésveszteség
Definíció: Az éghető termékekben (CO, el nem égett szénhidrogének) a füstgázban lévő energia.
- A kémiai égésveszteség képlete (mért CO és átváltási értékek felhasználásával):
$$\xi_{chem} = \left(1 - \xi_{u}\right) \frac{V_{sp}}{Q_{n}} \left(12640\cdot V_{CO} + 35800\cdot V_{HC} + \dots\right)$$
ahol $\xi_{u}$ a hasznos hő veszteségekkel nem fedezett része, $V_{sp}$ a száraz füstgáz térfogata [m^3_n/kgpal], $Q_{n}$ a tüzelőanyag fűtőértéke, $V_{CO}$ és $V_{HC}$ a CO és szénhidrogének térfogata a füstgázban.
Gyakorlati szempontok:
- A szénhidrogének mennyisége általában alacsony, ezért gyakran táblázatos veszteségértékeket használnak az égéstér típusa szerint.
- A CO mérését közvetlenül az égéstér után kellene végezni, a gyakorlatban azonban gyakran csak a kazán után mérik (olcsóbb, egyszerűbb).
Táblázat: Irányadó kémiai égésveszteségek az égéstér típusa szerint
| Égéstér típusa | Veszteség (%) |
|---|---|
| Rostélyos | 0,5–1,0 |
| Granulátumos | 0,3–1,5 |
| Salakolvasztó | 0,3–0,7 |
| Pakura és gáz | ≤ 0,5 |
Megszüntetés:
- Égessünk elegendő levegőfelesleggel $\alpha>1$.
- Biztosítsuk a tüzelőanyag és a levegő jó keveredését.
- Biztosítsuk az elegendő időt és hőmérsékletet a tökéletes égéshez.
Tudtad, hogy a kazán utáni CO mérés alulbecsülheti az égéstérben zajló tényleges égésveszteséget a kazánban történő másodlagos utóégés miatt? Ezért a gyakorlatban a forráshoz lehető legközelebbi mérés javasolt.
Kéményveszteség (a füstgázok érzékelhető hővesztesége)
Definíció: A füstgázokkal a kéménybe távozó energia érzékelhető (füstgáz hőmérséklete) és látens (esetleges kondenzáció) hő formájában.
Alapvető összefüggés (irányadó):
$$\xi_{chimney} = \left(1 - \xi_{u}\right) V_{sp} c_{sp} \left(t_{sp} - t_{v}ight) / Q_{n}$$
ahol $V_{sp}$ a füstgáz térfogata 1 kg tüzelőanyagra vetítve, $c_{sp}$ a füstgáz közepes fajhője, $t_{sp}$ a füstgáz hőmérséklete a kazán kilépésénél, $t_{v}$ a vonatkoztatási környezeti hőmérséklet (általában $20,^{\circ}\mathrm{C}$), $Q_{n}$ a tüzelőanyag fűtőértéke.
Gyakorlati összefüggések a gyakorlatból:
- Az együtthatók a tüzelőanyag típusától függenek (feketeszén, barnaszén, gáz, fűtőolaj).
- Az irányadó hőmérséklet- és együtthatóértékek a kazán szerkezetétől (porlasztós vs. rostélyos) és teljesítményétől függően eltérőek.
Táblázat: Példák a füstgáz entalpiájának együtthatóira
| Tüzelőanyag | A | B |
|---|---|---|
| Feketeszén | 0,005 | 0,63 |
| Barnaszén $W_r=20%$ | 0,008 | 0,63 |
| Barnaszén $W_r=40%$ | 0,012 | 0,66 |
| Fűtőolaj | 0,006 | 0,60 |
| Földgáz | 0,011 | 0,33 |
A kéményveszteség megszüntetése:
- A füstgáz hőmérsékletének csökkentése (hőcserélők, hővisszanyerés) a harmatpontok és a korrózió kockázatának figyelembevételével.
- A kazán és a hőcserélő felületek rendszeres tisztítása (az áramlási ellenállás csökkentése és a jobb hőátadás érdekében).
- Az égés optimalizálása, hogy ne legyen túl magas a levegőfelesleg.
Tudtad, hogy a füstgázok részleges kondenzációja növelheti az általános hatásfokot, de felgyorsíthatja az alacsony hőmérsékletű korróziót, ha az anyagok nem ellenállóak?
Szilárd maradványok fizikai hővesztesége
Definíció: A szilárd maradványok (hamu, salak, kohósa
Sign up for the full summaryAlready have an account? Sign in
Kazánhőveszteségek
Klíčové pojmy: Kazán veszteségei: kémiai tökéletlen égés, füstgáz, szilárd maradványok, környezeti hőleadás, A kémiai tökéletlen égést CO és szénhidrogének mérésével határozzuk meg; az égéstér típusa szerint táblázatos értékek, A füstgázveszteség a füstgáz térfogatából, fajhőjéből és hőmérséklet-különbségéből számítható, A szilárd maradványok entalpiája: $i_s = c_s \cdot t_s$, a salak hőmérséklete ~600°C, a folyékony salaké ~1500°C, A veszteségek kiküszöbölése: a levegőfelesleg optimalizálása $\alpha>1$, jó keveredés, égési idő, A füstgázveszteségek csökkentése: hővisszanyerés, hőcserélők tisztítása, harmatpont ellenőrzése, A burkolat szigetelése és a karbantartás csökkentik a környezetbe távozó hőveszteséget, A kazán hatásfoka nem állandó; éves mérlegekben átlagos hatásfokot kell használni