Воздух, подаваемый в котел является химическим реагентом в топочном процессе, а также теплоносителем и сушильно-транспортирующей средой в системах пылеприготовления и пылепитания, поэтому важно точно определить потребность в воздухе. Распределение воздуха, подаваемого в топку по отдельным статьям, с учетом присосов называется воздушным балансом топки. Уравнение воздушного баланса на один килограмм подаваемого в топку топлива:

V₁ + V₂ + V_сбр^в + ΔV_прс = V_T[нм³/кг_т]

• V₁ — количество первичного воздуха
• V₂ — количество вторичного воздуха
• V_сбр^в— количество воздуха, подаваемого через сбросные горелки, если используется полуразомкнутая ПС
• ΔV_прс — количество воздуха присосов
• V_T — общее количество воздуха, подаваемого в топку

Другая запись:

V₁ + V₂ + V_сбр^в + Δα_ТV⁰ = α_ТV⁰[нм³/кг_т]

• Δα_Т — присосы воздуха в топку (по табл.XV[1])
• α_Т — коэффициент избытка воздуха на выходе из топки
• V⁰ — по таблице

Для ПС с прямым вдуванием:

r₁V⁰ + r₂V⁰ + Δα_ТV⁰ = α_ТV⁰[нм³/кг_т]

или

r₁ + r₂ + Δα_Т = α_Т

В какой бы форме не было записано уравнение теплового баланса, оно всегда отражает распределение воздуха по отдельным статьям. Нам всегда известно α_Т, и поэтому известно суммарное количество воздуха, подаваемого в топку. Тоже самое можно сказать и про присосы в топку. Количество первичного воздуха V₁ и его доля r₁ либо принимаются по рекомендациям еще при расчете ПС, либо, в случае Г или ГВ сушки получаются, исходя из состава СА. Количество сбросного воздуха тоже может быть рассчитано исходя из расчета ПС, поэтому всегда из уравнения воздушного баланса определяют либо долю вторичного воздуха r₂, либо его количество V₂.

С другой стороны, на основании уравнения воздушного баланса можно определить расходы в м³/ч через каналы первичного и вторичного воздуха в горелках. Эти величины необходимы для конструкторского расчета горелок.

Таким образом, составление воздушного баланса топки:
• Позволяет правильно организовать процесс горения
• Получить необходимые данные для проектирования горелок.

В некоторых случаях (например при использовании ПС с прямым вдуванием и ММТ) требования воздушного баланса косвенно влияют на выбор мельницы и на тепловой расчет ПС.

Воздушный баланс топки для ПС с прямым вдуванием.

Воздушная сушка в СМС:

СА = гор.возд. + прис.хол.возд

В этом случае доля первичного воздуха r₂ выбирается, как правило, еще при расчетах ПС. Если она не известна, то:
1. g_пер = g₁(1+K_прс) [кг/кг], r₁ = g_пер/(γ_0в V⁰)

2. Уравнение теплового баланса r₁ + r₂ + Δα_Т = α_Т

3. Δα_Т — по табл.
4. α_Т — по табл.
5. r₂ = α_Т — Δα_Т — r₁
6. Коэффициент избытка воздуха в горелке α_г = r₁ + r₂
7. Организованно подаваемое количество топлива α_орг = α_Т — Δα_Т. В этом случае α_г = α_орг.

При использовании традиционных схем факельного сжигания нужно, чтобы α_г ≥ 1.05. После разрешения уравнения воздушного баланса, мы должны определить объемные расходы через каналы первичного и вторичного воздуха. Из расчета ПС нам известно объемное количество влажной смеси при температуре t₂:

G₁ = V_вз.смB_к, [м³/ч]

B_к, [м³/ч] — полный расход топлива на котел.

Расход вторичного воздуха через все горелки:

G₂ = r₂V⁰B_к (273+t_гв)/273, [м³/ч]

Здесь t_гв = t_вп»

Газовоздушная сушка:

СА = прод.сгор + гор.возд

В этом случае должны быть известны температура газов отбора ϑ_отб и коэффициент избытка воздуха в месте отбора на сушку α_отб.

1. Доля воздуха в газах, отбираемых на сушку:

4. Доля первичного воздуха r₁ = g_пер/(γ_0вV⁰)

5. Желательно, чтобы r₁ попадало в рекомендуемый диапазон, но обязательно, чтобы содержание воздуха в ОСА за мельницей было не менее 15%.

6. α_T — по табл.

7. Δα_T — по табл.

8. Доля вторичного воздуха r₂ = α_T — Δα_T — r₁

9. Проверяем α_г = r₁ + r₂ ≥ 1.05

10.

12. Расход вторичного воздуха на котел

G₂ = r₂V⁰B_к (273 + t_гв)/273 [м³/ч]

Здесь t_гв = t_вп» G₁ и G₂ нужны для конструкторского расчета горелок.

Газовая сушка: СА = гор.газ + хол.газ (Обычно для ПС с МВ)

Нужно знать: r_ГГ, r_ХГ, α_ГГ, α_ХГ
1. Доля воздуха в горячих и холодных газах, отбираемых на сушку:

g_пер = g₁(r_ITr_вГГ + r_ХГr_вГГ + K_прс) [кг/кг]

3. Доля первичного воздуха:

r₁ = g_пер/γ_0вV⁰

4. В случае двухкомпонентной газовой сушки r₁ вряд ли попадет в рекомендуемый диапазон, поэтому надо обязательно убедиться, чтобы доля воздуха в ОСА за мельницами была больше 15%.

5. Объемное количество влажной смеси:

r_возд^ОСА = V_возд/V_вз.см 100% < 15%

8. Уравнение воздушного баланса:

r₁ + r₂ + Δα_T = α_T → r₂ = α_T — Δα_T — r₁

9. Коэффициент избытка воздуха в горелках:

α_Г = α_орг = α_T — Δα_T = r₁ + r₂

10. Объемный расход через каналы первичного воздуха на котел:

G₁ = V_вз.слB_k[273+t₂]/273 [м³/ч]

11. Объемный расход вторичного воздуха на котел

G₂ = r₂V⁰B_k[273+t₂]/273 [м³/ч]

Воздушный баланс топки с ПС с прямым вдуванием, М-В и пылеконцентратором.

2. Сбросные горелки (1-l — доля ОСА, 1-m — доля топлива)

3. Обычно (l = 0.3,..,0.4 — правильный выбор приходных сечений каналов, m = 0.6,..,0.7 — обеспечивается конструкцией пылеконцентратора)

4. Сушка – ГВ: СА = прод.сгор + гор.возд., r_г и r_гв — известны.

5. Доля воздуха в газах отбора:

g_воз^ОСА = g₁(r_гr_вг + r_гв + К_прс) [кг/кг]

7. Доля первичного воздуха:

r₁ = l g_воз^ОСА/(mγ_0в V⁰)

8. Коэффициент избытка воздуха в сбросных горелках

α_сбр = (1 — l) g_воз^ОСА/[(1-m)γ_0в V⁰]

9. В этом случае r₁ вряд ли попадет в рекомендуемый диапазон, поэтому надо проверить, чтобы содержание воздуха в пылевоздушной смеси, подаваемой в основные горелки было больше 15%.

10. Уравнение воздушного баланса:

mr₁ + mr₂ + (1-m)α_сбр + Δα_T = α_T -> r₂ = [α_T — mr₁ — (1-m)α_сбр — Δα_T]/m

11. Объемное количество влажной смеси:

G_сбр = (1 — l)V_вз.смB_k [м³/ч]

13. Объемный расход ОСА через каналы первичного воздуха:

G₁ = l V_вз.смB_k [м³/ч]

14. Объемный расход вторичного воздуха на котел:

G₂ = mr₂V⁰B_k[273 + t_гв/273] [м³/ч]

15. Если газовая сушка: СА = гор.газ + хол.газ
Общая последовательность остается та же, но изменяются детали расчета.

Воздушный баланс топки для ПС с ПБ, и подачей пыли в топку ОСА

Сбросных горелок, как правило нет, зато есть линия рециркуляции. Если сушка воздушная, то такая ПС была показана на рис.а) (см. рис. с ПС). Для воздушной сушки справедливо уравнение для весового количества первичного воздуха:

g_пер = g₁ (r_г.в. + K_прс) z_MB_M/B_k [кг/кг] = g₁ (1 — r_рец + K_прс) z_MB_M/B_k

z_MB_M/B_k = K_зап — учитывает тот факт, что в горелки поступает меньше топлива, чем размалывается мельницами.

Доля первичного воздуха:

r₁ = g_пер/(γ_0в V⁰) ∈ [r₁]

Уравнение воздушного баланса:

r₁ + r₂ + Δα_T = α_T, r₂ = α_T — Δα_T — r₁

Коэффициент избытка воздуха в горелке

α_Г = r₁ + r₂ = α_T — Δα_T = α_орг ≥ 1.05

G₁ = z_M(V_MB — G_рец) [м³/ч]

Расход вторичного воздуха на котел:

G₂ = r₂V⁰B_к (273+t_гв)/273, [м³/ч]

• Если сушка газовоздушная, то линии рециркуляции не будет, т.к. в СА уже есть два компонента (рис в) (но без горелки)
→ g_пер = g₁(r_г.в. + r_гr_в.г. + K_прс) z_MB_M/B_k [кг/кг]

• Если сушка газовая, то:

Комментарии запрещены.