S e r i a : ENERGETYKA z . 34- Nr k o l . 279 ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ_______________________ 1970
MARCELI BARAN
K a te d r a Kotłów i Maszyn C ie p ln y c h
WPŁYW OLEJU JAKO PALIWA DODATKOWEGO
NA WYMIAN? CIEPŁA W KOMORZE PALENISKOWEJ KOTŁA
W p ra c y podano nowy spo só b o b l i c z a n i a wy
miany c i e p ł a w komorach p alen isk o w y c h k o tłó w o p a la n y c h węglem lu b o le je m o r a z w zór na o - b l i c z a n i e s t o p n i a c z e r n i p ło m ie n ia przy s p a l a n i u p a liw m ieszanych - p y ł węglowy - o l e j . Podanymi wzorami o b li c z o n o na p r z y k ł a d z i e k o t ł a OP-38O wymianę c i e p ł a w komorze p a l e n isk o w ej p rz y s p a l a n i u p y łu w ęglow ego, mie
s z a n k i p y ł w ę g lo w y -o le j o r a z samego o l e j u . N a p o d s ta w ie przeprow adzonych o b l i c z e ń podano w n io s k i o m ożliw o ści s p a l a n i a o l e j u ( g u d r o - nu) j a k o p a liw a dodatkowego w k o t ł a c h p y ło wych.
1. Wstęp
W o s t a t n i c h l a t a c h c o r a z c z ę ś c i e j budowane s ą k o t ł y na pa
li w a p ły n n e w z g lę d n i e p a liw a m ieszan e w ę g i e l - o l e j l u b w ę g i e l - g a z . Również w k r a j u posiadamy j u ż k i l k a k otłów o p a la n y c h wy
ł ą c z n i e paliwem płynnym.
Krajowy b i l a n s p a liw olejow ych u l e g ł o b e c n ie popraw ie i w n a j b l i ż s z y c h l a t a c h będziemy dysponować nadwyżką 35$ p o z o s t a ł o ś c i p o r a f i n a c y j n e j zwanej gudronem, k t ó r a planowana j e s t do s p a l a n i a w k o t ł a c h . Przewidywana nadwyżką gudronu b ę d z i e z a z w yczaj s p a l a n a j a k o p a liw o dodatkowe w i s t n i e j ą c y c h k o t ł a c h py
łowych p o łożonych w p o b l i ż u ź r ó d e ł j e g o p r o d u k c j i .
B io r ą c pod uwagę powyższy p ro b lem , w p racy n i n i e j s z e j p r z e a n a lizo w an o możliwość s p a l a n i a gudronu w i s t n i e j ą c y c h k o t ł a c h pyłowych celem u s t a l e n i a j a k i e i l o ś c i mogą być s p a la n e w k o t l e pyłowym bez p o tr z e b y w prow adzania kosztownych zmian w p o w ierz
c h n i a c h ogrzewanych k o t ł a i u r z ą d z e n ia c h pomocniczych.
2 . C h a r a k t e r y s t y k a gudronu i w ę g la p r z y j ę t e g o do rozważań Krajowe k o t ł y o p a la n e s ą n a j c z ę ś c i e j węglem energetycznym ty p u 31 i 3 2 , k tó r e g o w a r t o ś ć opałowa waha s i ę od 14500 k J A g ( p r z e r o s t y , muły) do 23000 k J/k g * Sto sow n ie do w a r t o ś c i o p a ł o w ej z m ie n ia s i ę zaw a rto ść b a l a s t u . J a k o ś r e d n i w ę g i e l d l a po
ró w n a n ia p r z y j ę t o w ę g i e l e n e r g e ty c z n y ty p u 31 lu b 32 o w a r t o ś c i opałowej 18800 k J / k g , n a t o m ia s t j a k o p aliw o p ły n n e , k t ó r e w chodzi w rach u b ę — 35% p o z o s t a ł o ś ć p o r a f i n a c y j n ą (gudron) o
danych j a k n i ż e j :
w ę g ie l gudron
W a rto ść opałowa k J A g 18800 39400
Zaw arto ść w ę g la C % 4 5 ,3 8 4 ,8
Z a w arto ść wodoru H % 3 .3 1 0 ,6
Z aw arto ść s i a r k i S % 1 .0 3 , 6
Z aw arto ść wanadu VgO^ % - 0 ,0 3
Z aw arto ść t l e n u 0 % 9 . 6 -
Z aw arto ść a z o tu N % 2 . 8 -
Z a w arto ść w i l g o c i W % 1 6 , 0 1 .0
Z a w arto ść p o p io ł u A % 2 1 ,0 -
P o d a tn o ś ć przem iałow a °H 55 -
Lepkość p rzy te m p e r a t u r z e 150 C °E - 2-3
Wpływ o l e j u ja k o p a liw a d o d a tk o w e g o ... 17 O b lic z o n e na p o d s ta w ie c h a r a k t e r y s t y k i t y c h p a liw i l o ś c i s p a l i n , z a p o trz e b o w a n ie p o w ie t r z a do s p a l a n i a , t e o r e t y c z n a te m p e r a t u r a s p a l a n i a , u d z i a ł y o b ję to ś c io w e COg i HgO podano w t a b l i c y 1 ,
3. Wymiana c i e p ł a w komorze paleniskow ej
Rozważając możliwość s p a l a n i a w i s t n i e j ą c y c h k o t ł a c h p y ło wych p a liw a płynnego ja k o dodatku do p y łu p r z y j ę t o , że p a l n i k i o le jo w e z o s t a ł y wbudowane w i s t n i e j ą c e p a l n i k i pyłowe w m i e js c e z a in s ta lo w a n y c h zwykle palników ro zp ałk o w y c h . Rozwią
z a n ie t a k i e e l i m i n u j e k o n ie c z n o ś ć przebudowy p a ln ik ó w , ekranów i kanałów p o w i e t r z a a pozwala każdorazowo p r z e j ś ć na o p a l a n i e k o t ł a w y łą c z n ie pyłem.
O czyw iście s p a l a n i e o l e j u z minimalnym nadmiarem p o w ie t r z a X.=
= 1,0 3 f 1 ,0 5 b y łob y rozw iązaniem n a j b a r d z i e j w łaściwym, a l e przy s p a l a n i u w k o t l e p a liw a m ieszanego n i e da s i ę t e g o o s i ą g n ą ć . Z k o n i e c z n o ś c i p a liw o p ły nn e musi być s p a l a n e z nadmiarem zbliżonym do nadm iaru j a k i wymagany j e s t p rzy s p a l a n i u p yłu wę
glowego w danym p a l e n i s k u .
P a l e n i s k o pyłowe k o t ł a z o s t a ł o d o b rane do p o tr z e b s p a l a n i a pyłu węglowego. K o n s t r u k c j a komory i j e j wymiary zapewnią z nad
wyżką c z a s j a k i p o trz e b n y j e s t do s p a l a n i a p a liw a p ły n n e g o .Z a zwyczaj c z a s pobytu pyłu w komorze p a le n is k o w e j wynosi ok. 2 s e k . , n a t o m ia s t d l a s p a l a n i a o l e j u w y s t a r c z y c z a s z n a c z n ie krót
s z y .
Przy s p a l a n i u p aliw a o lejo w eg o w komorze p a le n is k o w e j k o t ł a pyłowego n a s t ą p i z w ię k s z e n ie wymiany c i e p ł a , głów nie w o b r ę b i e p a ln ik ó w . Jed n o stko w e o b c i ą ż e n i e c i e p l n e p o w ie rz c h n i ekranów w o b r ę b i e p aln ik ó w ze w zględu na in ten sy w n e s p a l a n i e o l e j u mo- że d o cho d zić do 460 ? 700 kW/m . W g badań w r u r a c h pionowych
p rz y c i ś n i e n i u r z ę d u 100 f 160 b a r filmowe odparow anie w y s t ę - p u je d o p i e r o p rz y n a t ę ż e n i a c h c i e p l n y c h 800 -f 1400 kW/m . 2 Tym samym n i e z a c h o d z i n ie b e z p ie c z e ń s tw o filmowego odparow ania w k o t ł a c h zbudowanych na p y ł węglowy przy s p a l a n i u o l e j u j a k o p a
l i w a dodatkowego lu b w y łą c z n ie p a liw a o le jo w e g o .
W komorze p a le n is k o w e j kotłów pyłowych wymiana c i e p ł a za
ch o d z i g łó w n ie p rz e z prom ieniow anie t j . wg prawa S t e f a n a - B o ltz - manna
T b ^ 4
^ p r = £ p ł e ść Co Ap r [flOO* “ W ] ^
g d z ie :
^ p ł * ^ ś ć ~ odpow iednio z d o l n o ś c i e m i s j i p ło m ie n ia i p o w ierz
c h n i ogrzew anej o d b i e r a j ą c e j c i e p ł o (ekran ó w ), CQ - s t a ł a p rom ieniow ania c i a ł a d o sk o n ale c z a r n e g o , A - p o w ie r z c h n ia opromieniowana komory p a l e n is k o w e j,
p r
T ^ - ś r e d n i a bezw zględna t e m p e r a t u r a w komorze p a l e n i skowej ,
- bezw zględna t e m p e r a t u r a ś c i a n k i ekranów.
U d z ia ł c i e p ł a wymienianego w komorze p a le n is k o w e j n a drodze ko n w ek cji j e s t mały i w o b l i c z e n i a c h kotłów parowych z zasady p o m ijany .
Przy s p a l a n i u w k o t l e p a liw a płynnego u le g n ą zm ianie w s t o sunku do wymiany c i e p ł a przy s p a l a n i u p y łu : zd o ln o ść e m i s j i p ł o m i e n i a , ś r e d n i a t e m p e r a t u r a s p a l i n w komorze, s t o p i e ń za
n i e c z y s z c z e n i a ekranów, k t ó r y ma wpływ na t e m p e r a t u r ę zew n ętrz
n e j p o w ie rz c h n i ekranów i z d o l n o ś c i i c h e m i s j i .
Zd o ln o ść e m i s j i p ło m ie n i a i ekranów komory p a le n is k o w e j do
t y c h c z a s n i e z o s t a ł y n a l e ż y c i e zbadane i o p is a n e a n a l i t y c z n i e .
W rozw iązyw aniu komór p alen isk o w y c h k otłów opieram y s i ę na ma
t e r i a ł a c h d o ś w ia d c z a ln y c h i z k o n i e c z n o ś c i ujmujemy w sposób em piryczny wpływ p o sz c z e g ó ln y c h w i e l k o ś c i na z d o ln o ść e m i s j i p ło m ie n i a i ekranów .
W k r a j u o b e c n ie n a j b a r d z i e j ro zp o w szech n io n ą m etodą do o - b l i c z e ń wymiany c i e p ł a w komorach p alen isk o w y c h j e s t m etodaG ur- w i c z a , n a p o d s ta w ie k t ó r e j z o s t a ł y opracowane r a d z i e c k i e normy
c i e p l n y c h o b l i c z e ń k o tłó w , z k t ó r y c h k o r z y s t a krajow y p rzem y sł kotłow y przy o b l i c z a n i u p o w ie rz c h n i ogrzewanych k o tł ó w . W meto
d z i e t e j z d o ln o ść e m i s j i p ło m i e n i a i ekranów z a s t ą p i o n o p o j ę ciem " s t o p i e ń c z e r n i komory p a l e n i s k o w e j " , k t ó r y d l a p a l e n i s k pyłow ych, o lejo w y ch lu b gazowych o b li c z a n y j e s t wzorem JjjJt Vpływ o l e j u ja k o p a liw a d o d a tk o w e g o ...________________________ 19
a
&
(2)a.w ♦ <1 - • p i ) 'P'6 g d z i e :
a ^ - s t o p i e ń c z e r n i p ło m i e n i a ,
■tp - s t o p i e ń e k ran o w an ia komory p a l e n i s k o w e j ,
£ - l i c z b a u jm u ją c a wpływ z a n i e c z y s z c z e n i a p o w ie rz c h n i o - pro m ien icw anej na i l o ś ć p r z y j ę t e g o c i e p ł a w komorze p a l e n i s k o w e j .
S t o p i e ń c z e r n i p ło m ie n i a można w y lic z y ć ze w zo ru :
V * “ as» ♦ (1 - m) ag i3 )
g d z i e :
m - l i c z b a o k r e ś l a j ą c a s t o p i e ń w y p e ł n i e n i a komory p a l e n i skowej płomieniem świecącym,
- s t o p i e ń c z e r n i p ło m ie n ia świecącego - k ps
asw = 0 , 9 (1 - e p ) (4 )
kp - w sp ó łc z y n n ik o s ł a b i e n i a prom ieniow ania w komorze wy
p e ł n i o n e j żarzącym i s i ę s k ła d n ik a m i s p a l a n i a p aliw s t a ły c h i o l e j u
kp = 1 *6 i ó l o - ° - 5 (5)
p - c i ś n i e n i e w komorze p a l e n is k o w e j, a t a ,
s - efek ty w n a g rubość w arstw y p r o m i e n i u j ą c e j , m, a - s t o p i e ń c z e r n i p ło m ie n ia n ie ś w ie c ą c e g o (gazów)
O
- k p s
ag = l - e SPp (6)
k - w sp ó łc z y n n ik o s ł a b i e n i a pro m ien io w an ia p r z e z gazy t r ó j - O
atomowe o b lic z o n y wzorem 0 , 8 + 1 , 6 r H Q
2 - ° - 38 ióóó> <7 >
pp - c i ś n i e n i e cząstkow e gazów p ro m ie n iu ją c y c h (C02 i HgO) r H o * u d z i a ł o b ję to ś c io w y pary wodnej w s p a l i n a c h .
Wg [ i] i [5] p rzy jm u je s i ę : - d la pyłu węglowego m = 1
- d la o le ju opałowego m = 0 ,6 przy jednostkowym obciążeniu ciepl
nym komory paleniskowej ^ *
* 175
t230 W/a^ ,
a a 1 przy ^ > 1150 kV/a^Z powyższych wzorów w y n ik a, że w sp ó łc z y n n ik o s ł a b i e n i a p r o m ien io w an ia żarzącym i s i ę s k ła d n ik a m i p a liw a z a l e ż y t y l k o od t e m p e r a t u r y a n i e z a l e ż y od c h a r a k t e r y s t y k i p a l iw a ( z a w a r t o ś c i c z ę ś c i l o t n y c h , p o p i o ł u , koksu) j a k t e ż n i e u w z g lę d n ia w i e l k o ś c i z i a r n p o p io łu będących f u n k c j ą g r a n u l a c j i p y łu .T a k ż e p rzy o b l i c z a n i u s t o p n i a c z e r n i p ło m ie n i a p a liw a płyn n eg o wzory t e n i e u w z g lę d n i a ją j e g o c h a r a k t e r y s t y k i n p . s to s u n k u w ę g la do wo
d o r u . S t o p i e ń c z e r n i ś w ie c ą c e j c z ę ś c i p ło m ie n i a p rz y s p a l a n i u o l e j u o b li c z a n y j e s t w t e n sam sposób j a k d l a p y ł u , t y l k o p rzy j
muje s i ę w a r t o ś ć m = 0 , 6 z a m ia s t j a k d l a p y łu m = 1 .
Na p o d s ta w ie badań k rajo w y ch k o tłó w można s t w i e r d z i ć r ó ż n i ce w wymianie c i e p ł a w komorze p a le n is k o w e j p rzy s p a l a n i u r ó ż nych typów w ę g l a , n p . w ę g la s i e r s z a ń s k i e g o , g ó r n o ś l ą s k i e g o czy d ą b ro w s k ie g o .
Z powyższych względów, w o p a r c i u o d o ś w ia d c z e n ia k ra jo w e i b a d a n i a CKTI ( j f j , p r o p o n u je s i ę o b l i c z a ć s t o p i e ń c z e r n i płom ie
n i a przy s p a l a n i u p y łu j a k i o l e j u z a m ia s t j a k d o ty c h c z a s wzo
rami G urw icza ( 4 ) , ( 5 ) , (7) wg n i ż e j podanych w z o r ó w ,k tó r e u j mują t a k ż e wpływ c h a r a k t e r y s t y k i p a l i w a .
Przy s p a l a n i u p y łu s t o p i e ń c z e r n i p ło m ie n i a j e s t f u n k c j ą e - m i s j i gazów t r ó j atomowych, c z ą s t e k koksu i p o p io ł u i można go w y r a z ić ogólnym wzoremt
ap ł . 1 - a * k * ( 8 )
Wpływ o le ju ja k o p a liw a d o d a tk o w e g o ...________________________ 21
Na p o d s ta w ie przeprow adzonych w CKTI badań [ 2 ] s
g d z i e w sp ó łc z y n n ik o s ł a b i e n i a p ro m ien io w an ia o b li c z a n y j e s t wzo
rem:
0 ,7 8 + 1 , 6 r H?0
k g * <■ y = = - ° - 1 > <■' - H s55> < * »
r k = kk a , (-11)
k^ = 0 , 5 d l a p a l iw o d u ż e j z a w a r t o ś c i c z ę ś c i l o t n y c h , 3 = 0 ,1 d l a p a l e n i s k pyłowych,
S = 0 ,0 3 d l a p a l e n i s k ruszto w y ch
Z p = 4 , 3 — ^ --- (12)
g d z i e : kk = 0 . 5 8 = 0 ,1
<5 = 0 ,0 3
Y t2 d2
g d z i e :
- k o n c e n t r a c j a c z ą s t e k p o p io łu w s p a l i n a c h g/um^ o b l i c z a n a ze wzoru
a i Ar
¿l = 1000 (13)
s
ap l - u d z i a ł p o p io ł u lo t n e g o w c a ł e j i l o ś c i p o p io ł u wprowa
dzanego z węglem do p a l e n i s k a ,
A J* - u d z i a ł p o p io łu w m asie r o b o c z e j p a l iw a , V - i l o ś ć s p a l i n umVkg p a l .
9
d - ś r e d n i c a c z ą s t e k p o p io łu ,^ u m ,
Wpływ o l e j u ja k o p a liw a d o d atk o w eg o .. 23 Przy s p a l a n i u p a liw p ły n n y c h w p ło m ie n iu p r o m ie n iu ją głów
n i e gazy t r ó j atomowe i zaw ieszo n e w n ic h c z ą s t k i s a d z y , k t ó r e w y d z i e l a j ą s i ę p rz y r o z k ł a d z i e p a l i w a .
D la p ło m ie n i a ś w ie c ą c e g o , k t ó r y z a w ie r a c z ą s t k i s a d z y , s t o p i e ń c z e r n i o k r e ś l a s i ę z wzoru*
- ( T + T . )
a „ = 1 - e * s a d z i (1 * )
sw
P rzy s p a l a n i u p y łu węglowego p rz y jm u je s i ę , że c a ł a komora p a le n is k o w a w y p e łn io n a j e s t płom ieniem świecącym i wówczas apł=
s a • H a to m ia s t p rzy s p a l a n i u p a liw płynnych w kotłow ych k o -
s w
morach palen isk o w y c h
asw ^ ap ł ^ ag
Ś r e d n i s t o p i e ń c z e r n i p ło m ie n ia d l a c a ł e j komory p a l e n i s k o w ej o b l i c z a s i ę wg wzoru ( 3 ) .
Wg [2] w a r t o ś ć m z a l e ż y od je d n o stk o w eg o o b c i ą ż e n i a c i e p l nego komory p a le n is k o w e j i p rzy w a r t o ś c i a c h -c: 400 kW/m^jak d l a przemysłowych k o tłó w pyłowych i olejow ych w y n o si:
m - 0 ,5 5 - p rz y s p a l a n i u o l e j u ,
m = 1 , 0 0 - p rzy s p a l a n i u p y łu węglowego.
f g a d z y 3®st f u n k c j ą k o n c e n t r a c j i c z ą s t e k sadzy w p ł o m i e n i u . U d z ia ł sadzy w p ło m ie n iu z a l e ż y od s to s u n k u w ę g la i wodoru w r o b o c z e j m a sie p a l iw a , nadmiaru p o w i e t r z a przy s p a l a n i u , zw ła
s z c z a przy s to s u n k u nadm iaru p o w i e t r z a X.<1,1 o r a z od tem pe
r a t u r y p ło m ie n i a .
W warunkach p a l e n i s k kotłow ych przy s p a l a n i u gudronu z a l e ż ność t ę można o k r e ś l i ć wzorem (X I:
P o w s ta je problem j a k wyznaczyć s t o p i e ń c z e r n i przy s p a l a n i u m ie s z a n k i p y ł - o l e j , j a k t o w k r a j u j e s t j u ż praktykowane i bę
d z i e c o r a z c z ę ś c i e j s to s o w a n e , zw ła s z c z a w e l e k t r o c i e p ł o w n i a c h
s t o p n i a c z e r n i p ło m ie n ia przy s p a l a n i u p aliw m ieszan y ch.
W K a te d rz e prowadzone s ą próby nad u s t a l e n i e m s t o p n i a c ż e r - n i p ło m ie n i a d l a p a liw m ieszanych w o p a r c i u o w y n ik i e k s p l o a t a c j i kotłów s p a l a j ą c y c h py ł i o l e j o r a z p y ł i g a z .
V o p a r c i u o dotychczasow e p r a c e p ro p o n u je s i ę wyznaczać s t o p ie ń c z e r n i p ło m ie n i a d l a m ieszan k i p y ł - o l e j w n a s tę p u j ą c y spo
sób :
H
“ T (2 - K ( 1 ,6 T
1000 - 0 , 5 ) p s (15)
przem ysłu chem icznego. D otychczas b rak badań nad u s ta l e n ie m
(
16
)g d z i e :
T™ - n a le ż y o b l i c z a ć wg wzoru (9 ) i (10) d l a u d z i a ł u p ary O
wodnej r fl Q, c i ś n i e n i a cząstkowego gazów p r o a i e n i u - ją c y c h pp 2 o ra z t e m p e r a t u r y na w y lo c ie z komory pa
le n is k o w e j T j a k i e p an u ją przy s p a l a n i u m ieszan k i p y ł - o l e j
(17)
g - u d z i a ł masowy s p a l i n wywiązanych ze s p a l e n i a pyłu w
5 W
c a ł e j i l o ś c i s p a l i n wywiązanych przy s p a l a n i u mieszan
k i ( k k »$ - s t r . 2 2 , s - s t r . 2 0 )
Wpływ o l e j u ja k o p a liw a d o d a tk o w e g o ... 25
"Cp “ n a l e ż y o b l i c z a ć ze wzpru (12) d l a k o n c e n t r a c j i z a p y le n i a o b l i c z o n e j z z a l e ż n o ś c i :
1000 m a - Ar 1000 a , Ar
= m V + m V ' V---i r —o m
W sw o vso v + V2 V
sw so
V8W* VSO [ U“ ^ A g J - odpowiednio i l o ś ć s p a l i n wywiązanych przy s p a l a n i u 1 kg w ę g la lu b 1 kg o l e j u t m
j ę (kg o l e j u A g węgla] - sto su n ek masy o l e j u do masy węgla w mieszance*
J e ż e l i znane s ą u d z i a ł y c i e p ł a w ę g la i o l e j u qQ w c i e p l e doprowadzonym w p a l i w i e do komory p a le n is k o w e j t o :
skąd
■ o WdQ J o
■Sr**.' Sr
“ o % ^dw % *dw
\ S Sr
Wdo “ 1 “ «o Vdo /(19)
(
20)
1000 a . Ar
= q W (1 8 «)
V + ---- 2— _£w „ 1 “ ł 0 Tdo 80 g d z i e :
W ^ , WdQ - odpow iednio w a r t o ś ć opałowa w ę g la i o l e j u .
^ sa d z y ~ ®so ^ s a d z y g d z ie :
g_. - u d z i a ł masowy s p a l i n ze s p a l e n i a o l e j u w c a ł e j i l o ś c i
5 0
s p a l i n wywiązanych p rzy s p a l a n i u m i e s z a n k i,
^sadzy ” n a l e ż y o b l i c z y ć ze wzoru ( 1 5 ) .
W proponowanym s p o s o b ie o b l i c z a n i a s t o p n i a c z e r n i p ło m ie n ia z m ie s z a n in y p y ł - o l e j z a k ł a d a s i ę , że c a ł a komora p alen isk o w a w y p e łn io n a j e s t płom ieniem świecącym (m = 1) zaw ierającym s a
dzę z o l e j u o r a z koks i p o p ió ł z p y łu węglowego.
P rz y jm u ją c d l a p r z y k ła d u , że p a liw a o c h a r a k t e r y s t y c e j a k t o podano w p u n k cie 2 będą s p a la n e w k o t l e OP-38Qk p r z y X = 1 , 2 , s t o p n i e c z e r n i p ło m i e n i a , komory p a l e n i s k o w e j , i l o ś c i wymie
n ionego c i e p ł a i t e m p e r a t u r y na w y lo c ie z komory p a le n is k o w e j podano w t a b l i c y 1 . Przy s p a l a n i u gudronu w tym k o t l e można p r z y j ą ć ^.= 1 , 1 . M n iejsz eg o nadmiaru p o w ie t r z a , j a k w k o t ł a c h budowanych w y łą c z n ie na o l e j ( X = 1 ,0 3 f 1 . 0 5 ) . n i e d a s i ę usy-*
skać w k o t l e zbudowanym na p y ł węglowy. D lateg o w ro zw ażan iach p rzy s p a l a n i u w y łą c z n ie gudronu p r z y j ę t o 1 ,1 „ n a to m ia s t p rzy s p a l a n i u m ie s z a n k i p y ł- g u d r o n K = 1 ,2 j a k d l a p y łu .
4 . W nioski
1 . Stosowane o b e c n ie wzory G urwicza do o b l i c z a n i a s t o p n i a c z e r n i p ło m ie n ia n i e u w z g lę d n ia ją w ł a s n o ś c i p a l iw a . Tym samym i l o ś c i wymienionego c i e p ł a w komorze p a le n is k o w e j w y lic z o n e tym i wzorami n i e z a l e ż ą od c h a r a k t e r y s t y k i s p a la n e g o w ę g la lub o l e j u .
Na p o d s ta w ie krajow ych dośw iadczeń i badań CKT1 p ro p o n u je s i ę s t o p i e ń c z e r n i p ło m ie n ia l i c z a ć podanymi w p racy v z o r a m i,
ffpływ o l e j u ja k o p a liw a dodatkowego 27 k t ó r e u w z g lę d n i a ją t a k i e w ł a s n o ś c i p a liw a j a k z a w a rto ść c z ę ś c i l o t n y c h , z a w a rto ś ć p o p io ł u d l a w ę g li a d l a p a liw płynnych s t o sunek g-.
2 . D otychczas b r a k opublikow anych wyników badań nad u s t a l e niem s t o p n i a c z e r n i p ło m ien i p a liw m ieszan y ch . W pracy podano sposób w y z n a c z a n ia s t o p n i a c z e r n i p ło m ien i d l a m ie s z a n k i p y ł - o l e j . O czy w iście podana metoda wymaga d a l s z y c h s tu d ió w i badań.
P r a c e t e s ą prowadzone w K a te d r z e a w y n ik i i c h będą p u b l i k o w ane.
3 . Przeprow adzone o b l i c z e n i a wymiany c i e p ł a w komorze p a l e n isk ow ej k o t ł a 0P-380 podanymi w p ra c y wzorami p rzy s p a l a n i u m ie s z a n k i p y ł - o l e j w y k a z a ły , że w k o t ł a c h zbudowanych n a p y ł węglowy może być s p a l a n e p a liw o p łynne (g u d ro n ) ja k o p a liw o do
datkowe w t a k i e j i l o ś c i , ażeby u d z i a ł c i e p ł a wywiązanego z o l e j u n i e p r z e k r o c z y ł 50$. P rzy tym u d z i a l e c i e p ł a t e m p e r a t u r a s p a l i n o b n iż a s i ę z 1333°C n a 129^°C, tym samym z m n ie js z a s i ę wymiana c i e p ł a w p r z e g r z e w a c z u , je d n a k ż e w g r a n i c a c h dopuszczal
nych - o b j ę t y c h zakresem r e g u l a t o r a t e m p e r a t u r y p a r y . P rzy u - d z i a l e c i e p ł a z o l e j u ponad 50% t e m p e r a t u r a s p a l i n n a w y j ś c i u z komory z n a c z n ie m a le je a i l o ś ć wymienionego c i e p ł a w komorze p a le n is k o w e j w z r a s t a i u trz y m a n ie n o rm aln ej te m p e r a t u r y p a ry p r z e g r z a n e j j e s t zazwyczaj t r u d n e . D la z a p e w n ie n ia n o rm aln ej t e m p e r a t u r y p a ry k o n ie c z n a b y ła b y r e c y r k u l a c j a s p a l i n do komo
r y p a l e n i s k o w e j .
LITERATURA
[1] A.M. GURWICZ, W.W. MITOR: R asczot ti e p ło o b m ie n a w g a z o - mazutnych i p y le u g o ln y c h t o p k a c h . E n i e r g o m a s z i n o s t r o je n ie . 196 3 . Nr 2 .
[ z ] W.W. MITOR, A.G. BŁOCH: Tiepłoobm ien i z ł u c z e n i j e m w t o p kach parowych k o tło w . Trudy CKTI. 1 96?.
CjJ P r a c a zbio ro w a: T ie p ło o b m ie n , g id ro d in a m ik a i t i e p ł o f i z i - c z e s k i j e sw o jstw a w i e s z c z e s t w . Nauka. Moskwa 1968.
[ V J
W.P. ROMADIN: T opocznyje u s t r o j s t w a moszcznych e n e r g e t i «c z e s k i c h błokow . T i e p ł o e n e r g e t i k a . 1967. Nr 1 .
Qf] T iepłow oj r a s c z o t k o t i e l n y c h ag reg a tó w . Normatiwnyj Metod.
G o s e n i e r g o i z d a t . Moskwa-Leningrad 1957.
Jöj] E. BITTERLICH: Zur A uslegung von S e s s e l n mit G em ischfeue
r u n g e n . M i t t e i l u n g e n d e r VGB. H eft 1 02. 1966.
[?] R. HACKER: Die B e r ü c k s i c h t i g u n g des S ch w ärzegrads b e i S tr a h lu n g s w ä r m e a u s ta u s c h an D am p fk esselro h ren und H e i z s t ä b e n . BWK. 1964. Nr 2 .
[ßj W. HERRMANN: Die A uslegung d e r V e rd am p fu n g sh aizflach e b e i Z w ang d u rch lau fd am p ferz eu g ern . Z eszy ty Naukowe P o l i t e c h n i k i W r o c ł a w s k i e j. C zerw iec 1969 r .
[9] M. LEDINEGG: Bestim m ungsgrössen f ü r d i e B renn k aa m erb ela- s t u n g b e i K o h le n s ta u b - , 0 1 - und G a s fe u e ru n g e n . M i t t e i l u n gen d e r VGB. H eft 97. 1965.
0O j H .P . NIEPENBERG: I n d u s t r i e - Ö l f e u e r u n g e n . D eutsche Babcock W i l c o x - A k t i e n g e s e l l s c h a f t . O b erh au sen . 1969.
Wpływ o le.iu ja k o p a liw a dodatkow ego
22
T a b lic a 1 Porów nania I l o ś c i c i a p l a wymienionego w komorze p ale n isk o w e j i te m p e ra tu r
na w y lo c ie z komory p ale n isk o w e j d l a k o t ł a 0P-360 op alan eg o m ieszanką gudronu i p y łu węglowego
bp. W ielkość J e d n o stk a U d ział gudronu w m eązance %
0 i 25 I 50 75 ! 100
U d z ia ł w ęgla w mie zance £
100 75 50 25 0
1 W artość opałow a - k J A g 18800 39400
2 T e o rety c z n e z ap o trzeb o w an ie
p o w ie trz a - V* ua3A c p a l . 5 .1 2 10 ,0
3 T e o rety c z n a i l o ś ć s p a li n - V* om3 A c P*1* 5 .7 1 0 ,4
4 S to su n ek nadm iaru p o w ie trz a - 1 .2 1 .1
5 R z e c z y w ista i l o ś ć p o w ie trz a - Vp om3A g p a l . 6 ,1 5 11,0
6 R z eczy w ista i l o ś ć s p a li n na
je d n o s tk ę masy p a liw a - Vg u a ^ A c p a l . 6 .7 1 1 ,4
7 R z eczy w ista i l o ś ć s p a li n na
j e d n o s tk ę c i e p ł a - Vg^ ua^/1000 k J 0 ,3 5 6 0 ,2 8 9
8 S to p ie ń ekranow ania komory
p ale n isk o w e j - _ 0 ,9 8
9 P o w ie rzc h n ia opromieniow ana
komory p a le n isk o w e j - Hop r a 2 9 1 3 .4
lo W spółczynnik s t r a t y o ie p ła
do o to c z e n ia _ 0 ,9 9 8
11 S to p ie ń z a n ie c z y s z c z e n ia ko
mory p a le n isk o w e j - 0 ,4 5 0 ,4 5 0 ,4 5 0 ,4 5 0 ,5 5
12 U d z ia ł o b jęto śc io w y p ary wod
n e j w s p a lin a c h - r H 0
2 - 0 ,0980 0 ,0 9 8 5 0 ,0989 0 ,0 9 9 5 0,1070
13 U d z ia ł o b jęto śc io w y dwutlenku w ęg la w s p a lin a c h - r__
2 - 0 ,1 4 0 0 0 ,1 3 6 6 0 ,1330 0 ,1 2 9 2 0 ,1 3 6 0
14 S to p ie ń c z e r n i p ło m ie n ia - a p l - 0 ,5 9 3 5 0,7531 0 ,8632 0 ,9 4 9 7 0 ,9 3 0 9
15 S to p ie ń c z e r n i komory p a le
n iskow ej - a^ - 0 ,7768 0 .8737 0 ,9347 0,9772 0 ,9 5 8 2
16 S to su n ek nadm iaru p o w ie trz a - 1 .2 1 ,2 1 .2 1 .2 1 .1
17 I l o ś ć wywiązanych s p a li n - Vg u a ^ A 428000 412800 397000 382500 338000
18 C ie p ło doprowadzone do komory
p a le n isk o w e j - k 1 0 ^ k J/h 1374,1 1365,0 13 54,5 1 3 47,0 1 3 27,3
19 T em p eratu ra t e o r e ty c z n a sp a
l a n i a - t^ °C 1960 2025 2090 2140 2380
80 T em p eratu ra s p a li n na w y jś c iu
z komory - t* °c 1333 1308 1294 1280 1202
21 I l o ś ć c i e p ł a wymienionego w ko
morze p a le n isk o w e j - Qod 1 o S c J A 47 1 ,0 51 7 ,9 5 4 8 ,3 57 5 ,0 69 4 ,7
BJIHAHHE MASyTA KAK HOEABCMHOE TŒIJIMBO HA TEnJIOOBMEH B TCÎIKAX
F e 3 ¡o u a
B p e ÿ e p a ï e n p e s c T S B J i e H h o b u ü w e t o s p a s u ë ï a r e n j z o o ô u e H a b nuJieyroJibHux w nhuteua3yTHfcix T o n s a x .
B o c o ô e h h o c t h n o K a s a n o $ o p u y J i y k p a c t i ë T y c x e n e H H « e p H O T u n x a i ie H H n p » c x u r a H H H y r o a b H O - a a 3 y T H o î i cm©c h » B c j i e s c T B H e n p o i i a - B e s e H H o r o p a c u ë T a a x a k o t j i s C O - 3 8 0 n p e s c T a a J i e H o b h b o s h o
6
b o b-m o s '.h o c tb c xH raH H H s o ô a s K H M s s y T a k yroJibHOfl n ujiH b n & u i e y r o x b - h h x Ton x a x .
THE INFLUENCE OF THE OIL AS THE ADDITIONAL FUEL ON THE HEAT EXCHANGE IN THE BOILER COMBUSTION CHAMBER
S u m m a r y
I n t h i s p a p e r i t i s g iv e n t h e new way o f t h e c a l c u l a t i o n o f h e a t exchange i n t h e b o i l e r com bustion cham ber, o i l - f i r e d o r c o a l - f i r e d and t h e fo rm u la f o r c a l c u l a t i o n o f t h e b l a c k i n g de
g r e e o f t h e flam e a t com bustion o f m ix tu r e f u e l s , p u l v e r i z e d c o a l - o i l . T h i s i s r e p r e s e n t e d i n example f o r t h e b o i l e r OP-380, p u l v e r i z e d c o a l - f i r e d , m ix tu r e p u l v e r i z e d c o a l - o i l - f i r e d and
alo n e o i l - f i r e d . From t h i s c a l c u l a t i o n s t h e c o n c l u s i o n i s drawn about t h e p o s s i b i l i t y o f com bustion o f t h e r e s i d u a l o i l (g u dro n ) as t h e a d d i t i o n a l f u e l f o r b o i l e r s f i r e d w i t h p u l v e r i zed c o a l .
