Тепловой баланс котла

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемым располагаемым теплом , и суммой полезно использованного тепла , и тепловых потерь , , , и . На основании теплового баланса вычисляют КПД и необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 кг твердого (жидкого) или 1 м³ газообразного топлива при 0 °С и 101, 3 кПа.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид, кДж/кг (кДж/м³):

. (4.1)

Располагаемое тепло 1 кг твердого (жидкого) или 1 м³ газообразного топлива определяется соответственно по формулам:

− для твердого (жидкого) топлива:

, (4.2)

где – низшая теплота сгорания рабочей массы твердого кДж/кг

Qв.вн –теплота, внесенная в котельный агрегат при подогреве кДж/кг

Qв.вн.=39, 8*0, 1*V₀^н (4.3)

Qв.вн.=39, 8*0, 1*6, 24=24, 85

,

Потеря тепла с уходящими газами определяется как разность энтальпий продуктов сгорания на выходе из последней поверхности нагрева и холодного воздуха, %:

, (4.4)

где – энтальпия уходящих газов при избытке воздуха и температуре , кДж/кг (кДж/м³), определяется по диаграмме; – энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха, на входе в воздушный тракт, кДж/кг (кДж/м³); – потеря от механической неполноты сгорания, %.(принимаем по таблице=11)

Потеря тепла от химической неполноты сгорания =0, 1(при сжигании твердого топлива)

Потеря тепла от наружного охлаждения зависит от большого числа факторов и главным образом от размеров и конструкции котла и топки, теплопроводности материала и толщины стенок обмуровки, тепловой производительность котлоагрегата, температуры наружного слоя обмуровки и окружающего воздуха и т. д.

Потеря тепла от наружного охлаждения для стационарных паровых котлов

; (4.5)

где , – потеря тепла от наружного охлаждения при номинальной нагрузке парового и водогрейного котла, % (принимаемая по табл.); , , номинальная и фактическая нагрузка парового котла, кг/с (т/ч),

;

Разбивка потери тепла от наружного охлаждения котла по отдельным газоходам практически не сказывается на результатах расчета. Доли этой потери, приходящиеся на отдельные газоходы, для упрощения принимаются пропорционально количеству тепла, отдаваемого газами в соответствующих газоходах. Поэтому при определении количества тепла, отданного газами, потери наружного охлаждения учитываются введением коэффициента сохранения тепла определяемого по формуле:

. (4.6)

Потеря с теплом шлака вводится в расчет для всех твердых топлив при камерном сжигании с жидким шлакоудалением и слоевом. При камерном сжигании с твердым шлакоудалением может не учитываться при .

Потеря тепла определяется по формуле:

,

где ;

– находится по данным таблицы(0, 015)

Температура золы (шлака) принимается равной:

− при твердом шлакоудалении принимается равной – 600 °С;

Суммарная потеря тепла в топке определяется по формуле, %:

. (4.7)

.

КПД парового котла (брутто) по уравнению обратного баланса имеет следующий вид, %:

. (4.8)

.

Полное количество тепла , полезно использованное в котельном агрегате определяется по формуле:

− для парового котла:

, (4.9)

где – количество (расход) выработанного насыщенного пара, кг/с; , , – энтальпия перегретого пара, насыщенного пара и кипящей воды в барабане котла, кДж/кг; где – процент продувки=3, %.

Расход топлива , кг/с (м³/с), подаваемого в топку, определяют по формуле:

, (4.10)

,

Определение объемов продуктов сгорания и воздуха, а также тепла, отданного газами в поверхностях нагрева, вводится расчетный расход топлива , кг/с (м³/с), вычисляемый с учетом механической неполноты сгорания, определяется по формуле:

. (4.11)

.