Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Практична робота №2
Ефективність систем спалювання палива
Мета роботи: закріплення лекційного матеріалу та більш глибоке вивчення систем спалювання палива, проведення енергетичного аудиту систем спалювання палива.
Теоретичні відомості
Типи пристроїв для спалювання палива
Основним елементом систем спалювання палива являються пристрої для його спалювання. Від їх енергетичної ефективності залежить ефективність роботи систем в цілому.
Ефективність роботи систем залежить від конструктивних особливостей пристроїв для спалювання палива, способів підготовки паливно-повітряної суміші та швидкісних режимів їх роботи. В зв’язку з цим розглянемо особливості пристроїв для спалювання мазуту, газу і вугільного пилу, їх недоліки та переваги.
Мазутні форсунки
Ввід мазуту та його розпилювання в топковій камері здійснюється за допомогою механічних, парових, повітряних та ротаційних форсунок.
В механічних форсунках необхідна тонкість розпилювання визначається конструкцією форсунки і енергією тиску мазуту. Це потребує високого тиску мазуту перед форсунками, в межах 1,0…3,5 МПа, його підігрів до температур 100…120 С і ретельного очищення. Продуктивність механічних форсунок звичайно регулюють дроселюванням мазуту, що обумовлює зниження його тиску перед форсункою і погіршення розпилювання. В зв’язку з цим механічні форсунки мають обмежену можливість якісного регулювання продуктивності тільки в діапазоні 80…100 %, а продуктивність форсунки за даними складає до 0,06 кг/с.
Перевага механічних форсунок полягає в тому, що вони еконо-мічні, тобто не потребують водяної пари для розпилювання. Вони мають малі витрати енергії на розпилювання в межах 1 кВтгод на 1т мазуту, безшумні в роботі.
Недоліки форсунок складають:
При роботі парових форсунок використовується кінетична енергія струменю водяної пари, яка розбиває потік мазуту на найдрібніші частинки. Тиск злегка перегрітої пари 0,4…0,6 МПа, а витрата пари складає 0,3…0,8 кг на 1кг палива.
Переваги парових форсунок:
Недоліки цих форсунок їх мала економічність і ефективність, так як розпилювання парою не тільки неекономічне, але і знижує температуру факелу. Парові форсунки споживають велику кількість пари (2…3 % паропродуктивності котла), а також досить шумні. Це обмежує їх використання в основному котлами продуктивністю до 6,0 кг/с.
Необхідність мати мазутну форсунку, яка працює економічно в широкому діапазоні регулювання, призвело до створення паромеха-нічних форсунок. В них навіть при продуктивності 10 % від номінальної нема погіршення процесу розпилювання. Паромеханічні форсунки, навантажені вище 80 % номінального, працюють як механічні форсунки, при більш низькому навантаженні – як парові. Вони виготовляються на продуктивність 0,1…15 кг/с.
Замість пари розпилювання мазуту може виконуватись повітрям, тому досить розповсюдженими є повітряні форсунки високого та низького тиску, робота яких більш економічна. В повітряних форсунках високого тиску використовується стиснене повітря тиском 0,6…0,8 МПа. Витрати повітря при цьому знаходяться в межах 1,0…1,5 кг на 1 кг мазуту.
Перевага повітряних форсунок високого тиску в наступному:
Недоліки – висока початкова вартість внаслідок необхідності установки компресору або використання компресорної станції підприємства.
Повітряні форсунки низького тиску використовують повітря тиском (3,5…10) кПа, який можуть забезпечити високонапірні вентилятори. При цьому потрібна якість розпилювання досягається при витратах повітря, які рівні (0,6…0,85) Vо кг на 1 кг мазуту (Vо – теоретичні витрати повітря). Такі форсунки мають високу економічність, хороший пірометричний ефект, який визначається повнотою згорання палива і малим коефіцієнтом надлишку повітря, а також прості при автоматизації процесу. До недоліків повітряних форсунок низького тиску відносяться їх значні розміри. Використовуються ці форсунки в основному в промислових печах.
Високі показники мають ротаційні форсунки, які представляють собою повітряну форсунку низького тиску, вентилятор і електродвигун з числом обертів, яке регулюється. Ротаційні форсунки мають широкі межі регулювання продуктивності 20…140 % і мають обладнання для автоматичного регулювання. Такі форсунки, хоч і громіздкі, мають високу економічність і добре працюють на промислових печах, за виключенням регенеративних.
Газові пальники
Співвідношення кількості газу і повітря, їх перемішування визначають повноту згорання газу, довжину факелу, рівномірність розподілу температур і теплових потоків в топковому об’ємі. По принципу змішування газові пальники розділяються на інжекційні і з примусовою подачею повітря. В інжекційному пальнику газ, який поступає з сопла під тиском в кілька кілопаскалей, підсмоктує потрібну кількість повітря і перемішується з ним. При зміні теплової потужності пальника шляхом збільшення чи зменшення витрат газу співвідношення газ – повітря залишається постійним. Для налагоджування і настроювання пальників на їх повітряному тракті установлюється регулювальна шайба. Горіння готової газоповітряної суміші протікає майже вмить і завершується всередині насадки. В зв’язку з цим ці пальники одержали назву безполуменевих. При їх встановленні визначення розмірів робочої камери здійснюється виходячи за умов технологічних вимог, а не за умов завершення процесу горіння. Інжекційні пальники мають широкий діапазон подачі газу, до 0,3 м3/с, і хоча при роботі і потребують підвищеного тиску газу, зате відсутність вентилятору скорочує витрати електроенергії.
В пальниках з примусовою подачею повітря газ і повітря під ти-ском підводяться роздільно і частково або повністю змішуються в самому пальнику чи на виході з нього. Для стабілізації процесу горіння конструкція пальника передбачає завихрення газових і повітряних потоків. Як первинне, так і вторинне повітря подаються під тиском 2…3 кПа. По тиску газу пальники розділяють на низького тиску до 5 кПа, середнього – 5 кПа…0,3 МПа і високого – більше 0,3 МПа. Інжекційні пальники, як правило, виконують низького і середнього тиску.
Крім пальників, які використовуються для спалювання тільки газу, застосовують і пальники для сумісного спалювання газу і мазуту або комбінованого спалювання низькокалорійного газу з пилоподібним паливом. Слід мати на увазі, що для надійної і економічної роботи паливовикористовуючої установки важливим є не тільки тип пальника, але і їх число. Цього потребує максимальне заповнення факелом топкового об’єму, регулювання процесу горіння і зміна теплопродук-тивності установки при зміні її режимів роботи.
Пиловугільні пальники
При спалюванні твердого палива в факельних топках втрати теплоти від неповноти згорання та оптимальне значення коефіцієнту надлишку повітря нижче, чим при спалюванні палива в жарових топках. Крім того, факельні топки придатні для спалювання будь-яких палив при великій потужності.
Велике значення для факельного спалювання твердого палива мають конструкції пальників, які застосовуються, так як вони визначають характер процесу горіння, добре сумішеутворення та стійке запалювання факелу. Широке розповсюдження отримали вихрові пальники з закрученими потоками пиловугільної суміші і вторинного повітря та щілинні пальники. В щільних суміш подається в робочий об‘єм камери через вузькі щілини. Довжина факелу в цьому випадку значна, тому такі пальники використовуються при кутовому або зустрічному розміщенні в камері. Вихрові пальники дають факел невеликої довжини і розміщуються на фронтальній стінці камери.
При спалюванні пиловидного палива сумісно з газом використовуються комбіновані пилогазові пальники. На агрегатах великої потужності доцільно встановлювати завиткові пальники. При цьому необхідно, щоб при будь-якій конструкції пальника потоки пилоповітряної суміші і вторинного повітря закручувались в одному напрямку. По мірі руху вони проникають один в другий і перемішуються, тягнучи за собою поточні гази. Це сприяє швидкому спалахненню і згоранню палива.
Бурі вуглі, фрезерний торф, горючі сланці краще всього спалювати в вигляді пиловидного палива в тонких плоских паралельних струменях. Вихрові і щілинні пальники універсальні для спалювання різноманітних палив, крім пісних кам’яних вуглів. При правильному виборі швидкості та кількості первинного і вторинного повітря втрати теплоти від механічної неповноти згорання палива складають для бурого вугілля 1,0…1,5 %, для кам’яного 3…4%.
Типові причини зниження енергетичної ефективності пристроїв
Аналіз літературних джерел, а також результати ЕО деяких промислових підприємств дозволяють зробити висновок, щодо основних причин, які знижують енергетичну ефективність пристроїв для спалювання палива, відносяться наступні:
На підприємствах України використовуються пристрої застарілої конструкції. Для спалювання природного газу рідко застосовуються такі сучасні типи пальників:
Керування роботою пристроїв для регулювання співвідношення газ–повітря з метою забезпечення оптимального навантаження та режиму горіння здійснюється переважно пневматичним або механічним способами. В основному це робиться вручну.
Підтримання необхідної температури в печах різних типів звичайно здійснюється за допомогою датчиків, які в свою чергу регулюють тиск газу і повітря, що подаються в піч. Управління, регулювання за допомогою мікроелектронної апаратури та коп’ютерних моніторів використовується рідко.