Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Март » 19 » Тепловой баланс печи
22:24
Тепловой баланс печи


Печи служат для сжигания топлива с целью получения тепловой энергии для различных промышленных и бытовых нужд. В прошлый раз мы коснулись общих характеристик наиболее распространенных технических решений проектирования печных устройств. Сегодня познакомимся с тепловым балансом основного агрегата всех ТЭС.

Тепловой баланс любой печи можно выразить простым выражением: ∑Qвх = ∑Qвых, то есть, сумма входящей в печь тепловой энергии (теплота – Q) равна сумме выходящей из печи тепловой энергии. Если этот баланс не выполняется, тогда печь или погаснет или расплавится. Основным источником притока тепловой энергии в печь служит химический процесс сжигания топлива в кислороде воздуха. Дополнительные источники тепловой энергии для печи служат: тепло входящего воздуха, тепло с топливом и, иногда, тепло воспламенителя. Последний служит для облегчения розжига основного топлива и присутствует не всегда. Например, это факел горящего природного газа в печи для обжига сернистого колчедана или факел горящего водорода в печи для сжигания газов из пиролизного аппарата (из-за низкого содержания топливных компонентов и высокого содержания инертных азота и диоксида углерода, не всегда удается достичь желаемой полноты сгорания без дополнительного воспламенителя).

Основными путями оттока тепла из печи являются: тепло, уходящее с теплоносителем, тепло, уходящее с топочными газами, тепло, уходящее с золой, тепловые потери через стенку печи и пр. Тепловой поток, приходящий или уходящий с веществом зависит от температуры и теплоемкости данного вещества, выражаемой в кДж на моль (килограмм) на градус. То есть, это количество энергии, переносимое одной единицей вещества при изменении ее температуры на один градус. Упрощенная схема теплового баланса типичной печи изображена на рисунке.

 

Соотношение этих величин зависит от многих факторов. Уход тепла с теплоносителем является полезной работой печи, иначе – КПД печи. Чаще всего этот процент составляет около 50-75%. Для повышения КПД печи стремятся снизить тепловые потери печи. Классические методы: повышение тепловой изоляции печи для снижения потерь на теплопроводность стенок печи. Для этого печь дополнительно изолируют специальными теплоизоляционными материалами, наиболее распространенные из которых: асбест, шамотный кирпич, шлакоблоки, пористые керамические блоки и пр.

Для снижения потерь с потоком топочных газов следует соблюдать оптимальное количество подаваемого в печь воздуха (кислорода). Использование чистого кислорода может резко повысить КПД печи, так как, нет уходящего азота (которого в воздухе до 78%). Азот, не участвуя в процессе, все равно, нагревается в печи и уносит в трубу тепловую энергию, что снижает как КПД печи, так и температуру в топке. Слишком высокая температура в топке может привести к оплавлению и разрушению материала печи. При этом, часто для достижения высоких температур, например при плавке металлов, бывает необходимо использование чистого кислорода для повышения температуры пламени.

При этом для полного сгорания топлива необходимо значительное количество кислорода, слишком высокая подача воздуха приводит к увеличению уноса тепла с газовым потоком, а слишком маленькая подача воздуха приводит к неполному сгоранию топлива и уносу из печи сажи и оксида углерода, которые при полном сгорании могут выделить еще тепловую энергию.

Часто приходится видеть, как не только владельцы частных домов, но и ТЭС и ТЭЦ предприятий плохо регулируют подачу воздуха в печь, что приводит к черному дыму, богатому сажей. Это повышает расход топлива и способствует загрязнению атмосферы. На современных ТЭС производится тонкая непрерывная регулировка подачи воздуха по показаниям датчиков температуры и в различных участках печи и оптической плотности топочных газов.

Дополнительным негативным моментом слишком обильной подачи воздуха в топку, является унос частиц золы с топочными газами, что приводит к загрязнению атмосферы.

При повышении зольности топлива происходит увеличение потерь тепловой энергии с золой. Особенно эта проблема присуща печам с колосниковой решеткой. Кроме того, большое количество золы приводит к снижению полноты сгорания топлива и уносу части не прогоревшего топлива с золой в сборник шлака.

Более подробный анализ теплового баланса печей, а так же, примеры теплового расчета топочных устройств мы коснемся в следующих беседах.

Категория: Топливо и энергетика | Просмотров: 2936 | Добавил: Chemadm | Теги: топочные устройства, печи, ТЭС | Рейтинг: 4.8/12
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]