Sprawność kotła energetycznego OP 430 RAFAKO — pomiary i obliczenia metodą pośrednią

Zadanie egzaminacyjne — opracuj dokumentację pomiarów kotła energetycznego OP 430 firmy RAFAKO.

Kocioł [OP 430]{Polski kocioł energetyczny RAFAKO — Opalany Pyłem 430 t/h. Z naturalną cyrkulacją wody, 200 MW mocy cieplnej, węgiel kamienny. Klasyczny kocioł dla bloków energetycznych 200 MW (Bełchatów, Połaniec itd.)} to klasyczny kocioł elektrowni cieplnej 200 MW — wydajność pary 430 t/h, T_pary 540°C, p_pary 13,5 MPa. Sprawność wyznacza się [metodą pośrednią]{Metoda pośrednia = pomiar strat (wylotowa, niespalanie, promieniowanie). Sprawność η = 100% − ΣS. Alternatywa: metoda bezpośrednia (η = Q_użyteczne/Q_paliwo) — trudniejsza w pomiarze dla dużych bloków}: ŁĄCZNA STRATA = wylotowa + niezupełne spalanie + niecałkowite spalanie w żużlu + niecałkowite spalanie w popiele lotnym + promieniowanie.

Mierzone parametry (4 serie pomiarów, Tabela 2): - T_otoczenia, T_pary świeżej, p_pary, wydajność pary - Strumień paliwa, [zawartość popiołu]{Zawartość popiołu w paliwie Ar — masowy udział mineralny w węglu (popiół + niespalanki). Polski węgiel kamienny: 15-30%}, [wartość opałowa]{Wartość opałowa Qw — energia uwalniana przy spaleniu 1 kg paliwa. Węgiel kamienny: 18-25 MJ/kg, brunatny: 8-12 MJ/kg, mazut: 40 MJ/kg} - Cz/Cp — części palne w żużlu/popiele (świadczą o jakości spalania) - T_spalin, CO₂/CO/NOx w spalinach

Co masz zrobić — 5 rezultatów: - R.1 (8 pkt) — z Tabeli 1 wybierz kocioł 1 (OP 430) i zapisz 8 parametrów technicznych - R.2 (6 pkt) — dobierz 6 przyrządów do 6 rodzajów pomiarów (termopara/analizator spalin/pyłomierz/psychometr/przetwornik ciśnienia/przepływomierz) - R.3 (10 pkt) — oblicz średnie z 4 pomiarów dla 10 parametrów - R.4 (7 pkt) — oblicz 5 strat + sumę strat + sprawność: Sw, Sn, Sz, Sp, Sr → ΣS → η_k - R.5 (6 pkt) — porównaj 6 wyników z parametrami gwarantowanymi (TAK/NIE)

Kluczowe wzory (Tab. 4 magazynu): - Sw = σ · (t_sp − t_ot) / (CO₂ + CO) (σ = 0,65 węgiel kam.; CO < 0,3% → pomiń) - Sn = β · CO/(CO₂+CO) (β = 60 węgiel kam.) - Sz = 0,2 · Ar · (Q_C/Q_w) · Cz/(100−Cz) (Q_C = 33 900 kJ/kg) - Sp = 0,2 · Ar · (Q_C/Q_w) · Cp/(100−Cp) - Sr = z wykresu (Rys. 2 krzywa b — węgiel kamienny — dla 200 MW) - η_k = 100 − ΣS

Czas: 180 min · Próg zaliczenia: 75% (≈28 z 37 pkt)