Моделювання та аналіз параметрів енергоефективності котлів середнього тиску при використанні суміші природного та доменного газів з урахуванням присосів повітря

Abstract

Об’єктом даного дослідження є теплові та енергетичні характеристики котлів середнього тиску ТЕЦ-1, чотири котли ЦКТИ75/39Ф-2-4 та два котли ТП-150-2. Всі котли працюють на загальний паровий колектор 32 атм, 420 °С. Паливо – суміш доменного і природного газів в співвідношенні 0,7–0,9 об’ємних часток. Характеристики доменного газу непостійні: істотно змінюється елементарний склад, вологість і запиленість доменного газу. Було розроблено алгоритм комплексного розрахунку характеристик котла та математична модель для оптимального розподілу навантажень. Були розраховані теоретичні обсяги продуктів згоряння, визначено ККД котла та витрати палива, розраховано основні елементи (топкова камера, фестони, пароперегрівач), спільний розрахунок хвостових поверхонь нагріву (водяний економайзер і підігрівач повітря) з уточненням температури відхідних газів та визначено нев’язку теплового балансу котлоагрегату. Було розраховано вплив надлишків повітря у вихідних газах від навантаження.

The object of this study are the thermal and energy characteristics of medium pressure boilers CHP-1, four boilers CCTI-75/39F-2-4 and two boilers TP-150-2. All boilers operate on a common steam collector 32 atm, 420 °C. Fuel is a mixture of blast furnace and natural gases in a ratio of 0.7–0.9 by volume. The characteristics of blast furnace gas are not constant: the elemental composition, humidity and dustiness of blast furnace gas change significantly. An algorithm for complex calculation of boiler characteristics and a mathematical model for optimal load distribution were developed. Theoretical volumes of combustion products were calculated, boiler efficiency and fuel consumption were determined, basic elements (furnace chamber, scallops, superheater) were calculated, joint calculation of tail heating surfaces (water economizer and air heater) with specification of exhaust gas temperature was determined and thermal balance was determined. The effect of excess air in the exhaust gases from the load was calculated. As a result of the analysis, the temperature of the exhaust gases was calculated, an indicator that characterizes the reliability and efficiency of the boiler, and the temperature at the outlet of the furnace, which characterizes the reliability of the superheater. The efficiency of the boilers was calculated and the value of the efficiency for the considered boilers was adjusted.