Паровые котельные агрегаты

Для совершения работы вода превращается в пар в паровом котле. Пар обладает:

· существенно более высокой теплоемкостью по сравнению с водой и

· его можно легко транспортировать.

В целях лучшего понимания принципа работы котельных агрегатов сначала необходимо рассмотреть сущность пара, для получения которого используются различные виды топлива.

Виды топлива

В качестве топлива в настоящее время в основном используют нефтепродукты и газ, однако по различным причинам могут представлять интерес и другие виды топлива.

Для оценки теплопроизводительности (количества теплоты, выделяемой при сгорании различных видов топлива) существуют две сравнительные величины:

· теплота сгорания условного каменноугольного топлива;

· низшая теплота сгорания.

Под единицей условного каменноугольного топлива (ЕУТ) понимают среднюю энергоемкость 1 кг каменного угля. Эта общепринятая международная величина составляет 29 400 кДж. Таким образом,

Под теплотой сгорания топлива понимают количество теплоты, высвобождающейся при сгорании определенного количества топлива. Высшая теплота сгорания представляет собой ее максимально возможное теоретическое значение. Отличающееся от него значение, которое всегда приводится в таблицах, - это теплота сгорания по низшему пределу (без учета теплоты конденсации водяных паров).

Водяные пары возникают при любом процессе горения, например, при сгорании метана:

СН₄+2О₂=>СО₂+2Н₂О.

Это означает, что в процессе сгорания топлива образуется водяной пар, который при остывании конденсируется. Низшая теплота сгорания меньше высшей теплоты сгорания на величину теплоты конденсации паров.

Низшая теплота сгорания - это количество теплоты, которое высвобождается при полном сгорании топлива, если водяной пар при этом остывает до точки росы, но не конденсируется. Высшая теплота сгорания топлива (с учетом конденсации паров - прим. ред.) используется в расчетах топлива.

Товарное топливо (используемое в ФРГ - прим. ред.) имеет следующие значения теплоты сгорания (Q^P_H):

При этом одним из особенно важных с экономической точки зрения показателей является стоимость теплоты. Он отражает в конечном итоге стоимость 1 кВт • ч или 1 МДж. Расчет стоимости теплоты производится по следующей формуле:

Однако сам по себе этот результат мало о чем говорит, так как решающее значение с экономической точки зрения имеет то обстоятельство, в каком соотношении котел действительно способен преобразовать имеющуюся в топливе химическую энергию в тепловую. Отношение этих двух цифр между собой обозначается как коэффициент полезного действия котлоагрегата.

Стоимость полезной теплоты (или стоимость теплоты нетто) определяется по следующей формуле:

Стоимость полезной теплоты конкретно говорит о том, сколько в конечном итоге стоит производство 1 МДж или 1 кВт•ч.

При этом стоимость полезной теплоты будет, конечно, всегда выше общей стоимости теплоты, так как КПД котлоагрегата составляет меньше 100%. Современные котлы, работающие на технической воде, частично конденсируют водяные пары топочных газов (дыма), а поэтому их КПД по отношению к низшей теплоте сгорания получается больше 100%.

Чтобы понимать процессы, происходящие в котельном агрегате при испарении воды, необходимо подробнее рассмотреть свойства пара.

Пар

Если вода нагревается до температуры точки кипения и при этом продолжается подвод теплоты, то образуется пар.

Температура, при которой вода кипит, называется температурой кипения. Температура кипения зависит от давления и возрастает с его увеличением.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: