余热锅炉表格版

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余热锅炉数学模型
余热锅炉在联产系统中用于回收原动机的排烟余热并产生蒸汽,产生的蒸汽可用于汽轮机发电、过程供热或者吸收制冷机组。余热锅炉是由一系列换热器组成,包括过热器、蒸发器和省煤器三部分,同时为了弥补制冷机组可能存在的热源不足的情况,加装了补燃装置。余热锅炉最大限度的利用了燃气机排烟余热,实现了能量的梯级利用,大大提高了能源的利用率。
QGT为燃气轮机排烟所含热量;
QF为补燃燃料所含热量;
Qair为空气所携带热量(通常忽略不计);
Qloss为散热损失;
根据质量守恒方程可得到补燃器出口烟气质量流量:Mout=MGT+MF+Mair-Mloss
Mout为补燃器出口烟气质量流量。
MGT为燃气轮机排烟质量流量;
MF为补燃燃料质量流量;
Mair为补充空气质量流量;
下图为余热锅炉原理图以及余热锅炉输入输出变量:
余热锅炉原理图
余热锅炉总体输入输出
余热锅炉输入输出变量见下表:
输入变量名称
符号
输出变量名称
符号
补燃器出口烟气质量流量
Mout
水蒸汽质量流量
ms
补燃器出口热量
Qout
出口水蒸气所含热量
Qsout
给水流量
ms
烟气流量(Kg/s)
mg
给水温度
Ts
最终排放烟气的焓值
t为补燃装置内温度;
t0为外界大气温度。
燃料燃烧产生的热量:QF=mf*q*η
mf为燃料的质量流量;
q为燃料的低位发热量(一般取35839KJ/ );
η为补燃装置的燃烧效率(一般取0.95)。
根据能量守恒方程可得到补燃器出口热量:Qout=QGT+QF+Qair-Qloss
Qout为补燃器出口热量。
烟气流量:mg=Mout/ξ
ξ为阻力系数
最终排放烟气所含热量:Qg=Qout-Qsu-Qca-Qec
最终烟气排放的焓值:Hg=Qg/mg
水蒸气质量流量:ms=Hsu/Qsu
Hsu为过热器水(蒸汽)焓变。
Tsu、Tva、Tec分别为过热器、蒸发器和省煤器的对数平均温差,℃。
入口水所含热量:Qs=ms*Hs
ms为给水流量,Kg/s。
入口水的焓值:Hs=Ts*Cs
Ts为给水温度,℃。
Cs为液态水比热容,kJ/kg*℃。
出口水蒸气所含热量:Qsout=(Qsu+Qva+Qec+Qs)*ηout
ηout为水蒸气能量传输效率。
Hg
各变量计算公式:
过热器吸收热量:Qsu=FsuαsuTsu
蒸发器吸收热量:Qva=FcaαvaTva
省煤器吸收热量:Qec=FecαecTec
Qsu、Qva、Qec分别为过热器、蒸发器和省煤器的传热量,KW。
Fsu、Fca、Fec分别为过热器、蒸发器和省煤器的传热面积,m2。
αsu、αva、αec分别为过热器、蒸发器和省煤器的平均换热系数,KW/(m2*℃)
Mloss为余热锅炉漏气损失质量;
补燃器燃气出口压力:Pout=α*Pin
Pout为补燃器燃气出口压力;
α为压力恢复系数;
Pin为补燃器进口气体压力。
二、余热锅炉
燃气轮机排烟气和补燃器出来的高温烟气共同作为余热锅炉的热源,给水首先通过省煤器加热,然后进入汽包,通过循环泵进入蒸发器,产生一定的饱和蒸汽,最后进入过热器,产生一定温度,一定压强的水蒸气。
Qair
补燃器出口热量
Qout
燃气轮机排烟所含热量
QGT
散热损失
Qloss
燃料燃烧产生热量
QF
补燃器出口压力
Pout
燃气轮机排烟流量
MGT
补燃器出口烟气流量
Mout
补燃燃料质量流量
Mf
补充空气质量流量
Mair
补燃器进口气体压力
Pin
各变量计算公式:
散热损失计算:Qloss=K*(t-t0)
K为散热系数;
一、补燃装置
补燃装置根据外界用户负荷需求的变化,通过补燃的方式进行调节,利用燃气轮机排气中的氧气进行燃烧,提高烟气温度,还可保持蒸汽参数和负荷稳定,以相应提高蒸汽参数和产量,改善联合循环的变工况特性。
补燃装置如图所示。
补燃装置总体输入输出
补燃装置输入输出变量见下表
输入变量名称
符号
输ຫໍສະໝຸດ Baidu变量名称
符号
空气所携带的热量
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