Cómo calcular la eficiencia térmica del módulo de refrigeración

Evaporación de la caldera y eficiencia térmica de la caldera

1 tonelada/hora≈60×104 kcal/hora

Aproximadamente 0,7 milivatios

2. Cálculo de la eficiencia térmica de las calderas de lecho fluidizado circulante

1 Descripción general

Hebei Thermal Power Co., Ltd. ha puesto en funcionamiento recientemente cuatro calderas de lecho fluidizado circulante, cada una con modelo DG 410 /9.438+0? Sus principales parámetros son capacidad de evaporación 410 t/h, presión del vapor principal 9,81 MPa, temperatura del vapor principal 540 ℃, temperatura del agua de alimentación 225 ℃, presión del tambor 11,08 MPa, temperatura del lecho 896 ℃, tasa de alimentación de carbón 46,93 t/h, tasa de alimentación de piedra caliza 4,8 La caldera de lecho fluidizado circulante tipo t..DG410/9.81? 9 tiene un ancho de horno de 13716 mm y una profundidad de 6705 mm en la pared frontal, cada uno con una potencia de 36 t/h, y 2 escorias combinadas enfriadas por aire; refrigeradores a la izquierda y a la derecha; método de encendido Utiliza el encendedor del conducto de aire debajo de la cama. Hay dos encendedores de conducto de aire debajo de la cama, con una potencia de 1650 kg/h, y cuatro pistolas de aceite en la cama, con una potencia de 500 kg/h. La estructura de la caldera se muestra a la derecha.

Desde 165438+30 de octubre de 2002, a través de la exploración continua y el resumen de experiencias y lecciones, el nivel de operación de la caldera se ha mejorado continuamente, pasó con éxito el período de puesta en servicio y entró en la etapa de operación de producción de prueba. Primero, analicemos brevemente el cálculo de la eficiencia térmica de la caldera de lecho fluidizado circulante DG 410/9.438+0?9.

2. Planteamiento y análisis de problemas

2.1 Para estudiar el cálculo de la eficiencia térmica de las calderas de lecho fluidizado circulante, primero debemos comprender la diferencia entre las calderas de lecho fluidizado circulante y las calderas de carbón pulverizado. . En comparación con las calderas de carbón pulverizado, las calderas de lecho fluidizado circulante tienen las siguientes diferencias principales:

(1) Diferencias en los mecanismos de combustión y transferencia de calor: la combustión en lecho fluidizado circulante tiene las características de baja temperatura y combustión mejorada, y su básico El principio es que el material del lecho (por debajo de 8 mm) se quema en estado fluidizado. Las partículas gruesas arden en la zona de fase densa del lecho, mientras que las partículas finas arden en la zona de fase diluida. Las partículas finas que salen del horno por los gases de combustión son recogidas por el separador ciclónico y devueltas al lecho a través de la válvula "J" para hacer circular la combustión. Debido a los diferentes mecanismos de combustión, el proceso de transferencia de calor también es diferente, que incluye principalmente tres procesos: transferencia de calor por convección de gas, transferencia de calor por radiación y transferencia de calor por convección de partículas. Entre ellos, dado que el gas se mezcla con partículas sólidas, la capacidad calorífica específica de volumen constante del sólido suspendido debe ser mayor que la del gas puro, por lo que la transferencia de calor por convección de las partículas representa una gran proporción.

(2) Diferentes estructuras de diseño: según las diferencias en los mecanismos de combustión y transferencia de calor, en comparación con las calderas de carbón pulverizado, las calderas de lecho fluidizado circulante, tomando nuestra empresa como ejemplo, agregan un separador ciclónico enfriado por vapor. , alimentador de válvula tipo "J", enfriador de escoria combinado enfriado por aire y otros equipos de soporte. Entre ellos, la función principal del separador ciclónico enfriado por vapor y el alimentador de válvula tipo "J" es formar la circulación del material dentro de la caldera; la función principal del enfriador de escoria combinado enfriado por aire y agua es descargar los materiales; la capa inferior del horno a través del enfriador de escoria Mantenga una diferencia de presión del lecho razonable para garantizar la fluidización normal de los materiales del lecho.

(3) El proceso de desulfuración es diferente: el agente desulfurización (piedra caliza) se alimenta directamente al horno de la caldera de lecho fluidizado circulante, el óxido de calcio calcinado reacciona con el gas de dióxido de azufre generado por la combustión y El sulfato de calcio generado pasa a través de la descarga del enfriador de escoria del horno para lograr el propósito de desulfuración. Dado que la temperatura normal del lecho de la caldera es exactamente el rango de temperatura óptimo para la desulfuración (850°C ~ 900°C), y debido a la circulación repetida de materiales en el horno, se extiende el tiempo de residencia del desulfurizador en el horno. haciendo que la eficiencia de desulfuración alcance aproximadamente el 90%.

2.2 Tomemos como ejemplo el DG410/9.81 de nuestra empresa. 9. Se toma como ejemplo una caldera de lecho fluidizado circulante para analizar el cálculo de su eficiencia térmica.

En estado estacionario, la ecuación del balance térmico de la caldera relativa a 1Kg de carbón es la siguiente:

QR = q 1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (KJ /kg), correspondiente La ecuación del balance térmico porcentual es:

100% = q 1+Q2+Q3+Q4+q5+q6(%)

En...

( 1) Qr es el calor total aportado a la caldera por 1Kg de carbón, KJ/Kg.

Qr= Qar+hrm+hrs+Qwl

Entre ellos, el bajo poder calorífico del carbón Qar es kj/kg, es la principal fuente de aporte de calor a la caldera;

hrm es el calor físico sensible de la combustión del carbón, kj/kg; la temperatura de la combustión del carbón es generalmente inferior a 30 °C y este calor es relativamente pequeño.

horas es relativo al calor físico sensible de 1 kg de piedra caliza alimentada con carbón, kj/kg, este calor es relativamente pequeño.

Qwl utiliza 1 kg de aire de carbón calentado fuera de la caldera, kj/kg si no se utilizan los calentadores de las entradas de aire primaria y secundaria, esta parte del calor no es necesario; contado.

(2) Q1 es la utilización efectiva del calor de la caldera, kj/kg; al calcular la eficiencia térmica de contrapeso, se obtiene utilizando otras pérdidas de calor.

(3) Q4 es la pérdida de calor de la combustión mecánica incompleta, KJ/Kg.

Q4 = Qcc(MHz chz+mfh cfh+mdh CDH)/m carbón

El poder calorífico del carbono residual en la ceniza Qcc es KJ/Kg.

Mhz, Mfh y Mdh son respectivamente el volumen de descarga de escoria, el volumen de cenizas volantes y el volumen de cenizas de fondo del enfriador de escoria de la caldera por hora, t/h

Chz, Cfh y Cdh respectivamente Tenga en cuenta el % de contenido de carbono residual del enfriador de escoria de caldera en escoria, cenizas volantes y cenizas de fondo por hora.

Capacidad de combustión de carbón de las calderas de carbón por hora, t/h

q4= 100Q4/Qr(%)

(4) Q2 es el calor Pérdida de gases de escape, KJ/Kg.

Q2 =(Hpy-Hlk)(1-Q4/100)

En la fórmula, la entalpía de escape de Hpy está determinada por la temperatura de escape θpy (℃) y el exceso de aire. Se calculan el coeficiente αpy ( αpy = 21,0/(21,0-O2py)) y la capacidad calorífica específica de los gases de escape Cpy (KJ/(Nm3℃)), que es KJ/Kg.

Hlk La entalpía del aire frío que ingresa al horno está determinada por el coeficiente de exceso de aire de escape αpy, la capacidad calorífica específica del aire frío Clk (KJ/(Nm3℃), la temperatura del aire frío θlk (℃) y el volumen de aire teórico VO (VO = 0,0889(Car+0,375 SAR)+0,265 Har-0,0333 Remo, Nm3/kg) calculado

q2=100Q2/Qr(%)

( 5) Q3 es la pérdida de calor de la combustión química incompleta, KJ/Kg

Q3 = 236(Car+0,375 sar)(Mco/28)/(MSO 2/64+Mnox/46)(. 1-Q4/100)

Donde Mco, Mso2 y Mnox son las masas de co, so2 y nox en los gases de combustión respectivamente, mg/Nm3

q3=100Q3/Qr( %)

(6) Q5 es la pérdida de calor de la caldera, KJ/Kg

q5=(0,28*410,0)/H

En la fórmula, H es la capacidad real de evaporación de la caldera en funcionamiento, t/h

(7) Q6 es la pérdida física de calor de las cenizas de la caldera, KJ/Kg

q6 =( HhzMhz * 100/(100-Chz)+HfhMfh * 100/(100-Cfh)+. hdh mdh * 100/(100-Cdh))/Mcoal

Donde Hhz, Hfh, Hdh son la entalpía valores de descarga de escoria del enfriador de escoria de caldera, cenizas volantes y cenizas de fondo respectivamente, KJ/Kg. A partir de ellos se calcula la capacidad calorífica específica promedio y la temperatura

q6=100Q6/Qr(%)<. /p>

(8) η es la eficiencia térmica de contraequilibrio de la caldera, % >η=100-(q2+q3+q4+q5+q6)

3 Conclusión

Basado en los datos de funcionamiento reales, la comparación entre el valor calculado de eficiencia térmica de la caldera y los datos de diseño proporcionados por el fabricante es la siguiente: (Condición de trabajo nominal)

Número de serie

Artículo

Marca

Unidad

Datos reales

Datos de diseño

1

Pérdida de calor por escape

q2

%

5,19

5,1

2

Pérdida de calor por combustión química incompleta

q3

%

0,43

0,1

Tres

Pérdida de calor por combustión mecánica incompleta

q4

%

3,30

2,5

cuatro

Pérdida por disipación de calor

q5

%

0,28

0,14

cinco

Pérdida de calor físico de la ceniza

q6

%

0,77

0,70

Seis

Eficiencia térmica de contraequilibrio

η

%

90,03

91.46

Basándonos en la diferencia entre los datos de funcionamiento reales y los datos de diseño, para reducir varios indicadores de pérdida de calor y mejorar la eficiencia térmica de la caldera, hemos realizado las siguientes mejoras:

(1) Intente reducir la temperatura de escape. Una vez determinada la superficie de calentamiento de la cola, el número de golpes de hollín sobre la superficie de calentamiento de la cola debe aumentarse adecuadamente según sea necesario. Al soplar hollín, se reduce el nivel de polvo en el área de calentamiento de la cola y se evita el bloqueo local de cenizas, aumentando así la temperatura de transferencia de calor y la presión de la superficie de calentamiento de la cola, reduciendo la temperatura de escape y reduciendo la pérdida de calor de escape.

(2) Según el mecanismo de combustión de la caldera de lecho fluidizado circulante, es necesario garantizar una fluidización suficiente de los materiales en el lecho. Hay dos aspectos principales: primero, garantizar que la presión del lecho tenga un rango de fluctuación estable e invertir rápidamente en una cantidad correspondiente de enfriadores de escoria de acuerdo con los cambios en la calidad del carbón y la cantidad de piedra caliza para evitar que la presión del lecho aumente demasiado al mismo tiempo; tiempo, cuando la presión del lecho cae a Cuando el nivel es bajo, el enfriador de escoria debe detenerse a tiempo para la purga. En segundo lugar, es necesario garantizar que el volumen de aire de fluidización primario sea mayor que el volumen de aire de fluidización mínimo y aumente adecuadamente según la temperatura del lecho.

Sólo asegurándonos de que los materiales en el lecho estén completamente fluidizados podemos evitar fenómenos indeseables como coquización local en el lecho, grandes desviaciones de temperatura del lecho y zonas muertas de fluidización locales, de modo que el carbón que ingresa al horno pueda quemarse completamente en el horno. , reduciendo así los residuos en la descarga de escoria del enfriador de escoria de la caldera. El contenido másico de carbono Chz reduce la pérdida de calor de la combustión mecánica incompleta.

(3) Preste suficiente atención al funcionamiento confiable del enfriador de escoria. Por un lado, es necesario garantizar una descarga confiable de escoria desde el enfriador de escoria y controlar la presión del hogar, por otro lado, es necesario controlar los parámetros operativos del enfriador de escoria y reducir la temperatura de la escoria para reducir el impacto físico; Pérdida de calor de la escoria.

(4) Ajuste aún más la proporción de aire primario y aire secundario en el horno. El aire de fluidización primario asegura que los materiales estén completamente fluidizados y también asegura una cierta proporción de combustión en el área de fase densa del horno, lo que hace que el coeficiente de exceso de aire real en el área de fase densa sea cercano a 1 y en un área con deficiencia de oxígeno. estado de combustión. El aire secundario ingresa desde el límite entre la zona de fase densa y la zona de fase diluida del horno, y el volumen total de aire requerido para la combustión se controla según el % de O2 para garantizar la combustión completa de las partículas finas en la zona de fase diluida. Además, el aire primario y el aire secundario trabajan juntos para garantizar la tasa de circulación de los materiales en el horno, aumentar la probabilidad de que las partículas finas se vuelvan a quemar, reducir el contenido de carbono Cfh de las cenizas volantes y reducir aún más la pérdida de calor de la combustión mecánica incompleta.

(5) Fortalecer la mejora de los materiales de aislamiento externo de la caldera, reparar rápidamente los defectos encontrados y reducir la pérdida de calor de la caldera.

Materiales de referencia:

[1] Cen Kefa, Ni Mingjiang, etc. Diseño teórico y funcionamiento de calderas de lecho fluidizado circulante. Beijing: China Electric Power Press, 1997.

[2]Editor jefe Liu Dechang. Aplicaciones industriales de la tecnología de combustión en lecho fluidizado. Beijing: China Electric Power Press, 1998.