Melegvizes kazán ellenőrző termikus számítása. KETTŐS
A hőtermelő létesítmény működését hőveszteség kíséri, általában törtrészekben, %:
qi= (Q i/ K r r) ⋅ 100.
1. Hőveszteség a hőtermelő füstgázaiból
q 2 = (K 2 / Kр р) ⋅ 100, %.
Hőtermelőben ez legtöbbször a hőveszteség legnagyobb része. A füstgázok hővesztesége csökkenthető:
A füstgázok mennyiségének csökkentése a kemencében szükséges levegőfelesleg együttható α t fenntartásával és a levegőszívás csökkentésével;
Füstgázok hőmérsékletének csökkentése, melyhez farfűtő felületeket használnak: víztakarékos, légfűtő, kontakt hőcserélő.
A füstgázok hőmérséklete (140...180 °C) költséghatékonynak tekinthető, és nagyban függ a kazáncsövek és a gazdaságosító belső és külső fűtőfelületeinek állapotától. A kazáncső falainak belső felületén vízkőlerakódás, valamint a külső fűtőfelületen a korom (pernye) jelentősen rontja a füstgázok hőátadási tényezőjét a víz és a gőz felé. Az economizer vagy a légfűtő felületének növelése a füstgázok mélyebb hűtésére nem célszerű, mivel ez csökkenti a hőmérsékleti nyomást Δ Tés nő a fémfogyasztás.
A füstgázok hőmérsékletének emelkedése a nem megfelelő működés és a tüzelőanyag elégetése következtében következhet be: nagy huzat (a tüzelőanyag kiég a kazánnyalábban); szivárgások jelenléte a gázelválasztókban (a gázok közvetlenül áramlanak át a kazánegység gázcsatornáin, anélkül, hogy hőt adnának a csöveknek - fűtőfelületeknek), valamint nagy hidraulikus ellenállás a csövek belsejében (a vízkő lerakódása miatt és iszap).
2. Kémiai alulégés
q 3 = (K 3 / Kр р) ⋅ 100, %.
A tüzelőanyag kémiai tökéletlen égéséből származó hőveszteségeket a kipufogógázokban lévő illékony éghető anyagok H 2, CO, CH 4 elemzésének eredményei alapján határozzák meg. A kémiai tökéletlen égés okai: gyenge keverékképződés, levegőhiány, alacsony hőmérséklet a kemencében.
3. Mechanikai aláégetés
q 4 = (K 4 / Kр р) ⋅ 100, %.
A tüzelőanyag mechanikai tökéletlen égéséből származó hőveszteség a szilárd tüzelőanyagra jellemző, és attól függ, hogy a tüzelőanyag a rostélyon keresztül a salak- és hamueltávolító rendszerbe, az el nem égett tüzelőanyag részecskéinek füstgázokkal és salakkal való magával ragadásától függ, amelyek megolvaszthatják a részecskéket. szilárd tüzelőanyagot, és megakadályozza annak teljes égését.
4. Burkolatszerkezetek külső hűtése miatti hőveszteség
q 5 = (K 5 / Kр р) ⋅ 100, %.
Ezek a hőtermelő külső felülete és a környező külső levegő közötti hőmérséklet-különbség miatt keletkeznek. Ezek a szigetelőanyagok minőségétől és vastagságától függenek. A támogatásért q 5, meghatározott határokon belül szükséges, hogy a hőtermelő külső felületének - bélésének - hőmérséklete ne haladja meg az 50 °C-ot.
Hőveszteség q 5 csökken a füstgázok a gázút mentén, ezért a hőtermelőnél bevezették a hőmegmaradási együttható fogalmát.
φ = 1 − 0,01 q 5 .
5. Veszteségek a salak fizikai hőjével
q 6 = (K 6 / Kр р) ⋅ 100, %.
A salak magas, körülbelül 650 °C-os hőmérséklete miatt keletkeznek, és csak szilárd tüzelőanyag égetésekor jellemzőek.
A hőtermelő hőveszteségének, bruttó hatásfokának, természetes, számított és feltételes tüzelőanyag-fogyasztásának kiszámítására szolgáló táblázatok a referencia irodalomban találhatók.
4. előadás
Kemence- és égőberendezések
Tüzelőberendezések
Firebox- tüzelőanyag elégetésére tervezett berendezés hőtermelés céljából. A tűztér égető és hőcserélő berendezés funkcióját látja el - a hő egyidejűleg kerül át az égési fáklyából sugárzással és az égéstermékekből konvekcióval a képernyőfelületekre, amelyek mentén a víz kering. A sugárzó hőcsere aránya a kemencében, ahol a füstgázok hőmérséklete 1000 °C körül van, nagyobb, mint a konvektív hőcsere, ezért leggyakrabban a kemencében lévő fűtőfelületek ún. sugárzás.
A földgáz, a fűtőolaj és a porított szilárd tüzelőanyag elégetésére kamrás kemencéket használnak, amelyek kialakításában három fő elemet lehet megkülönböztetni: az égéstér, a szitafelület és az égőberendezés.
1. Az égéstér vagy égéstérfogat a környezettől béléssel elválasztott tér.
Téglafal kerítéseknek nevezzük, amelyek elválasztják a hőtermelő égésterét és gázcsatornáit a külső környezettől. A kazán burkolata vörös vagy kovatéglából, tűzálló anyagból vagy tűzálló fémlemezekből készül.
A tűztér bélés belső része – bélés, füstgázok és salakok felől, tűzálló anyagokból készül: tűzálló téglából, tűzálló betonból és egyéb tűzálló masszákból. A bélésnek és a bélésnek kellően sűrűnek, különösen erősen tűzállónak, a salakok kémiai hatásainak ellenállónak és alacsony hővezetési együtthatónak kell lennie.
A bélés felfekhet közvetlenül az alapra, fémszerkezetekre (keretre), vagy rögzíthető az égéstér-szűrők és égéstermék-elvezető vezetékek csöveihez. Ezért három bélésminta létezik: masszív - saját alapja van; keretes (könnyű) – nincs alapja, fémkerethez van rögzítve; on-tube – képernyőfelületekhez rögzítve.
Rizs. 6.1. Melegvizes bojler elülső és oldalsó részei tűztérrel és tűzálló tégla béléssel
A keret a kazánegység összes elemének (dobok, fűtőfelületek, csővezetékek, burkolatok, lépcsők és emelvények) rögzítésére és megtámasztására szolgál, és fémszerkezetekből áll, általában vázas, amelyek hegesztéssel vagy csavarokkal vannak összekötve az alappal.
2. A szitasugárzó fűtőfelület 51...76 mm átmérőjű acélcsövekből készül, 1,05...1,1 lépésenként beépítve. A képernyők sugárzással és konvekcióval érzékelik a hőt, és átadják a víznek vagy a csövekben keringő gőz-víz keveréknek. A képernyők védik a bélést az erős hőáramlástól.
Függőleges vízcsöves kazánoknál (6.2a. ábra) a fűtőfelület a felső 1 és alsó 3 hordóba hengerelt 2 forráscsövekből, 6 égésszűrőkből áll, amelyeket a kazándobokból az alsón keresztül táplálnak be vízzel. csövek 7 és csatlakozó 4 a kamrákból (5 gyűjtők). A szita típusú kazánok párologtató fűtőfelületei (6.2b. ábra) egy 1 dobból, egy 6 szitacsőrendszerből, alsó 8 és 9, valamint a felső 5 szitagyűjtővel, valamint 7 süllyesztő és 10 csővezetékből állnak.
Rizs. 6.2. A kazánok szitafűtő felületei:
a – függőleges vízcső, b – szitatípus
1 és 3 – felső és alsó dob, 2 és 7 – forraló és süllyesztő csövek, 4 és 10 – összekötő csövek, 5, 8 és 9 – kollektorok, 6 – égésszűrő
3. Az égőberendezéseket egy vagy két egymással szemben lévő (ellentétes) fűtőfelületre, a tűzhelyre, vagy a tűztér sarkaiba kell felszerelni. A kazán kemence falain egy mélyedés készül - a bélésben egy tűzálló anyaggal bélelt lyuk, ahol légregiszter és égőberendezés van felszerelve.
Bármilyen típusú (gázhalmazállapotú, folyékony vagy por alakú) tüzelőanyag esetén a levegőt főként (kivéve a befecskendező égőket) egy ventilátor kényszeríti a tűztérbe légregisztereken vagy légvezető eszközökön keresztül, ami biztosítja az intenzív örvénylést és a tüzelőanyag kibocsátását (utánpótlását). -levegő keverék a tűztér nyílás legszűkebb szakaszában 25…30 m/s sebességgel.
A légterelő berendezés egy axiális típusú lapátforgató, tengelye körül mozgatható lapátokkal. Lehetőség van a légáramhoz képest 45...50°-os szögben fix profillapátok beépítésére is. A légáramlás turbulenciája felerősíti a keverékképződési és égési folyamatokat, ugyanakkor megnő a légút mentén az ellenállás. A vezetőlapátok kényelmesek a ventilátorok és füstelvezetők teljesítményének automatikus szabályozására.
Égőberendezések
Az elégetett tüzelőanyag típusától függően számos égőberendezés létezik.
1. Szilárd porított tüzelőanyag elégetésekor keverő típusú égőket használnak. Az égéstér mélyedésébe egy csiga van beépítve, amelyben a por-levegő keveréket (primer levegővel porított tüzelőanyag) kavargatják, és egy gyűrűs csatornán keresztül az égő kimenetéhez szállítják, ahonnan a kemencébe kerül. kavargott rövid fáklya. A másodlagos levegő egy másik hasonló spirálon keresztül 18...30 m/s sebességgel, erőteljes örvénylő áramlás formájában kerül a kemencébe, ahol intenzíven keveredik a por-levegő keverékkel. Égőteljesítmény – 2…9 t/h szénpor.
2. Fűtőolaj égetésekor fúvókákat és fűtőolaj égőket használnak: mechanikus, forgó és gőz-levegős (gőz-mechanikus).
Mechanikus fúvóka. A kb. 100 °C-ra felmelegített fűtőolaj 2...4 MPa nyomáson belép a csatornába, és a fúvókához (permetezőfejhez) kerül, ahol az örvényporlasztó be van szerelve.
A mechanikus centrifugális fúvókák nem állítható és állítható ürítésre vannak osztva. Meg kell jegyezni, hogy ez a felosztás nagyon feltételes: megváltoztathatja mindkét fúvóka áramlását. A nem állítható fúvókák közé tartoznak a kis szabályozási mélységű fúvókák, valamint azok, amelyeknél a tápellátás változása a lekapcsolásukkal, a tüzelőberendezésből való eltávolításukkal és a permetezőelem cseréjével jár együtt.
A mechanikus centrifugális fúvókákat, amelyek a permetezőelemek elrendezésében különböznek egymástól, néha cserélhető fúvókákkal ellátott fúvókákra osztják, amelyek minden üzemmódban folyamatosan működnek, ami elsősorban a kazán működési körülményeinek köszönhető.
Rizs. 6.3. Mechanikus, nem állítható centrifugális fúvóka
A háztartási segédkazánok mechanikusan állítható centrifugális fúvókája (6.3. ábra) egy 6 testből 7 fogantyúval, egy 5 hordóból, amely egy vastag falú cső, végén szerelvény, egy 4 reteszelő hüvelyből, egy elosztóból ( fúvóka) 3, egy permetező alátét 2 és egy fej 1. Az üzemanyag az üzemanyag-befecskendező szivattyúból a házon lévő lyukakon és a hordó furatán keresztül a záróhüvelyen és az elosztón lévő furatokon keresztül a permetező alátéthez áramlik. Az ilyen kialakítású permetező alátétnek négy 8 csatornája van, amelyek az örvénykamra kerületéhez képest érintőlegesen helyezkednek el. Ezek mentén az üzemanyag a központba zúdul a 9 örvénykamrába, ahol intenzíven forog. Ebből az üzemanyag a központi 10 lyukon keresztül finoman permetezett részecskékből álló forgó kúp formájában jut be a tűztérbe.
A 2 permetező alátét és a 3 elosztó érintkezési felületeit gondosan megmunkálják, polírozzák, majd a fej összeszerelésekor egy 4 záróhüvely segítségével egymáshoz nyomják.
A permetező alátétek erősen ötvözött króm-nikkel vagy króm-volfrám acélból készülnek. A fúvóka áramlásától függően a tangenciális csatornák száma kettőtől hétig terjedhet.
A fúvóka csóva alakja az f k / f o aránytól függ, amelyben f k az összes érintő csatorna teljes területe, f o a központi lyuk keresztmetszete. Minél kisebb ez az arány, annál nagyobb a permetezési kúp szöge és annál rövidebb a permetezési hossz.
Az alátétek általában számok alapján készülnek. Minden szám egy adott takarmánynak felel meg, amely a műszaki dokumentációban van feltüntetve. Néha az alátétek a központi furat átmérőjének és az f k / f o aránynak megfelelő számokat tartalmaznak, míg a külföldi vállalatok indexek formájában alkalmaznak szimbólumokat (6.4. ábra). Például: az X betű azt jelenti, hogy az alátét elülső végfala lapos, a W betű gömb alakú; a bal oldali szám a központi furat készítéséhez használt fúró egyezményes száma, a jobb oldali szám az f k / f o arány, 10-szeresére növelve.
Rizs. 6.4. Permetező mosó
Forgó fúvóka. Az üzemanyagot egy csatornán és fúvókán keresztül egy forgó edénybe juttatják, összezúzzák és az égéstérbe engedik.
Rizs. 6.5. Rotációs gázolaj üzem telepítése
égők RGMG-10 (-20, -30):
1 – gázvezeték; 2 – légdoboz; 3 – keretgyűrű; 4 - gázcső;
5 , 6 – cső a gyújtásvédő berendezés (IPD) és a fényérzékelő felszereléséhez; 7 - gázkamra; 8 – a légterelő berendezés elülső gyűrűje; 9 – kúpos kerámia alagút (embrasure); 10 – a légterelő berendezés örvénylői; 11 – forgó fúvóka;
12 – gázkivezetések; 13 – keret a másodlagos levegő örvénylő központosításához; 14 – tartócső; 15 – vezetőkeret csapágy; 16 – vezetőkeret; 17 – légcsappantyú; 18 – ablak az örvénylő levegőellátására; 19 – égőfedél
Az üzemanyag nyomása - fűtőolaj 0,15...1 MPa, a tál pedig 1500...4500 ford./perc sebességgel forog. A levegő egy kúpon keresztül áramlik a tál körül, beborítja a forgó cseppfolyamot és elkeveredik vele. Előnyök: nincs szükség nagy teljesítményű olajszivattyúkra és a fűtőolaj finom tisztítására a szennyeződésektől; széles szabályozási tartomány (15...100%). Hátrányok: bonyolult kialakítás és megnövekedett zajszint.
Gőz-levegő vagy gőz-mechanikus fúvóka. A tüzelőanyagot a csatornába vezetik, amelynek külső felülete mentén a porlasztóközeg áramlik - gőz vagy sűrített levegő (nyomás 0,5...2,5 MPa).
A gőz akár 1000 m/s sebességgel távozik a csatornából, és apró részecskékre porlasztja az üzemanyagot (fűtőolajat).
A levegőt egy ventilátor préseli át a nyíláson.
Rizs. 6.6. Gőz-mechanikus fúvóka
Rizs. 6.7. Gőz-mechanikus fúvóka permetező alátétje
A gőzmechanikában (6.6. ábra), akárcsak a mechanikus fúvókában, a nyomás alatt lévő üzemanyag a gyűrű alakú 3 csatornába kerül, ahonnan a 2 porlasztó hat tangenciális 9 csatornáján keresztül a 4 örvénykamrába örvénylik. ez és a központi 5 lyukon keresztül kúpos film formájában kilép a tűztérbe A porlasztó 1 gőzrészében van egy gyűrű alakú 6 kamra is, ahová a gőzt tangenciális 7 csatornákon keresztül vezetik be, örvénylik benne, és a gyűrű alakú 8 résen keresztül a kúpos tüzelőanyagfilm legtökénél jut be a tűztérbe, amely így további energiát kap, és kis cseppekre permetezi. Ezek a cseppek azután másodlagos zúzódáson mennek keresztül az ellenállási erők hatására.
Bármely fűtőolaj-fúvókának rendelkeznie kell egy olyan berendezéssel, amely lehetővé teszi az üzemanyag és a levegő jó keverését, amelyet különböző típusú örvénylő eszközök - regiszterek - használatával érnek el. Az injektorkészletet regiszterrel és egyéb tartozékokkal hívják olajégő.
3. Gázégők.
Rizs. 6.8. GG-1 gázégő
(E vagy KV-GM típusú gőz- és melegvizes kazánok kemencéjében földgáz égetésére tervezték):
1-levegős doboz; 2-gáz elosztó; 3- örvénylő; 4- zavaró; 5-kapu; 6 szektoros; 7-elektromágnes; 8 beállító csavar; 9-szerelvény; 10-es mellbimbó
A gázégőket (égőket) arra tervezték, hogy gáz-levegő keveréket vagy külön gázt és levegőt szállítsanak az égési helyre (kemencébe), stabil égetésre és az égési folyamat szabályozására. Az égő fő jellemzője a hőteljesítmény, pl. az égőn keresztül betáplált gáz teljes égése során felszabaduló hőmennyiséget a gáz áramlási sebességének és alacsonyabb fűtőértékének szorzata határozza meg.
Az égő fő paraméterei: névleges hőteljesítmény, névleges gáz (levegő) nyomás az égő előtt, névleges relatív lánghossz, korlátozó és üzemi égő hőteljesítmény szabályozási együtthatók, fajlagos fémfogyasztás, nyomás az égéstérben, zajjellemzők.
A gáz égetésének három fő módja van:
1) Diffúzió– a gázt és a levegőt külön-külön szállítják a kemencébe a szükséges mennyiségben, és a keveredés a kemencében történik.
2) Vegyes– jól előkészített gáz-levegő keveréket juttatunk az égőbe, amely az égéshez szükséges levegőnek csak egy részét (30...70%) tartalmazza. Ezt a levegőt elsődlegesnek nevezzük. A maradék (másodlagos) levegő diffúzió útján jut be a fáklyába (az égő szájába). Ebbe a csoportba tartoznak azok az égők is, amelyekben a gáz-levegő keverék tartalmazza az égéshez szükséges összes levegőt, és a keveredés az égőben és magában a fáklyában egyaránt megtörténik.
3) Kinetikus– teljesen előkészített gáz-levegő keveréket vezetnek be több levegővel az égőbe. Keverőkben levegő keveredik gázzal, és a keverék gyorsan ég egy rövid, gyengén világító lángban, az égésstabilizátor kötelező jelenléte mellett.
A stabil láng jelenléte az egység megbízható és biztonságos működésének legfontosabb feltétele. Ha az égés instabil, a láng az égő belsejében ugrálhat vagy leszakadhat onnan, ami a tűztér és a füstcsövek gázszennyezéséhez, valamint a gáz-levegő keverék robbanásához vezet a későbbi újragyújtás során. A különböző gázok lángterjedési sebessége nem azonos: a legnagyobb 2,1 m/s
– hidrogén és levegő keverékéhez, a legkisebb pedig 0,37 m/s – metán levegővel keverékéhez. Ha a gáz-levegő áramlás sebessége kisebb, mint a láng terjedési sebessége, a láng fellángolása következik be az égőben, ha pedig nagyobb, akkor lángleválás következik be.
Az égési levegő ellátásának módja alapján a következő égőket különböztetjük meg:
1. Olyan égők, amelyeknél a tüzelőtérben kémény vagy füstelvezető által létrehozott vákuum, vagy konvekció következtében levegő jut az égési helyre. A gáz levegővel való keveredése nem az égőben, hanem mögötte, a mélyedésben vagy a tűztérben történik, az égési folyamattal egyidejűleg. Az ilyen égőket hívják diffúzió, egyenletesen fűtik a teljes tűzteret, egyszerű felépítésűek, hangtalanul működnek, a fáklya ellenáll a szakadásnak, és a láng áttörése lehetetlen.
2. Léggáz befecskendezésű égők, ill injekció. A gázvezetékből nyomás alatt lévő gázsugár egy vagy több fúvókából nagy sebességgel kilökődik, ennek eredményeként a keverő befecskendezőjében vákuum keletkezik, és levegő szívódik be (befecskendezve) az égőbe és keveredik gázzal, amikor mozog a keverőn. A gáz-levegő keverék áthalad a keverő torkán (a legkeskenyebb rész), amely kiegyenlíti a keverék áramlását, és belép a táguló részébe - a diffúzorba, ahol a keverék sebessége csökken és a nyomás nő. Ezután a gáz-levegő keverék belép a keverőbe (ahol a sebesség a tervezési értékre nő), és a szájon keresztül - az égési helyre, vagy a tűznyílásokkal ellátott kollektorba, ahol kis kékes-lila formájában ég fáklyák.
3. Gáz-levegő befecskendezésű égők. A ventilátor által létrehozott sűrített levegősugarak energiáját használják fel a gáz beszívására, az égő előtti gáznyomást pedig egy speciális szabályozó segítségével tartják állandóan. Előnyök: a keverő gázellátása a levegő sebességéhez közeli sebességgel lehetséges; változó nyomású hideg vagy fűtött levegő használatának lehetősége. Hátránya: szabályozók használata.
4. Kényszerlevegő-ellátású égők a gáz-levegő környezet előzetes előkészítése nélkül. A gáz levegővel való keveredése az égési folyamat során történik (azaz az égőn kívül), és a fáklya hossza határozza meg azt az utat, ahol ez a keveredés véget ér. A fáklya lerövidítésére a gázt a légáramhoz képest szögben irányított áramok formájában vezetik be, a légáramot csavarják, növelik a gáz- és légnyomások különbségét stb. A keverék elkészítésének módja szerint ezek az égők diffúziós (lángáttörés lehetetlen), tartalékként használják őket, amikor az egyik tüzelőanyagot a másikra viszi át a DKVR kazánokban, kandalló és függőleges réségők formájában.
5. Kényszerlevegő betáplálású égők és a gáz-levegő keverék előzetes elkészítése, ill olaj- és gázégők. Ezek a legelterjedtebbek, és előre meghatározott mennyiségű keveréket biztosítanak a tűztérbe való belépés előtt. A gázt egy sor résen vagy lyukon keresztül táplálják be, amelyek tengelyei a légáramhoz képest szögben vannak irányítva. A keverékképződés és a tüzelőanyag égés folyamatának fokozására a gázzal keveredés helyére örvénylő áramlásban levegőt juttatnak, amelyhez a következőket alkalmazzák: állandó vagy állítható lapátszögű pengeberendezések, csiga alakú égőtest. , érintőleges betáplálás vagy tangenciális penge örvénylők.
A Szovjetunió ENERGIA- ÉS VILLAMOSÍTÁSI MINISZTÉRIUMA ENERGIARENDSZEREK ÜZEMELTETÉSI TECHNIKAI OSZTÁLYA
ÖSSZUNIÓS ÁLLAMI BIZALOM A SZERVEZÉSÉRT ÉS
KERÜLETI ERŐÁLLOMÁSOK ÉS HÁLÓZATOK Racionalizálása
(ORGRES)
MÓDSZERTANI UTASÍTÁSOK TERMÁLISHOZ
A FILMEZÉS ÉS TERMIKUS VIZSGÁLATA
KAZÁNSZIGETELÉSEK
MŰSZAKI INFORMÁCIÓS IRODA
MOSZKVA 1967
Összeállította: ORGRES Technical Information Bureau
Szerk.: Eng. S.V.KHIZHNYAKOV
BEVEZETÉS
Megállapítást nyert, hogy a modern kazánok belső felületéről a külső környezet hővesztesége nem haladhatja meg a 300 kcal/m 2 ∙ óra, és a maximális hőmérséklet a bélés külső felületén nem haladhatja meg az 55 °C-ot 30 °C körüli átlagos környezeti hőmérséklet mellett a kazán magassága felett [L. , ,].
Ugyanakkor a kazánegységből a környezetbe jutó teljes megengedett maximális hőveszteségq 5 a „Kazánegységek termikus számítása” [L. ], a kazánok hővesztesége és gőztermelése közötti kapcsolat megállapítása. Termikus számítások szerint modern kazánokhoz D = 220 ÷ 640 t/h gőzteljesítménnyelq 5 az üzemanyag-fogyasztás 0,5-0,4%-a. Ez az érték, amely a kazán teljes hőmérlegében viszonylag kicsi, abszolút értékekre lefordítva teljesen más léptéket vesz fel, kb.10 000 kcal/h 1 MW beépített teljesítményre, beleértve a hőveszteséget isq 5 meghaladja az összes hőveszteség 50%-át a blokkerőművek hőszigetelése révén.
Számos esetben a tervezési megoldásoktól való eltérés, a rossz minőségű beépítés, a nem megfelelő anyagok használata és a sikertelen tervezési megoldások, a kazán burkolatának és hőszigetelésének részleges megsemmisülése a technológiai berendezések javítása során, valamint a hosszú távú működés során bekövetkező öregedés eredményeként értéktöbblet léphet felq 5 standard értékek felett. Ha elég nagy a hőveszteség a kazánból a környezetbe,K 5 (kka l/h) akár csekély többletet isq 5 (%) igen jelentős hőveszteséggel jár. Tehát például növekedésq 5 0,1%-kal a modern kazánok esetében körülbelül évi 2,0 tonna normál tüzelőanyag elégetésének felel meg 1 MW beépített teljesítményenként. Ezen kívül a növekedésq 5 jelentősen rontja a kazánház egészségügyi és műszaki állapotát.
Természetesen a tényleges érték meglehetősen pontos kísérleti meghatározásaq 5 (ellentétben a kazánok tesztelésekor elfogadott meghatározássalq 5 mint a hőmérleg maradék tagja) és a meglévő szabványokkal való összhangba hozatalát a gőzvezetékek és az erőművi berendezések többi hőszigetelésénél megszokott módon kell gyakorlatba ültetni [L. ].
1. ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK
Egy kazánegység teljes hőveszteségének felmérése során a vizsgálandó hővédő szerkezetek közül a legösszetettebb a burkolata [L. , ,].
A modern kazánok bélései két fő típusra oszthatók:
1. Csőbélés (döngölt és előregyártott lapokból), közvetlenül a szitacsövekhez rögzítve.
2. A keretre szerelt panelburkolatok.
Régi tégla bélés alátámasztvaAz alapokon vagyok, jelenleg kicsi vagy elavult kazánokon maradtam.
A modern bélések kialakítása biztosítja a fém rögzítőelemek jelenlétét, amelyek a bélés vastagságában helyezkednek el, és részben a külső felületére nyúlnak (csapok, konzolok stb.). A bélések ezen fém részei hőhidak, amelyeken keresztül a hő a felület egyes területeire áramlik. Egyes szerkezetekben a hőáramlás a teljes hőáram 30-40%-a a bélés egyes szakaszain keresztül. Ez a körülmény megköveteli a mérési pontok megfelelő elhelyezését az ilyen burkolatok felületén, biztosítva az átlagos hőátadási feltételek elérését.
A hőátadási feltételeket tekintve a fém bélés nélküli és fém béléssel ellátott bélések jelentősen eltérnek egymástól. Utóbbi sajátossága a hő terjedése a bőr síkja mentén, kiegyenlítve a hőmérsékletet annak nagy felületein. Különböző külső hőátadási körülmények között (levegőáramlás, a sugárzó hő helyi ellenárama) az ilyen hőmérséklet-kiegyenlítés a fajlagos hőveszteség értékének éles ingadozásához vezet a bőr szomszédos szakaszaiban. A béléssel ellátott bélések másik jellemzője a konvektív hőáramlás lehetősége a bélés és a bélés közötti rés magasságában.
Ezek a körülmények szükségessé teszik a hőveszteség mérését a bőr mentén, kellően nagy számú ponton, különösen magasságban, a hőmérsékleti mező látszólagos egyenletessége ellenére.
A béléskeret és a kazán gerendáiból származó hőveszteség figyelembevételének nehézségét ez az irányelv néhány átlagolt mérési feltétel bevezetésével oldja meg. Ezt a döntést az indokolja, hogy a kazán teljes hőveszteségében ezeknek a hőleadó felületeknek a részaránya viszonylag csekély.aggregálódnak a környezetbe.
Az egymás és a bélés közötti intenzív kölcsönös hőcsere területén elhelyezkedő csővezetékek és kazáncsatornák hővizsgálatának jellemzője, hogy gondosan meg kell határozni azok tényleges felületét, amely hőt bocsát ki, nem pedig elnyel. , azaz olyan felületet, amelyet nem „zár el” a közeli tárgyakból érkező intenzívebb ellenáram.
A hőáramlás valódi irányát ebben az esetben a különböző, egymásra hőt sugárzó felületek fajlagos hőáramának ellenőrző mérései határozzák meg.
A kidolgozott irányelvek meghatározzák mind a fajlagos hőáram mérési módszerét, mind a kazánegység összes hőátadó felületének hőátadási feltételek szerinti osztályozását.
Az egyes szakaszokra átlagolt mért fajlagos hőáramok ezen szakaszok hőleadó felületeinek közvetlen méréssel meghatározott területére vonatkoznak.
Ez a séma lehetővé teszi a kazán bélésének és hőszigetelésének egyes elemeinek hőveszteségének becslését, feltárja az egyes elemek részvételének arányát a teljes hőveszteségben, valamint jellemzi a bélés és a hőszigetelés minőségét.
A kazánburkolat hővizsgálatának műszaki megvalósíthatóságát egy alapvetően új készülék - az ORGRES ITP-2 modellező hőmennyiségmérő - alkalmazása határozta meg. A kazánegység nehéz üzemi hőmérsékleti viszonyai között az ITP-2 készülék működési elve és kialakítása lehetővé teszi a fajlagos hőáramok kellő pontosságú és alacsony időigényű meghatározását egyetlen mérésenként.hőátadó felületek (hőáram-sűrűség) formájuktól, méretüktől, felületi állapotuktól (szigetelés, fém) és hőátadási viszonyoktól függetlenül.
A készülék kis tehetetlensége, érzékelőinek kis mérete és teljes cserélhetősége lehetővé teszi a hőáramok tömegmérését a kazánegység összes hőleadó felületéről nagyszámú érzékelő egyidejű használatával.
Megjegyzendő, hogy a hőveszteség meghatározására más, általánosan elfogadott módszerek alkalmazása (1 - a felület és a környezet mért hőmérsékleteinek különbsége alapján; 2 - a hővédő réteg hőellenállása, amelyet a hőmérséklet határoz meg különbsége 3 - hőáramlásmérőkkel, például Schmidt hőmennyiségmérővel történő közvetlen méréssel nem ajánlott kazánkörülmények között, mivel gyakran torz eredményekhez vezet [L. ,].
Ennek a korlátozásnak az oka a kazán sajátos hőátadási feltételei, ami gyakorlatilag kizárja a környezeti hőmérséklet és a hőátbocsátási tényező helyes meghatározását. A, valamint a beágyazott fémrészek és fémfelületek jelenléte a bélésben. A kazán fajlagos hőáramának mérésének feltételeiaggregátum - nagy számú pont minden viszonylag kis egyedi területen - számos további eszközt igényel az ITP-2 hőmennyiségmérőhöz. Ezek az eszközök (melléklet), anélkül, hogy megváltoztatnák a hőmennyiségmérő alapvető lényegét, megkönnyítik a mérési technikát és jelentősen csökkentik a munka intenzitását.
A kazán burkolatának és hőszigetelésének felületi hőmérsékletét (PTE szabályok) a termikus vizsgálatok során a hőáramok ORGRES T-4 hőmérsékletszondával történő mérésével egyidejűleg mérjük (melléklet).
2. BÉLÉSEK HŐVIZSGÁLATA
A. Előkészítő munka
1. A vizsgálat megkezdése előtt részletesen megismerkedünk a kazán diagramjával, valamint annak burkolatának és hőszigetelésének kialakításával. Ezzel egyidejűleg a bélés és a hőszigetelés kialakítása és anyagai, valamint a tervezéstől való minden eltérés tisztázásra kerül..
2. Vázlatok készülnek a burkolat jellemző területeiről, valamint a főbb hőszigetelő szerkezetek (csatornák, csővezetékek stb.) leltározása.
3. Elvégzik a bélés külső vizsgálatát, melynek során tisztázzák a tervezéstől való eltéréseket és rögzítik a külső hibákat: szigetelés hiánya, repedések, befejezési hibák stb.
B. Hőleadó felületek területének mérése
4. A hőleadó felületek területének meghatározása közvetlen méréssel történik, a kazánonszimmetrikus elrendezésű egységeknél az égéstér egyik felén és a konvektív aknán történik a mérés.
5. Terület mérésénél csak azokat a felületeket veszik figyelembe, amelyek hőt adnak le a környezetnek. Ha a bélést mások takarják, hőt bocsátok kia fedőelemek felhasználásával ezeknek az elemeknek a bélésre való vetületét levonjuk annak területéből, és maguknak a záróelemeknek a hőátadó felületét a kiálló részükből számítjuk ki.
6. Különböző profilú és különböző elhelyezkedésű gerendák esetén a hőátadó felületek és a bélést borító felületek területének meghatározására szolgáló hagyományos séma alkalmazható. Ebben az esetben a hőáram-sűrűséget csak aelülső oldal (az ábrán „b” oldal), és a területet a diagramnak megfelelően határozzuk meg (ábra).
7. A terület meghatározásakor hőt adok lenehezen megközelíthető összekötő felületek csővezetékek és légcsatornák mérésére, hosszuk a rajzokon, ábrákon feltüntetett méretek szerint vehető, szelektív méréssel megadva a szigetelés kerületét.
A nagy távolságú légcsatornákhoz javasolt vázlatokat készíteni, amelyeken a mérési pontok meg vannak jelölve.
B. Tesztelés
8. A bélés hővizsgálatát a lehető legállandóbb kazán üzemmódban kell elvégezni. Ezért a kazán tesztelés közbeni leállítása esetén az utóbbi csak akkor folytatható az indítás után, ha a kazán külső felületeiről a környezetbe történő hőátadás stacionárius üzemmódja helyreáll.
Ez körülbelül 36 órát vesz igénybe a kazán leállítása után10-12 óra és kb. 12 óra a kazán leállítása után 4-6 órára.
Rizs. 1. A különböző profilú gerendák hagyományos területeinek meghatározására szolgáló séma:
én , II - vízszintes és függőleges gerendák
Terület azok Az átengedési felület (m 2) meghatározva: vízszintes gerendáknál 1, 2, 3, 4 - (a + b), 5- A; függőleges gerendákhoz 1, 2 - (a + b). 3, 4 - (2a + b). Fedőfelület (m2) minden gerendára minden esetben - b
9. A tesztelési időszak alatt az átlagos gőzértékeket rögzítjük az üzemi adatok alapjánteljesítmény és üzemanyag-fogyasztás, valamint ezen értékek átlagostól való maximális eltérése (időbélyeggel).
Az üzemanyag márkája és kalóriatartalma is rögzítésre kerül.
10. A hőleadó felületek fajlagos hőveszteségének (hőáram-sűrűségének) mérését a kazán mindkét oldalán minden jelölésen (platformon) belül külön területeken végzik el a megállapított mérési gyakorisággal (tétel és táblázat):
Asztal 1
Térképszám ______ Mérési terület neve
(például: égéstér első __ 16,34 ÷ 19,7)
|
a) bélés; b) a béléskeret gerendái; c) kazánváz gerendák; d) lefolyócsövek az égéstér és a hidegtölcsér területén; e) csővezetékek a konvektív részen belül; f) dob és csővezetékek az égéstérben; g) gőzfővezeték az első gázfeldolgozó üzemhez; h) légcsatornák; i) telephelyek; j) egyéb (nyílások, fúvóberendezések, aknák stb.) a) 6 cm 2 bélés, alsó csövek és fő gőzvezeték; b) 15 m 2 csővezetékek, légcsatornák, kazándob és platformok területe; c) 10 m2 a bélésvázak és a kazán gerendáinak területe. Tekintettel arra, hogy a bélésvázak gerendáiból és a kazánból származó hőveszteség a hőveszteség összmérlegében csekély, az adott körülményekhez képest az egyes, kényelmetlenül és távoli elhelyezkedésű gerendákon végzett mérések elhanyagolhatók. 13. A fajlagos hőveszteségek (hőáram-sűrűség) mérése ORGRES ITP-2 hőmennyiségmérővel történik (lásd melléklet). A lapos hőmennyiségmérő érzékelők speciális teleszkópos fogantyúkra vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik az érzékelők különböző magasságokban történő felszerelését. A csővezetékekből származó hőáramlás sűrűségének mérésére szolgáló keresőérzékelők közvetlenül az utóbbira vannak felszerelve. Minden mérőeszközre legalább 10 érzékelő van felszerelve. Az érzékelők mérőeszközhöz történő csatlakoztatásához hosszabbító kábeleket használnak, amelyek lehetővé teszik, hogy egy mérőeszköz kiszolgálja a kb. 10 m-es sugarú körben elhelyezett érzékelőket. A szenzorokat dugaszoló csatlakozókon keresztül felváltva csatlakoztatják a mérőeszközhöz, majd ezt követően a leolvasások leolvasása új helyre kerül, aminek köszönhetően a mérési pontosság biztosított. 14. A hőáram-sűrűség ITP-2 hőmennyiségmérővel történő mérésének eljárását a Melléklet tartalmazza. 15. Felületi hőmérséklet mérése T-4 hőmérsékletszondával (melléklet) ugyanazokon a helyeken végzik el, ahol a termikus okok mérését, egy hőmérséklet-változás sebességével 5 -10 hőáram mérés. A környezeti levegő hőmérsékletét hőmérővel is mérjükpom T-4 minden kazán jelölésen belül a hőleadó felülettől 1 m távolságra. 16. 100 - 120 °C-nál magasabb hőmérsékletű hőleadó nem szigetelt felületek esetén a hőáramot feltételesen a felület és a környezeti levegő hőmérséklete alapján számítják ki a forgalom felhasználásával (melléklet). A grafikonon az 1 m 2 -enkénti hőveszteség meghatározására szolgáló pontozott görbe sík felületre vonatkozik, de alkalmazható 318 mm és nagyobb átmérőjű csővezetékekre is. A hőveszteség meghatározásához 1 p o 318 mm-nél nagyobb átmérőjű csővezeték g m-e esetén a pontozott görbéből kapott hőveszteséget meg kell szorozni π-vel. d n. A felületi hőmérsékletet közvetlen méréssel határozzák meg, vagy feltételezik, hogy megegyezik a hűtőfolyadék hőmérsékletével. 3. HŐVIZSGÁLATI EREDMÉNYEK BEJEGYZÉSE17. Minden egyes helyszínre elsődleges mérési dokumentumot készítenek - egy térképet a táblázatban jelzett formában. . A kártya tartalmazza: a) a jelen szakasz egyes hőleadó elemeinek megnevezése; b) terület (m 2 ) adott szakasz egyes elemeinek hőátbocsátó felülete; c) átlagos hőáram-sűrűség (q, kcal /m 2 ∙ h) minden elemre, a telephelyen belül egy adott elemen végzett összes mérés számtani középértékeként számítva; d) teljes hőáram ( K, kcal /h) minden hőleadó elemből, a hőleadó elem területének szorzataként meghatározottSm 2 átlagos hőáram-sűrűségre vetítveq kcal/m 2 ∙ h ( Q = S ∙ q kcal/h); e) átlagos felületi hőmérséklettn°C minden elemnél,a telephelyen belül egy adott elemen végzett összes mérés számtani átlagaként számítva; f) környezeti hőmérséklett be° C adott helyen mérve; g) az egyes elemekre végzett hőáram-sűrűség mérések száma. A teljes értékeket kiszámítjukS m 2, Kkcal/h és a mérések száma. A térképen sorszámmal, jellel és a mérési terület nevével van ellátva. A megfigyelési naplón, amelyből a térképet összeállították, egy megjegyzés található: „A térképhez№ ...» 2. táblázat A kazán bélés hővizsgálatának eredményei (például: égéstér)
4. táblázat A kazánegység megnagyobbított elemeinek bélésének termikus vizsgálatának eredményei (konszolidált)
4. A VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK FELDOLGOZÁSAa) a kazánegység rövid leírása; b) a bélés- és hőszigetelési projektre vonatkozó alapvető információk, ideértve az erre a kialakításra jellemző bélésrészletek vázlatait, a főbb hőszigetelő szerkezetekre vonatkozó információkat, valamint a kazánegység burkolatának és hőszigetelésének állapotának vizsgálatára vonatkozó adatokat; c) a vizsgálati eredmények összefoglaló táblázatai táblázat formájában. , És . Rizs. 2. Hőmérő érzékelő diagramja Az ITP-2 hőmennyiségmérő egy érzékelőből és egy másodlagos eszközből áll. Az érzékelők cserélhetők, mivel a másodlagos eszköz skáláját az érzékelők elektromos ellenállása és geometriai méretei szerint osztják be. Érzékelő áramkör A hőmennyiségmérő érzékelője (ábra) egy nagy hővezető (alumínium) házból 4 áll, amelyben egy 5 hőszigetelő tömítésen manganinhuzalból készült fűtőtest 3 és differenciál akkumulátor van elhelyezve.hőelemek, amelyek 2. és 6. csomópontja a hőszigetelő tömítés mindkét oldalán található. A 3 fűtőtest és a 2 differenciálhőelem csatlakozásai hővezető 1 rézlemezzel vannak borítva, amely a hőmennyiségmérő tényleges fűtött eleme. A b differenciálhőelem csatlakozásai az érzékelőtesten lévő hőszigetelő tömítés alatt találhatók. Így egy differenciális hőelem elem jelzi a hőmérséklet-különbség meglétét vagy hiányát az érzékelő teste és a fűtött elem között. A hőmennyiségmérő készlet két érzékelőt tartalmaz (ábra): a) egy 1 ferde élű tárcsa formájú érzékelő a sík felületekről érkező hőáram sűrűségének mérésére szolgál. Egy rugós eszközzel csatlakozik („vilki"), speciális hornyokba helyezve, tartófogantyúval és dugaszoló csatlakozón keresztül vezetékkel egy másodlagos eszközhöz; b) az alsó 2 síkban meghatározott görbületi sugarú tárcsa alakú érzékelőt használnak, amely egy gumilemezbe van behelyezve, a hengeres felületekről érkező hőáramok sűrűségének mérésére. A gumilemez szélein fülek találhatók az érzékelőnek a vizsgált tárgyhoz való rögzítéséhez. Az érzékelő vezetékkel csatlakozik egy másodlagos eszközhöz egy dugaszoló csatlakozón keresztül. Másodlagos eszköz áramkör A másodlagos eszköz diagramja az ábrán látható. . Az 1. szenzoros fűtőelem táplálásához egy 2. egyenáramforrást kell beszerelni - három Saturn elemet. A fűtőelemen áthaladó áram méréséhez egy 3 milliampermérőt csatlakoztatunk a fűtőkörhöz, és 4 reosztátot tartalmaznak az áram beállításáhozlvanométer 5. Az érzékelő a 10-es dugaszolóaljzaton keresztül csatlakozik a másodlagos eszközhöz. A kiválasztott mérési határértékek alapján 0 - 100 és 0 - 500 kcal/m 2 ∙ h, a fűtött elem területe 6 cm 2 és a fűtőellenállás 25 Ohm, a milliaméter mérési határa 52,9 és 118,2 mA. Ezen határértékek biztosítására további 6 ellenállást és 7 söntellenállást választottunk, figyelembe véve a milliamperméter jellemzőit. Rizs. 4. Másodlagos készülék diagram Áramellátáshoz és a nulga keret rövidre zárásáhozA lvanométerhez a 8-as kapcsolót, a mérési határértékek megváltoztatásához pedig a 9-es kapcsolót szerelik fel. Hőáram sűrűségmérés A hőáram-sűrűség méréséhez a hőmennyiségmérő érzékelőjét dugaszoló csatlakozóval egy másodlagos eszközhöz kell csatlakoztatni. Amikor a 8-as kapcsoló „ki” állásban van, a nullgalvanométer tű helyzetét ellenőrzi, és szükség esetén egy korrektor segítségével „0”-ra állítja. A 9-es kapcsoló a várható hőáramnak megfelelő mérési határértékre van állítva. Sík felületeken vagy nagy (több mint 2 m) görbületi sugarú felületeken a mérést lapos érzékelővel végezzük. Ehhez az érzékelőt egy tartó segítségével az alsó lapos részével a mérendő felülethez kell nyomni, és a 8-as kapcsolót „be” állásba kell állítani. Kis görbületi sugarú felületeken (csővezeték) a mérést gumilemezes érzékelő végzi. Ehhez az érzékelőt a mérendő felületre helyezik úgy, hogy az érzékelő alsó részének görbülete egybeessen a mérendő felület görbületével, és a gumilemezt a füle segítségével szorosan rögzítik (kötözik) a mérendő felületre. a mért tárgyat. Amikor az érzékelőt a vizsgált fűtött felületre helyezik, a nagy hővezető érzékelőtest felveszi a hőmérsékletét; az érzékelő teste és a fűtött elem közötti hőmérsékletkülönbség miatt a differenciális hőelemek akkumulátorának kimenetén emf jelenik meg. és a nulla-galvanométer tűje eltér a „0” állástól. Fokozatosan a reosztátok „durván” és „finoman” növelik az áramerősséget az érzékelő fűtőjében. Ahogy a fűtőelem hőmérséklete emelkedik, és ennek következtében a fűtött elem alatt található differenciálhőelemek akkumulátorának csomópontjai, a nullgalvanométer tűje megközelíti a „0” értéket. nAmikor a mutató átlépi a „0” értéket, a fűtőben lévő áramot reosztátokkal csökkentik, amíg a nullgalvanométer mutatója el nem éri a stabil nulla pozíciót. A nullgalvanométer tűjének stabil helyzete könnyebben érhető el, ha lassan 0-ra mozgatja. Ehhez a következő technikát alkalmazzák: amikor az érzékelőt forró felületre helyezik, mielőtt a fűtőelem áramellátását bekapcsolnák, a nullgalvanométer tűjét balra kell elhajtani. Szándékosan túlbecsült áramot adnak a fűtőelemnek (a milliaméteres tű szélső jobb pozíciója), míg a nullgalvanométer tűje gyorsan megközelíti a „0”-t. Az áramerősséget addig kell csökkenteni, amíg a nyíl keresztezi a „0” értéket – 2-3 osztást. A gyakorlatban a tű „0”-ra (több ↔ kevesebb) beállításának ciklusa többször megismétlődik a beállítási tartomány fokozatos csökkentésével. Amikor a nullgalvanométer tű stabil (legalább 1 perc) nulla pozícióban van, a hőáram sűrűsége értéket a milliamperméterrel kell leolvasni. Az érzékelő fűtött eleméből és a vizsgált felületről érkező hőáramok sűrűségének egyenlőségét az biztosítja, hogy az érzékelő testének magas hővezető képessége mellett a benne lévő hőmérsékleti mező kiegyenlítődik és a hőmérséklet kiegyenlítésének pillanatában a test (a vizsgált felület hőmérsékletével megegyező) és a fűtött elem hőmérséklete esetén az érzékelő szigetelő tömítését egy izoterm felület veszi körül, amely megegyezik a teljes érzékelővel. Egy mérés elvégzéséhez szükséges idő, amelyet az érzékelő testének tehetetlensége és a hőátadás külső körülményeinek stabilitása határoz meg, lapos érzékelő használata esetén 3-8 perc, gumilemezes érzékelő használata esetén a a gumi viszonylag alacsony hővezető képessége - 20-30 perc. Ez utóbbi esetben a tényleges mérést 15-20 perccel az érzékelő mérési tárgyra történő felszerelése után kell elkezdeni. A mérőkör nagy érzékenysége lehetővé teszi, hogy a null galvanométer nulla pozíciójának vegyük a tű oszcillációit a nulla körüli 1-2 osztáson belül. A hőmennyiségmérőhöz mellékelt festett érzékelők alkalmasak hőáram-sűrűség mérésére mind szigetelő, mind festett fémfelületeken. Fényes fémfelületeken történő méréshez fényes fémfelületű érzékelőket kell használni. Az akkumulátorcsere szükségességét az áramcsökkenés alapján lehet megítélni. Ha a milliaméteres tű nincs 500 kcal-ra állítva/m 2 ∙ h, a Saturn elemeket ki kell cserélni. A hőmennyiségmérő kiigazításai 1. A teleszkópos fogantyútartók a hőmennyiségmérő-érzékelők sík felületekre történő felszerelésére szolgálnak. Az érzékelő beépítési (szerelési) magassága a fogantyú hosszának és dőlésszögének változtatásával állítható be (ábra). 2. A keresőérzékelőket kis görbületi sugarú felületekre rögzítjük úgy, hogy az öv speciális füleihez rögzítjük őket (ábra). Ha fém vagy azbesztcement bevonat van, akkor az érzékelőt úgy rögzítik, hogy egy zsinórral vagy dróttal ugyanazokhoz a fülekhez kötik. Rizs. 5. Hőmérő érzékelők sík felületre történő felszerelése: 1 - érzékelők; 2 - fogantyútartók 3. Csatlakozás Az érzékelők csatlakoztatása a mérőeszközhöz egy hosszabbító kábellel történik, melynek végein az érzékelő és a másodlagos eszköz csatlakozóinak megfelelő csatlakozók vannak (ábra). Nagy magasságban történő telepítéskor a vezetéket előre rögzítik az érzékelőhöz. Ezért minden mérőeszközhöz legalább 3 hosszabbító kábellel kell rendelkeznie. Rizs. 6. Keresőérzékelő felszerelése a csővezetékre: 1 - csővezeték; 2 - érzékelő; 3 - rögzítések Rizs. 7. Hosszabbító kábel csatlakozókkal 4. 500 kcal/m-nél nagyobb hőáramlási sűrűségek mérésére 2 ∙ h a kazánegység egyes elemein megfigyelhető, további 0-1000 kcal/m 2 ∙ h mérési tartomány van beépítve a hőmennyiségmérőbe és külön 4 elemes tápegységet használnak. Zs-Ut- 30" (és ábra). A milliaméter mérési határa 167 mA legyen. A fajlagos hőáram mérésekor 0 - 100 kcal/m2 ∙ h skálát használnak 10-es együtthatóval. A készülék ellenőrzése Működés közben a hőmennyiségmérőt kötelező időszakos elektromos jelzőellenőrzésnek kell alávetni az üzemi feltételek által meghatározott időszakon belül, de legalább kétévente egyszer. Tárolási szabályok A hőmennyiségmérőt zárt térben, 5-35 fokos hőmérsékleten kell tárolni°C és a levegő relatív páratartalma nem haladja meg a 80%-ot. A helyiség levegője, ahol a hőmennyiségmérőt tárolja, nem tartalmazhat káros, korróziót okozó szennyeződéseket. Az érzékelők fűtött elemeinek felületét nem szabad mechanikai hatásoknak kitenni: nyomás, súrlódás, ütés. 2. függelék
|
54,81 |
55,03 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
55,26 |
55,48 |
55,71 |
55,94 |
56,16 |
56,39 |
56,61 |
56,84 |
57,06 |
57,29 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
57,52 |
57,74 |
37,97 |
58,19 |
58,42 |
58,65 |
58,87 |
59,10 |
59,32 |
59,55 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
59,77 |
60,00 |
60,23 |
60,45 |
60,68 |
60,90 |
61,13 |
61,35 |
61,58 |
61,81 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
62,03 |
62,26 |
62,48 |
62,71 |
62,93 |
63,16 |
63,39 |
63,61 |
63,84 |
64,06 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
64,29 |
64,52 |
64,74 |
64,97 |
65,19 |
65,42 |
65,64 |
65,87 |
66,10 |
66,32 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
66,55 |
66,77 |
67,00 |
67,22 |
67,45 |
67,68 |
67,90 |
68,13 |
68,35 |
68,58 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
68,81 |
69,03 |
69,26 |
69,48 |
69,71 |
69,93 |
70,16 |
70,39 |
70,61 |
70,84 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
71,06 |
71,29 |
71,51 |
71,74 |
71,97 |
72,19 |
72,42 |
72,64 |
72,87 |
73,09 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
73,32 |
73,55 |
73,77 |
74,00 |
74,22 |
74,45 |
74,68 |
74,90 |
75,13 |
75,35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
75,58 |
75,80 |
76,03 |
76,26 |
76,48 |
76,71 |
76,93 |
77,15 |
77,38 |
77,61 |
2. Mérés után100 RA hőmérőt olvadó jégből álló termosztátba helyezzük, és a hőmérő ellenállását 0 °C-on határozzuk meg (R 0 ). Ez az ellenállás nem térhet el többel az 53 ohm névleges értéktől±0,1%-kal.
Hozzáállás az 1,426 ÷ 0,002 * tartományon belül kell lennie.
_____________
* Az ellenálláshőmérők ellenőrzésének meghatározott módszerét a GOST 6651-59 írja elő, és részletesen leírja a Szovjetunió Minisztertanácsa alá tartozó Szabványok, Mértékek és Mérőeszközök Bizottságának 157-62.
3. A másodlagos hőmérséklet-szondát legalább 0,02-es pontossági osztályú ellenállástárral kell ellenőrizni, és egy dekád van, század Ohm-mal. A kalibrálásnál figyelembe kell venni, hogy a készülék a tápvezetékek ellenállásával van kalibrálvaR int, egyenlő 1 Ohm. A 23-as kalibrálású rézellenállás-hőmérők kalibrációs táblázata a szerint van megadvaHőmérsékletkülönbség a fémcső és a levegő között, fok
0,91
0,91
0,91
0,91
0,95
0,95
0,96
0,96
1,00
1,00
1,00
8. Vasziljeva G.N. [satöbbi.] . A kazánegységek környezeti hőveszteségének meghatározása ( q 5 ). "Elektromos erőművek", 1965, 2. sz.
Keret. A kazánváz egy fémszerkezet, amely megtámasztja a berendezés dobját, fűtőfelületeit, bélését, lépcsőit és emelvényeit, valamint segédelemeit, és átadja súlyukat az alapra. Az alacsony nyomású és alacsony termelékenységű kazánokat közvetlenül az alapra vagy téglaburkolatra rögzített keretre szerelik fel, majd a keret fő célja az, hogy a gőzfejlesztő bélésének nagyobb stabilitást és szilárdságot biztosítson. A modern kazán kerete összetett fémszerkezet, és nagy mennyiségű fémet fordítanak a gyártásra. A nagynyomású kazánoknál a keret tömege a kazán fém teljes tömegének 20-25%-a, vagy óránkénti termelékenységének tonnánként 0,8-1,2 tonna. A keret szabványos, St.3-as szén-dioxid-kibocsátású acélból készült fémprofilokból készült vázszerkezet, amely számos fő- és segédoszlopból és az ezeket összekötő vízszintes gerendákból áll, amelyek a hordók terhét veszik át, a fűtés csőrendszere felületek, valamint vízszintes és átlós gerendák, amelyek a keretrendszer szilárdságát és merevségét szolgálják.
ábrán. A 67. ábra egy nagynyomású dobkazán vázának diagramját mutatja.
Az oszlopok általában két acélcsatornából vagy I-gerendából készülnek, amelyeket acéllemezből készült lemezekkel mereven kötnek össze egymással; az oszlopok jelentős koncentrált terhelést adnak át az alapozásnak - több száz tonnát. Az alapzatra nehezedő túlzott nyomás elkerülése érdekében az oszlopok acéllemezből készült sarukkal (68. ábra) vannak felszerelve és szögletes. A cipők tartósíkját az alapozó anyagára megengedett nyomófeszültségre számítják ki, és az alaphoz csavarozzák, vagy beleágyazzák. A fő vízszintes gerendák az oszlopokhoz vannak hegesztve, és együtt keretrendszert alkotnak. A csapágy és a távtartó vízszintes gerendák acél csatornákból, I-gerendákból vagy szögekből készülnek.
Ha a hengerelt profilok választéka nem biztosítja az oszlopok és gerendák megkívánt szilárdságát, akkor azokat hegesztett szerkezet formájában készítik, amely számos profilból és acéllemezből áll. A keret része a kazán szervizeléséhez szükséges platformok, amelyek vízszintes rácsos tartóként működnek és növelik a keret merevségét. A platformok hengerelt profilokból és a hozzájuk hegesztett hullámos acéllemezekből készülnek. A peronok közötti lépcsők acélszalagokból készülnek, amelyek közé lépcsőket hegesztenek. A lépcsők dőlésszöge a horizonthoz képest nem haladhatja meg az 50°-ot, a szélességük pedig legalább 600 mm.
Rizs. 67. Kazánváz diagram:
1 – oszlopok; 2 – teherhordó födémgerendák; 3 – gazdaság;
4 – keresztléc; 5 – állványok
A keret a gőzfejlesztő elemek súlyából és a vázrészek és az ezekre hegesztett szerkezetek egyenetlen felmelegedésének hatására fellépő további hőfeszültségek hatására statikus terhelés alatt működő vázszerkezetként van kialakítva. A keretelemek túlmelegedésének elkerülése érdekében oszlopai, vízszintes gerendái és rácsos tartói általában a bélésen kívül helyezkednek el. A gőzfejlesztő épületen kívüli felszerelésekor figyelembe kell venni a felületre ható, a gőzfejlesztőt korlátozó és a keretre továbbított szélterhelést is. A kazándobok, a gőztúlhevítők szitagyűjtői és a víztakarékosak hevítéskor megnyúlnak, és a nagy hőmérsékleti feszültségek elkerülése érdekében bennük és a rögzítésükre szolgáló keretelemekben biztosítani kell a szabad tágulás lehetőségét. Ebből a célból a dobokat speciális mozgatható tartókra szerelik fel, amelyek vízszintes keretgerendákra vannak szerelve, vagy ezekre a gerendákra függesztik fel. A közepes és nagy teljesítményű kazánok dobjait általában két mozgatható tartóra szerelik fel. Egy ilyen támaszték kialakítása az ábrán látható. 69.
Ha a dob hosszú, ha az elhajlása két tartóra szerelve 10 mm-nél nagyobb, akkor a dob több statikailag előnyös ponton fel van függesztve a keretre. A paravánok, gőztúlhevítők és víztakarékos kollektorok csuklós felfüggesztéssel vannak a kerethez rögzítve, rövid hosszuk esetén szabadon fekszenek a kerethez rögzített csúszó tartókon.
A bélés célja és követelményei. A kazán bélés olyan kerítésrendszer, amely elválasztja az égésteret és a füstcsöveket a környezettől. A bélés fő célja az égéstermékek áramlásának irányítása, valamint hő- és hidraulikus szigetelése a környezettől. A hőszigetelés szükséges a környezet hőveszteségének csökkentéséhez és a bélés külső felületének megengedett hőmérsékletének biztosításához, amely a személyzet biztonságos munkavégzésének feltételei szerint nem haladhatja meg az 55 ° C-ot. A hidraulika szigetelésre azért van szükség, hogy megakadályozzuk a hideg levegő füstelvezetőkbe való beszívását, illetve az égéstermékek kicsapódását, amikor nyomáskülönbség van a füstcsatornákban és a külső térben, ami akkor következik be, amikor a kazán vákuummal vagy nyomással működik a gázútban.
A kazán béléselemei különféle körülmények között működnek. A bélés külső felülete alacsony és viszonylag állandó hőmérsékletű, míg a belső felülete magas és változó hőmérsékletű területen van, amely a gázok áramlásával csökken. A gázáramlás irányában a gázcsatornákban megnő a vákuum, a gőzfejlesztő nyomás alatti működése esetén a nyomás csökken. A béléselemek súlyából adódó terhelések és a részek egyenlőtlen hőmérsékleti megnyúlásából adódó belső feszültségek is eltérőek.
A legsúlyosabb körülmények között a kemence belső része van, amely 1600 ° C-ot meghaladó magas hőmérsékletnek van kitéve, valamint szilárd tüzelőanyag égetésekor a salak és hamu kémiai és mechanikai hatásainak is. A bélésanyag salakkal való kölcsönhatása, valamint a salak és hamu mechanikai kopása következtében a bélés megsemmisül.
A bélés felépítése. A rendeltetésnek és az üzemeltetési feltételeknek megfelelően a következő alapkövetelmények támasztják a bélést: alacsony hővezetőképesség, tömítettség, mechanikai szilárdság és hőstabilitás. Ezenkívül a bélés kialakításának egyszerűnek kell lennie, és nem igényel nagy mennyiségű munkát és időt a gyártás és a telepítés során.
Korábban a gőzfejlesztők bélése csak vörös és tűzálló téglából készült, ebből rakták le a falait és a boltozatait, acélgerendákkal és kötőcsavarokkal rögzítve. A modern gőzfejlesztők burkolata téglából, tűzálló lapokból, szigetelőanyagokból, fém rögzítőelemekből, tömítőanyagokból, fémburkolatból és egyéb elemekből álló kombinált rendszer. A bélés kialakítása változik és javul a gőzfejlesztő konstrukció fejlődésével, valamint a tűzálló termékek és szigetelőanyagok gyártásával.
A kialakítástól és a rögzítési módtól függően a bélések a következő típusokra oszthatók (70. ábra):
a) közvetlenül az alapon nyugvó faltégla bélés;
b) könnyűszerkezetes bélés, tűzálló és kovaföld téglából, szigetelőlapokból és acélburkolatból, fémszerkezetekkel a gőzfejlesztő vázához rögzítve;
c) tűzálló betonból vagy hőálló betonlapokból készült könnyű burkolatok, hőszigetelő lapok és fémburkolatok vagy tömítőbevonatok.
Az ilyen típusú bélések mutatóit a következő adatok jellemzik:
Fali bélés legfeljebb 12 m falmagasságú kis teljesítményű gőzfejlesztőkhöz használják Nagyobb magasságban a bélés mechanikailag megbízhatatlanná válik. Ebben az esetben 1-1,5 tégla vastagságú vörös téglából készült külső bélés és tűzálló téglából készült belső bélés formájában készül, amelynek az árnyékolatlan tűztér területén legalább 1 vastagságúnak kell lennie. 1-1,5 tégla, 600-700 °C hőmérsékletű gázcsatornákban pedig legalább 0,5 tégla (70a. ábra ).
Az égéstér viszonylag nagy mérete és falainak magas hőmérséklete esetén a tűzálló és a vörös tégla rétegei közötti kapcsolat megszakításának elkerülése érdekében a falazat szakaszokra van osztva, és a bélést magasságban tehermentesítik (ábra 1). 70b ).
A bélésen keresztüli hőveszteség csökkentése érdekében néha csatornákat hagynak a bélés és a bélés között, amelyeket ömlesztett szigetelőanyaggal töltenek meg - infuzor talaj, őrölt salak stb. A falazatot tönkretevő belső hőmérsékleti feszültségek fellépésének megakadályozása érdekében, amelyek egyenetlen fűtési körülményei között keletkeznek, a falazatban azbesztzsinórral töltött tágulási hézagok vannak kialakítva, amelyek lehetővé teszik a falazat szabad tágulását.
Könnyű bélések korábban közepes teljesítményű gőzfejlesztőkben használták. A könnyű bélés kialakítása az ábrán látható. 70V . A bélés két vagy három réteg különböző anyagokból készül, összesen legfeljebb 500 mm vastagságban. A belső tűzálló réteg - a bélés - vastagsága 113 mm, alacsony árnyékolással 230 mm, a kovaföld tégla középső szigetelőrétege 113 mm, a szovelit lapok homlokrétege 65-150 mm. A középső szigetelőréteg gyakran 100 mm vastag szovelit lapokból készül, a kovaföld téglák helyére. A bélés vastagságának és súlyának csökkentése lehetővé tette, hogy közvetlenül a keretre feküdjön, aminek eredményeként 1-1,5 méterenkénti teherszállító hevederek beépítésével bármilyen magasságban meg lehetett építeni. Ebben az esetben a teljes fal több szintre van felosztva, amelyek mindegyike a gőzgenerátor keretére szerelt öntöttvas vagy acél konzolokon nyugszik. A szabad tágulás lehetőségének biztosítása érdekében a konzol és a falazat között azbesztzsinórral töltött vízszintes dilatációs hézagok vannak kialakítva.
Egyes kialakításokban a bélés összeomlásának megakadályozása érdekében a függőleges rétegek speciális rögzítését használják a kerethez öntöttvas horgokkal. Kívülről a bélés acéllemezekkel burkolt vagy gázzáró vakolattal védett (70. ábra). G).
Rizs. 70. Függőleges falburkolatok szerkezetei:
a, b – masszív, szabadon álló: 1 – kirakodó hevederek;
2 – bélés; c – könnyű kerettel: 1 – acél ill
öntöttvas konzolok; 2 – formázott samotttégla;
3 – vízszintes dilatációs hézag; 4 – formázott samott
tégla; 5 – tűzoltó tégla; 6 – formázott samotttégla;
7 – öntöttvas horog; 8 – vízszintes csövek rögzítve
keret; 9 – könnyű hőszigetelő tégla ill
hőszigetelő tábla; 10 – külső fémburkolat;
11 – ki- és behúzószalagok; g – panel bélés:
1 – a tűzálló betonpajzs első rétege; 2 – acélháló;
3, 4 – hőszigetelő lemezek; 5 – gázzáró bevonat
Könnyű bélés a váztípus két réteg hőszigetelő anyagból álló panelekből készül, amelyeket az őket mosó gázok oldaláról hőálló betonréteggel védenek. Az ilyen bélés pajzsainak fémkerete a gőzfejlesztő keretéhez van rögzítve. Használnak még 1000x500 mm és 1000x1000 m méretű meszes-kovás anyagokból készült, gázoldalról hőálló samottbetonnal borított födémeket is. A magasabb hőmérsékletű csövek által nem védett helyekre szánt lemezek vastagsága és súlya nagyobb. Tömegük vázra való átviteléhez további beágyazott öntöttvas konzolok állnak rendelkezésre. A vázbélést elsősorban gőztúlhevítők, gázforgatókamrák és nagy teljesítményű gőzfejlesztők konvektív tengelye területén használják. A tűzterekben a keret bélést használják egyenes falakon. A bélés vázszerkezetének előnyei a kis súly és a szerelési munka jelentős egyszerűsítése. Az ilyen bélés azonban megnehezíti a javítást és a sűrűség biztosítását.
A csőburkolatot (71. ábra) különálló rétegek formájában, egymás után műanyag formában a képernyők és egyéb fűtőfelületek csöveire, vagy tűzálló és hőszigetelő réteggel ellátott födémpanelek formájában hajtják végre. , a csövekre rögzített merevítő gerendákra szerelve.
Ebben az esetben a paneleket gyárilag gyártják, és a hőálló réteget műanyag formában kézzel lehet felvinni a szitacsövekre. Az égéstér csőburkolatához a tartóelemek a szitacsövek, és a hőnyúlás következtében a bélés ezekkel együtt mozog.
A kemencében egyfajta csőbélést használnak gyújtó övek.
Rizs. 71. Csőbélés:
1 – krómmassza réteg; 2 – acélháló;
3.4 – hőszigetelő lemezek; 5 – gázzáró bevonat
FÚVÓGÉPEK
A húzógépek feladata a füstgázok elszívása és a levegő betáplálása, hogy biztosítsák a kazán normál működését minden terhelés mellett. Működésük megbízhatóságának biztosítása rendkívül fontos, mivel a füstelvezetők lapátjai a pernye kopásnak vannak kitéve. A vonógépek gazdaságos üzemeltetése is nagy jelentőséggel bír. Így a hatásfok (50-90%), és ebből következően a kazántelep saját szükségleteinek fogyasztása a forgórész racionális aerodinamikájától függ.
A következő gépeket használják húzóberendezésekben: centrifugális (radiális) ventilátorok előre ívelt lapátokkal (72a. ábra), vagy hátrafelé ívelt lapátokkal (72b. ábra) és axiális ventilátorok (73. ábra).
Ventilátorok és füstelszívók lapockák előre görbültek, széleskörű alkalmazást találtak annak köszönhetően, hogy még mérsékelt kerületi sebességnél is lehetővé teszik meglehetősen nagy nyomások létrehozását. Ezeknek a gépeknek azonban alacsony a hatásfoka (65–70%). Az ilyen húzógépek gyakoriak a viszonylag kis teljesítményű kazánberendezésekben.
Centrifugális húzógépek lapockák hátrafelé görbültek, a legfejlettebbek - hatékonyság = 85÷90%. A nyomásnövekedés azonban 2-2,5-szer kisebb, mint az előre ívelt pengéjű gépeknél.
Mivel a kialakult nyomás arányos a járókerék kimeneténél az áramlási sebesség négyzetével, ezért nagyobb kerületi fordulatszámot kell alkalmazni, ami a forgórész nagyon gondos kiegyensúlyozását igényli. A gázáramban lévő por negatívan befolyásolja a járókerék működését.
Rizs. 72. Centrifugális (radiális) ventilátor:
a – előre ívelt lapockák; b – lapockák hátrahajlítva
A 300 MW és nagyobb teljesítményű erőművek kazánjaihoz a füstelvezetők széles körben elterjedtek axiális gépek. Bennük a gáz a tengely mentén mozog.
Rizs. 73. Axiális vonógép
Az axiális vonógépek hatásfoka meglehetősen magas (körülbelül 65%). A fokozatonkénti nyomásnövekedési együttható alacsony, ezért több fokozatot alkalmaznak. Az erőművek kétfokozatú axiális füstelvezetőket működtetnek. A megnövelt perifériasebesség miatt az axiális gépek zajszintje magas. A dinamikus nyomás nagy része bizonyos nehézségeket okoz a statikus nyomássá alakításban. A pengék és a burkolat közötti kis sugárirányú hézag további követelményeket támaszt a telepítéssel és az üzemeltetéssel kapcsolatban.
A kazánok, más fűtőberendezésekhez hasonlóan, nem használják fel a tüzelőanyag elégetésekor felszabaduló hőt. A hő jelentős része az égéstermékekkel együtt a légkörbe kerül, egy része a kazántesten keresztül, egy kis része pedig vegyi vagy mechanikai alulégés következtében. A mechanikai alulégetés a hamuelemek meghibásodásából vagy el nem égett részecskékkel való bezáródásából eredő hőveszteséget jelenti.
A kazán hőmérlege a tüzelőanyag elégetése során felszabaduló hő, a rendeltetésszerűen felhasznált hasznos hő, valamint a fűtőberendezések működése során fellépő hőveszteségek közötti eloszlás.
A hőveszteség fő forrásainak diagramja.
A hőnyereség referenciaértékének azt az értéket kell tekinteni, amely a teljes tüzelőanyag égésének legalacsonyabb fűtőértéke mellett szabadulhat fel.
Ha a kazán szilárd vagy folyékony tüzelőanyagot használ, akkor a hőmérleget kilojoule-ban számítják ki az elfogyasztott tüzelőanyag minden kilogrammjára, gáz használata esetén pedig minden köbméterre. A hőmérleg mindkét esetben százalékban is kifejezhető.
Hőmérleg-egyenlet
A kazán hőmérlegének egyenlete gáz égetésekor a következő képlettel fejezhető ki:
Az optimális terhelési paraméterek biztosítják a fűtési rendszer nagy teljesítményét.
- QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6;
- ahol QT a kazánkemencébe belépő teljes hőmennyiség;
- Q1 - hasznos hő, amelyet a hűtőfolyadék felmelegítésére vagy gőz előállítására használnak;
- Q2 - hőveszteség, amely az égéstermékekkel együtt kerül a légkörbe;
- Q3 - a nem teljes kémiai égéshez kapcsolódó hőveszteség;
- Q4 - hőveszteség mechanikai alulégés miatt;
- Q5 - hőveszteség a kazán és a csövek falain keresztül;
- Q6 - hőveszteség a hamu és salak kemencéből való eltávolítása miatt.
Amint a hőmérleg egyenletéből látható, gáz-halmazállapotú vagy folyékony tüzelőanyagok elégetésekor nincsenek Q4 és Q6 értékek, amelyek csak a szilárd tüzelőanyagokra jellemzőek.
Ha a hőmérleget a teljes hő százalékában fejezzük ki (QT=100%), akkor ez az egyenlet a következőképpen alakul:
- 100=q1+q2+q3+q4+q5+q6.
Ha a hőmérleg egyenletének bal és jobb oldali minden tagját elosztja QT-vel, és megszorozza 100-zal, akkor megkapja a hőmérleget a teljes átvett hőmennyiség százalékában:
- q1=Q1*100/QT;
- q2=Q2*100/QT és így tovább.
Ha a kazánban folyékony vagy gáz halmazállapotú tüzelőanyagot használnak, akkor q4 és q6 veszteség nincs, a kazán hőmérlegének százalékos egyenlete a következőképpen alakul:
- 100=q1+q2+q3+q5.
Minden hőtípust és egyenletet részletesebben meg kell vizsgálni.
A rendeltetésszerűen felhasznált hő (q1)
Helyhez kötött hőtermelő működési elvének vázlata.
A közvetlen célra felhasznált hőnek azt a hőt kell tekinteni, amelyet a hűtőfolyadék melegítésére, vagy adott nyomású és hőmérsékletű gőz előállítására fordítanak, amelyet a kazán gazdaságosítójába belépő víz hőmérsékletéből számítanak ki. Az economizer jelenléte jelentősen megnöveli a hasznos hő mennyiségét, mivel lehetővé teszi az égéstermékekben lévő hő nagyobb mértékű felhasználását.
A kazán működése közben a rugalmasság és a gőznyomás nő benne. A víz forráspontja is ettől a folyamattól függ. Ha normál körülmények között a víz forráspontja 100°C, akkor a gőznyomás növekedésével ez az érték növekszik. Ebben az esetben azt a gőzt, amely ugyanabban a kazánban van a forrásban lévő vízzel, telítettnek, a víz forráspontját egy adott telített gőznyomáson telítési hőmérsékletnek nevezzük.
Ha a gőzben nincsenek vízcseppek, akkor száraz telített gőznek nevezzük. A száraz, telített gőz nedves gőzben lévő tömeghányada a gőzszárazság foka, százalékban kifejezve. A gőzkazánokban a gőz páratartalma 0 és 0,1% között van. Ha a páratartalom meghaladja ezeket a mutatókat, a kazán nem működik optimális üzemmódban.
Azt a hasznos hőt, amelyet 1 liter víz nulla hőmérsékletről állandó nyomáson forráspontig történő melegítésére fordítanak, a folyadék entalpiájának nevezzük. Azt a hőt, amelyet 1 liter forrásban lévő folyadék gőzállapotává alakítanak, látens párolgási hőnek nevezzük. E két mutató összege a telített gőz teljes hőtartalma.
Az égéstermékek légkörbe kerülésével járó hőveszteség (q2)
Ez a fajta veszteség százalékban a kipufogógázok és a kazánba belépő hideg levegő entalpiájának különbségét mutatja. Ezeknek a veszteségeknek a meghatározására szolgáló képletek eltérőek a különböző típusú üzemanyagok használatakor.
A fűtőolaj elégetése a kémiai alulégés következtében hőveszteséget okoz.
Szilárd tüzelőanyag használata esetén a q2 veszteségek a következők:
- q2=(Ig-ag*Iv)(100-q4)/QT;
- ahol Ig a légkörbe kilépő gázok entalpiája (kJ/kg), αg a levegőfelesleg együtthatója, Iв az égéshez szükséges levegő entalpiája azon a hőmérsékleten, amelyen az a kazánba kerül (kJ/kg).
A q4 mutató azért kerül be a képletbe, mert 1 kg tüzelőanyag fizikai elégetésekor felszabaduló hőt kell figyelembe venni, nem pedig 1 kg kemencébe kerülő tüzelőanyag esetében.
Gáznemű vagy folyékony tüzelőanyag használatakor ugyanez a képlet így néz ki:
- q2=((Ig-αg*Iv)/QT)*100%.
A füstgázok hővesztesége magának a fűtőkazánnak az állapotától és az üzemmódtól függ. Például, ha kézzel töltik be az üzemanyagot a tűztérbe, az ilyen típusú hőveszteségek jelentősen megnövekednek a friss levegő időszakos beáramlása miatt.
A légkörbe távozó füstgázok hőenergia-veszteségei a hőmérséklet és az elfogyasztott levegő mennyiségének növekedésével nőnek. Például a légkörbe kilépő gázok hőmérséklete gazdaságosító és légfűtő hiányában 250-350 °C, jelenlétükben pedig csak 120-160 °C, ami többszörösére növeli a hasznos hő mennyiségét.
Kazán csővezeték diagram.
Másrészt a kipufogógáz égéstermékeinek nem megfelelő hőmérséklete a fűtőfelületeken vízgőz-kondenzáció kialakulásához vezethet, ami télen a kéményeken a jégképződést is befolyásolja.
Az elfogyasztott levegő mennyisége az égő típusától és üzemmódjától függ. Ha az optimális értékhez képest megemelkedik, akkor ez a kipufogógázokban magas levegőtartalomhoz vezet, ami ráadásul a hő egy részét is elvezeti. Ez egy elkerülhetetlen folyamat, amelyet nem lehet megállítani, de minimálisra lehet hozni. A modern valóságban a levegőfogyasztási együttható nem haladhatja meg az 1,08-at a teljes befecskendezéssel, a 0,6-ot a hiányos levegő befecskendezéses égőknél, az 1,1-et a kényszerbefúvásos és -keverős égőknél, és az 1,15-öt a külső keverésű diffúziós égőknél. A további légszivárgások jelenléte a kemence és a kazán csöveiben az elszívott levegő hőveszteségének növekedéséhez vezet. A légáramlás optimális szinten tartása lehetővé teszi a q2 érték minimálisra csökkentését.
A q2 érték minimalizálása érdekében azonnal meg kell tisztítani a kazán külső és belső felületét, gondoskodni kell arról, hogy ne legyen vízkő, ami csökkenti az elégetett tüzelőanyagból a hűtőközegbe történő hőátadást, meg kell felelni a felhasznált vízre vonatkozó követelményeknek. a kazánban ügyeljen arra, hogy a kazán és a csőcsatlakozások ne sérüljenek meg, nehogy levegő áramoljon. A gázútban további elektromos fűtőfelületek alkalmazása áramot fogyaszt. Az optimális üzemanyag-fogyasztásból származó megtakarítás azonban sokkal magasabb lesz, mint az elfogyasztott villamos energia költsége.
Az üzemanyag kémiai alulégetése miatti hőveszteség (q3)
Az ilyen típusú áramkör megvédi a fűtési rendszert a túlmelegedéstől.
A tüzelőanyag hiányos kémiai elégetésének fő mutatója a szén-monoxid (szilárd tüzelőanyag használatakor) vagy a szén-monoxid és a metán (gáz-halmazállapotú tüzelőanyag elégetésekor) jelenléte a kipufogógázokban. A kémiai alulégetésből származó hőveszteség megegyezik azzal a hővel, amely ezeknek a maradékoknak az elégetésekor felszabadulhat.
A tüzelőanyag tökéletlen elégése a levegő hiányától, a tüzelőanyag levegővel való rossz keveredésétől, a kazán belsejében a hőmérséklet csökkenésétől, vagy attól függ, hogy az égő tüzelőanyag lángja érintkezik a kazán falaival. A bejövő oxigén mennyiségének túlzott növekedése azonban nemcsak nem garantálja a tüzelőanyag teljes elégését, hanem megzavarhatja a kazán működését.
Az optimális szén-monoxid-tartalom a kemence kimeneténél 1400 °C hőmérsékleten nem lehet több, mint 0,05% (száraz gázok tekintetében). Ezekkel az értékekkel az alulégésből származó hőveszteség az üzemanyagtól függően 3-7% között mozog. Az oxigénhiány ezt az értéket akár 25%-ra is növelheti.
De olyan feltételeket kell elérni, hogy ne legyen kémiai alulégés az üzemanyagban. Biztosítani kell az optimális légáramlást a tűztérbe, állandó hőmérsékletet kell tartani a kazán belsejében, és biztosítani kell a tüzelőanyag keverék levegővel való alapos keveredését. A kazán leggazdaságosabb működése akkor érhető el, ha a légkörbe kikerülő égéstermékek szén-dioxid-tartalma tüzelőanyagtól függően 13-15%. A levegőbeszívás többletével a kipufogó füst szén-dioxid-tartalma 3-5%-kal csökkenhet, de a hőveszteség nő. A fűtőberendezések normál működése során a q3 veszteség porszénnél 0-0,5%, réteges tűztereknél 1%.
Fizikai alulégésből származó hőveszteség (q4)
Ez a fajta veszteség annak a ténynek köszönhető, hogy az el nem égett tüzelőanyag-részecskék a rostélyon keresztül a hamutartóba esnek, vagy az égéstermékekkel együtt a csövön keresztül a légkörbe kerülnek. A fizikai alulégetésből származó hőveszteség közvetlenül függ a kazán kialakításától, a rostély helyétől és alakjától, a vonóerőtől, a tüzelőanyag állapotától és szinterezhetőségétől.
A legjelentősebb veszteségek a szilárd tüzelőanyag réteges égetése során keletkező mechanikai alulégésből és a túl erős huzatból származnak. Ebben az esetben a füsttel együtt nagyszámú apró, el nem égett részecskék is elszállnak. Ez különösen jól látható heterogén üzemanyag használatakor, amikor kisebb és nagyobb üzemanyagdarabok váltják egymást. Az egyes rétegek égése inhomogén, mivel az apró darabok gyorsabban égnek, és a füst elszállítja őket. A keletkező résekbe levegő jut be, ami lehűti a nagy mennyiségű üzemanyagot. Ugyanakkor salakkéreg borítja őket, és nem égnek ki teljesen.
A mechanikai alulégetés következtében fellépő hőveszteség általában körülbelül 1% porszén-tűzhelyeknél, és akár 7,5% rétegtűzhelyeknél.
Hőveszteség közvetlenül a kazán falain keresztül (q5)
Ez a fajta veszteség függ a kazán alakjától és kialakításától, mind a kazán, mind a kéménycsövek bélésének vastagságától és minőségétől, valamint a hőszigetelő ernyő meglététől. Ezen túlmenően maga a tűztér kialakítása, valamint a további fűtőfelületek és elektromos fűtőtestek jelenléte a füstútban nagy hatással van a veszteségekre. Ezek a hőveszteségek nőnek a huzat jelenlétében abban a helyiségben, ahol a fűtőberendezés található, valamint a tűztér és a rendszernyílások számától és időtartamától függően. A veszteségek csökkentése a kazán megfelelő burkolatától és a gazdaságosító meglététől függ. Azon csövek hőszigetelése, amelyeken keresztül a kipufogógázok a légkörbe kerülnek, jótékony hatással van a hőveszteség csökkentésére.
A hamu és salak eltávolítása miatti hőveszteség (q6)
Ez a fajta veszteség csak csomós és poros szilárd tüzelőanyag esetén jellemző. Alulégetésekor a le nem hűtött tüzelőanyag részecskék a hamutartóba esnek, ahonnan eltávolítják őket, és magukkal viszik a hő egy részét. Ezek a veszteségek az üzemanyag hamutartalmától és a hamueltávolító rendszertől függenek.
A kazán hőmérlege egy olyan érték, amely megmutatja kazánja optimális és gazdaságos működését. A hőmérleg alapján dönthet olyan intézkedésekről, amelyek segítenek megtakarítani az elégetett tüzelőanyagot és növelik a fűtőberendezések hatékonyságát.
A korszerűsítés (rekonstrukció) során, amikor a kazán bélésében egyes anyagokat más anyagokra cserélnek, ellenőrizni kell, hogy a csere hogyan befolyásolja a hőveszteséget (q 2) az árnyékolatlan burkolatokon keresztül, és hogy a hőmérsékletek megfelelőek lesznek-e a felhasznált anyagokhoz. . ábrán látható diagramból meghatározható a bélésen keresztüli hőveszteség (q 2), a külső felület hőmérséklete és a bélésrétegek érintkezési síkjában lévő hőmérséklet. Pr-2 álló hőáramhoz. A diagram a bélésen keresztüli hőveszteség mértékét és az árnyékolatlan bélés külső felületének hőmérsékletét adja meg a bélés hőellenállásától függően.
ahol: S 1, S 2, S 3 – az egyes bélésrétegek vastagsága;
λ 1, λ 2, λ 3 – e rétegek anyagának hővezető képessége átlagos hőmérsékletükön, amely
a 10. pont referenciaadatai szerint 1,2-es együtthatóval elfogadva,
falazat gázáteresztő képessége.
A rétegek érintkezési síkjában a hőmérsékletet a következő képlet határozza meg:
ahol: t 1 – a magasabb hőmérsékletű réteg felületi hőmérséklete;
t 2 – a második felület hőmérséklete a rétegek érintkezési síkjában;
A megfelelő réteg vastagságának m-ben és hővezető képességének aránya W/(m⋅K) ill
kcal/(m⋅óra⋅deg).
Példa. Határozza meg a hőveszteséget 1 m 2 árnyékolatlan bélésen keresztül, amelynek vastagsága: könnyű tűzoltóagyag γ = 1000 kg/m 3 - 280 mm és ásványgyapot γ = 150 kg/m 3 - 50 mm belső felületi hőmérsékleten t 1 = 1000 0 C.
A tűzoltóagyag és ásványgyapot rétegek érintkezési síkjában a hőmérsékletet t 2 =110 0 C-ra, a fal külső felületének hőmérsékletét t 3 =70 0 C-ra állítjuk be.
A tűzoltóréteg átlagos hőmérséklete:
Az ásványgyapot réteg átlagos hőmérséklete:
A tűzoltóagyag-réteg hővezetési együtthatója a t av.w gázáteresztőképességi együttható figyelembevételével:
λ sh.r. =λ w.555 ⋅ k gas.pr. =0,5⋅1,2=0,6 W/(m⋅K) vagy 0,43⋅1,2=0,516 kcal/(m⋅h⋅g),
λ w – lásd a nomogramot az ábrán. 10.5.
Az ásványgyapot réteg hővezetési együtthatója t r.m.w. :
λ m.v.r = λ m.v.90 = 0,128 W/(m⋅K) vagy 0,11 kcal/(m⋅h⋅g),
λ m.v. – lásd a nomogramot az ábrán. 10.8.
A bélés hőállósága:
(m 2 ⋅K)/W ill
(m 2 ⋅h⋅gr)/kcal.
ábra nomogramja szerint. Pr-2 a külső fal hőmérséklete R=1,02(m 2 ⋅K)/W vagy 1,19(m 2 ⋅h⋅g)/kcal és t 1 =1000 0 C mellett t 3 =85 0 C lesz, és a áramlási hő a bélésen keresztül q 2 = 890 W/m 2 vagy 765 kcal/m 2 ⋅h. A hőmérséklet a rétegek érintkezési síkjában egyenlő lesz:
A kapott t 2 értéke nem felel meg szignifikánsan (nem szorosan) az elfogadottnak. A hőmérsékletet az agyag és az ásványgyapot rétegek érintkezési síkjában állítjuk be
t 2 =440 0 C, a fal külső felületének hőmérséklete t 3 =88 0 C és számolja újra. ;
λ sh.r. =λ w.720 ⋅ k gas.pr. =0,547⋅1,2=0,656 W/(m⋅K) vagy 0,47⋅1,2=0,564 kcal/(m⋅h⋅g);
λ m.v.r = λ m.v.264 = 0,14 W/(m⋅K) vagy 0,12 kcal/(m⋅h⋅g);
(m 2 ⋅K)/W ill
(m 2 ⋅h⋅gr)/kcal.
ábra nomogramja szerint. Pr-2 a külső fal hőmérséklete R=0,936 (m 2 ⋅K)/W vagy 1,09 (m 2 ⋅h⋅g)/kcal és t 1 =1000 0 C mellett t 3 =90 0 C és q 2 = 965 W/m2 vagy 830 kcal/(m2 ⋅h) (hőveszteség az árnyékolatlan bélésen keresztül). Tisztázzuk a hőmérsékletet a rétegek érintkezési síkjában:
A kapott eredmények közel állnak az elfogadott értékekhez, ezért a számítás helyes.
Az ásványgyapot használatának maximális hőmérséklete 600 0 C (lásd 10.46. táblázat), i.e. ezeknek az anyagoknak a használata a kazán bélelésekor ebben az esetben tanácsos.
A bélés külső felületének hőmérséklete t 3 =90 0 C nem felel meg az Egészségügyi Szabványok követelményeinek. Következésképpen a bélés - R csere hőellenállását ~4 (m 2 h g) / kcal értékre kell növelni (lásd a Pr-2. ábra nomogramját). A hőellenállás növelhető egy további hőszigetelő anyagréteg beépítésével, amelynek t max felhasználási értéke nem haladja meg a 110 0 C-ot.
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete