🌿 Diễn Đàn Công Nghệ Dầu Khí
Đăng nhập · Đăng ký
  1. Trang Chủ
  2. Lọc Dầu & Refinery
  3. TÍNH TOÁN HIỆU SUẤT BOILER

TÍNH TOÁN HIỆU SUẤT BOILER

trong Lọc Dầu & Refinery · 1597 xem · 2 trả lời

manhtien152Thành Viên
Bài: 26
+0 uy tín
02/07/2008
#114/07/2009


Hiệu suất là yếu tố rất quan trọng trong việc thiết kế và lựa chọn loại Boiler. Chỉ số hiệu suất boiler phụ thuộc vào loại boiler cũng như loại nhiên liệu sử dụng. Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều loại boiler, có nhiều cách phân loại :

Phân loại theo nhiên liệu sử dụng:

Nhiên liệu cấp cho boiler loại bằng than hoặc loại bằng dầu FO, DO…

Phân loại theo cấu tạo:

- Loại Boiler ống lửa:

Nguồn cấp nhiệt sẽ đi trong ống. Loại boiler này công suất tương đối thấp chỉ đạt khoảng 12000 kg hơi/giờ, áp suất hơi nước thấp chỉ khoảng 18kg/cm2 . Sử dụng nguồn nhiên liệu có thể bằng dầu hoặc khí



- Loại Boiler ống nước :

Nguồn nhiệt sẽ được cấp trong buồng đốt, trong đó có các ống cấp nước, nước được đun nóng và tạo hơi áp cao. Loại Boiler này có công suất và áp cao, công suất đạt từ 4500 – 120000 kg hơi/giờ. Hiệu quả đốt bị thất thoát do nguồn cấp nhiệt bị thất thoát, thất thoát về hơi không đáng kể. Loại này thường dùng nhiên liệu bằng than.



- Loại boiler dùng các ống chùm:

Việc sử dụng các chùm ống sẽ tăng hiệu quả trao đổi nhiệt cho Boiler, loại boiler này việc tạo hơi nhanh trong lòng ống.



Có hai phương pháp cơ bản để tính hiệu suất cho Boiler: Phương pháp dựa vào thông số yêu cầu đầu vào và đầu ra, và phương pháp thất thoát nhiệt.

Ở đây sẽ xem xét và thảo luận phương pháp thứ hai: phương pháp thất thoát nhiệt. Trong phương pháp này, đầu tiên phải tính toán được lượng nhiệt đầu vào. Sau đó sẽ tính tất cả lượng nhiệt thất thoát. Hiệu suất Boiler được tính dựa trên nhiệt đầu vào và lượng nhiệt thất thoát.

Lượng nhiệt thất thoát trong loại boiler ống lửa chủ yếu là:

a) Nhiệt cung cấp để sấy khí

Mất nhiệt do hơi ẩm trong nhiên liệu

d) Truyền nhiệt cho khí cháy

e) Nhiên liệu cháy không hoàn toàn

f) Thất thoát ra môi trường xung quanh

(to be cont.)
manhtien152Thành Viên
Bài: 26
+0 uy tín
02/07/2008
#215/07/2009
Sample Case :

Let us calculate Boiler efficiency of coal fired boiler. Ambient temp is 80 F and Back End Temperature (Exh gas temp) is 302 F. The percent composition of Coal is as under:

Carbon , C - 76.0 ; Hydrogen, H2 - 4.1 ; Nitrogen , N2 - 1.0 ; Oxygen, O2 - 7.6 ; Suphur, S - 1.3 ; Moisture, H2O - 3.0 ; Ash - 7.0 ;



The Combustion calculations of the above fuel is already explained in detail in the other article.

From the above calculations, Unit Wet Gas, Kg / Kg of fuel = Unit Wet Air + (1-Ash)

= 13.12 + (1-0.007)

= 14.05

Unit Dry Gas, Kg / Kg of fuel = Unit Wet Gas – (Moisture in Air + Water produced during combustion)

= 13.484

Higher Heating Value, HHV or Gross Calorific Value, GCV in BTU/Lb

= 14600.C + 62000 (H2-O2/8) + 4050.S

Lower Heating Value, LHV or Lower Calorific Value, LCV or Net Calorific Value, NCV, BTU/lb

= HHV – 1030(9.H2 + Moisture)

Let us use HHV and LHV notation.

HHV = (14600 x 76 +62000 (4.1-7.6/8) + 4050 x 1.3 )/100

= 13101.65 BTU/lb (7278.7 Kcal/kg )

LHV = 13101.65 – 1030(9*4.1+3)/100

= 12690.6 BTU/lb (7050 Kcal/kg)

Calculations of the Losses based on Higher Heating Value:

a) Dry gas losses:

Exhaust gases always leave the boiler at a higher temp than ambient. Heat thus carried away by hot exhaust gases is called Dry gas losses

Heat Losses, La = UnitDryGas x Cp x (Tg-Ta) x 100/HHV

= 13.478 x 0.24 x (302 -80) x 100 / 13101.65

= 5.48 %

Loss due to Moisture in fuel :

The moisture present in the fuel absorbs heat to evaporate and get superheated to exit gas temperature.

Lb = MoistureInFuel x (1089-Ta+0.46xTg)x100/HHV

= 0.03 x (1089 – 80 +0.46 x 302) x100 / 13101.6

= 0.263 %



c) Loss due to Moisture Produced during combustion :

Lc = MoistureProduced x (1089-Ta+0.46xTg)x100/HHV

= 0.369 x (1089 – 80 +0.46 x 302) x100 / 13101.6

= 3.23 %



d) Loss due to Moisture in air :



Ld = MoistureInAir x Cp of Steam x (Tg-Ta) x 100/HHV

= 0.0132 x 12.95 x 0.46 x (302 - 80) x100 / 13101.6

= 0.133 %



Here, Moisture in Air = 0.0132 lb/ lb of dry air at 60% Relative Humidity

Cp of steam = 0.46

e) Unburnt fuel loss :

This is purely based on experience. Unburnt fuel loss depends up on type of Boiler , grate, grate loading and type of fuel. For Bio-Mass fuels, it ranges from 1.5 to 3 %, for oils from 0-0.5 and almost nil for gaseous fuels.

Let us consider Unburnt fuel loss, Le = 2.5 % for Coal.

f) Radiation Loss:

Radiation Loss is because of hot boiler casing loosing heat to atmosphere. ABMA chart gives approximate radiation losses for fired boilers.

Let us take a radiation Loss , Lf = 0.4 % in this case.

g) Manufacturer’s margin :

This is for all unaccounted losses and for margin. Unaccounted losses are because of incomplete combustion carbon to CO, heat loss in ash ..etc. This can be 0.5 to 1.5 % depending up on fuel and type of boiler.



In this case, let us take, Manufacturer’s margin Lg = 1.5%.



Total Losses = La + Lb + Lc + Ld + Le + Lf + Lg



= 5.48 + 0.263 + 3.23 + 0.4 +0.133 +2.5 + 1.5



= 13.506 %

Therefore, Efficiency of the boiler on HHV basis = 100 – Total Losses

= 100 – 13.506

= 86.494 %

Efficiency based on LHV:

Efficiency based on LHV = EfficiencyOnHHV x HHV/LHV

= 86.494 x 13101.6/12690.6

= 89.29 %
Vui lòng đăng nhập để trả lời.