Тепловой баланс котла

      Здравствуйте, друзья! Уравнение теплового баланса котлоагрегата выражает соотношение между теплотой, получаемой при сжигании топлива, полезно используемой теплотой и тепловыми потерями в котлоагрегате. Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива и на 1 нм3 газообразного топлива для стационарного режима, который устанавливается при длительной работе агрегата с постоянной нагрузкой.

     Уравнение теплового баланса котлоагрегата имеет вид

Формула 1

где Qp — располагаемая теплота; Q1 — полезно использованное количество теплоты; Q2 — потери теплоты с уходящими газами; Q3 — потери от химического недожога; Q4 — потери от механического недожога; Q5 — потери теплоты в окружающую среду.
К.п.д. котельного агрегата брутто, не учитывающий затраты энергии на привод вентиляторов, дымососов, мельниц, насосов, определяется по формуле

Формула 2

где

Формула 3

К.п.д. брутто ηбр для котлоагрегатов малой производительности составляет 65—80%, а для мощных котлоагрегатов он достигает 90—94 %.
Располагаемая теплота Qp равна

Формула 4

где Qрн — низшая теплота сгорания топлива; Qв — теплота, вносимая с воздухом; Qт — физическая теплота топлива; Qп — теплота, вносимая с паром для распыливания топлива. При отсутствии подогрева воздуха и топлива вне котлоагрегата и парового распыления жидкого топлива Qp = Qрн.

      Полезно используемая теплота представляет собой сумму теплоты, затраченной на производство пара, и теплоты, отводимой с продувочной водой, и находится из уравнения (1).
Формула 5(1)

где D — паропроизводительность котлоагрегата; В — расход топлива; iп — энтальпия пара; i' — энтальпия продувочной воды при температуре кипения; iп.в — энтальпия питательной воды; р — расход продувочной воды, задаваемый в процентах от паро производительности D. Потери теплоты газами q2 определяются по формуле:

Формула 6
где iух — энтальпия уходящих газов, кДж/кг или кДж/нм3; αух — коэффициент избытка воздуха за котельным агрегатом; q4 — потери от механического недожога.
Потери теплоты с уходящими газами являются наибольшими в котлоагрегате и с ростом температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха они увеличиваются. Снижение температуры уходящих газов уменьшает эти потери. В современных котельных агрегатах, имеющих экономайзеры и воздухоподогреватели, температура продуктов сгорания снижается до 120—200° С, и потери теплоты с уходящими газами при этом составляют 8—12%. Попадание воздуха через неплотности приводит к увеличению объема дымовых газов и потерь q2.

      Наличие в продуктах сгорания окиси углерода СО (иногда также Н2 и СН4) свидетельствует о химической неполноте сгорания топлива. Величину потерь от химического недожога q3 обычно находят по таблицам, в которых приводятся характеристики топочных устройств. При испытании котлоагрегата потери q3 определяют на основании химического анализа дымовых газов. В современных котлоагрегатах при оптимальном режиме работы потери от химической неполноты сгорания составляют 0,2—0,5%.

      Потери теплоты от механического недожога топлива q4 обусловлены наличием несгоревшего топлива в золе и шлаке. Эти потери при слоевом способе сжигания топлива зависят от конструктивных особенностей топки, зольности топлива и составляют 2—12%. В пылеугольных топках потери теплоты q4 составляют 2—5%, а при сжигании топлив с большим выходом летучих веществ они снижаются.

     Потери теплоты в окружающую среду q3 зависят от паропроизводительности и габаритов агрегата, а также от температуры его наружных поверхностей. В соответствии с правилами технической эксплуатации эта температура не должна превышать 70° С при температуре воздуха в котельной, равной 25° С. С увеличением производительности потери теплоты q5 в окружающую среду снижаются. Например, при производительности котлоагрегата 10 т/ч потери q5 составляют 1,8%, а при производительности 200 т/ч — 0,5%.

      Часовой расход топлива котельным агрегатом определяется из уравнения (1):

Формула 7

Значения энтальпии iп, iп.в и i' находятся по таблицам для водяного пара. Величина продувки р зависит от качества питательной воды, а также от допустимого солесодержания в барабане и изменяется от долей процента для мощных котлоагрегатов на электростанциях конденсационного типа до 2—5% на ТЭЦ и в промышленных и отопительных котельных. Исп. литература: 1) Теплотехника, под общей редакцией И.Н. Сушкина, Москва, «Металлургия», 1973. 2) Теплотехника, Бондарев В.А., Процкий А.Е., Гринкевич Р.Н. Минск, изд. 2-е,"Вышейшая школа", 1976.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *