Тепловой баланс котельного агрегата.

Тепловой баланс котельного агрегата – равенство, связывающее приход и расход тепла в котлоагрегатах. Он дает представление о распределении введенного в топку тепла. Тепловой баланс составляют для определения К.П.Д. котлоагрегата и необходимого расхода тепла. Тепловой баланс составляют применительно к установившемуся тепловому состоянию котлоагрегата в расчете на 1 кг твердого и жидкого и 1 м газообразного топлива при 0 С и 760 мм. р. ст.

Уравнение теплового баланса записывается в виде:

; (17)

где - располагаемое теплота, кДж/кг

Q₁ - полезно используемое теплота в котлоагрегате, кДж/кг

Q₂- потеря теплоты с уходящими газами, кДж/кг

Q₃- потеря теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг

Q₄- потеря теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/кг

Q₅- потеря теплоты от наружного охлаждения котлоагрегата, кДж/кг

Q₆- потеря с теплотой шлака, кДж/кг.

Приняв, располагаемое тепло за 100% и разделив на все члены уравнения, тепловой баланс можно представить в виде

q₁+ q₁+ q₁+ q₁+ q₁+ q₁=100% (18).

где: и тд.

Располагаемое теплота на 1 кг твердого или жидкого топлива определяется уравнением:

, кДж/кг (19)

где: - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг

Q_в.вн.- теплота, внесенная поступающим в котлоагрегат воздухом, при подогреве последнего вне котлоагрегата отработанной теплотой, кДж/кг

- физическая энтальпия топлива, кДж/кг

Q_ф - теплота, вносимая в топку паровым дутьем, кДж/кг.

При сжигании газообразного топлива низшая теплота сгорания относится к сухому составу топлива, т.е. к величине .

Во многих случаях выражение для располагаемого тепла может быть упрощено, т.е.

кДж/кг и кДж/м³. (20)

Полезно использованная теплота в котлоагрегате на производство пара определяется уравнением

, (21)

Где: Q_ка - полное количество теплоты, полезно отданного в котлоагрегате, кДж/сек

-паропроизводительность котельного агрегата, кг/с

В - расход топлива в котлоагрегате, кг/с, м3/с

- соответственно энтальпии перегретого пара, питательной воды на входе в котлоагрегат, котловой воды при температуре кипения, кДж/кг

Рпр - величина непрерывной продувки в % от Дка

Для котлоагрегата, в котором производится влажный насыщенный пар, величина заменяется величиной энтальпии влажного насыщения пара h_х.

Отношение величины полезно использованного в котлоагрегатах теплоты к величине располагаемого топлива представляет собой коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто).

% (22)

Следовательно, представляет собой полезно использованное тепло, выраженное в процентах, он оценивает полноту превращения химической энергии топлива в тепло пара.

Величина в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата, температуры уходящих газов, рода сжигаемого топлива и способа его сжигания колеблется в пределах от 70÷80 до 91÷94%. Первые цифры относятся к агрегатам небольшой производительности со слоевыми топками, вторые – к крупным агрегатам с камерными топками. Особенно высокими оказываются величины для котлов, работающих на жидком и газообразном топливе.

Определение расходов топлива в котельном агрегате.

Расход топлива, подаваемого в топку (действительный расход), определяется по формуле:

; кг/сек (23)

Или , кг/сек

где: Д_ка - паропроизводительность котельного агрегата, кг/с

- энтальпия перегретого пара, определяется по диаграмме водяного пара по значению давление и температура

- энтальпия питательной воды, до t_пв=200 С определить можно по уравнению: = .

где: -энтальпия питательной воды.

- энтальпия кипящей (котловой) воды, т. Е. воды в барабане котла, кДж/кг определяется по справочным таблицам по давлению в барабане котла

- коэффициент полезного действия котлоагрегата, %

- низшая теплота сгорания твердого или жидкого топлива топлива, кДж/кг.

-низшая теплота сгорания газообразного топлива, кДж/м³.

Для подсчетов суммарных объемов продуктов сгорания воздуха и тепла, отданного газами в поверхности нагрева, вводится расчетный расход топлива, определенный с учетом тепла от механической неполноты сгорания, т.е.

, кг/с. (25)

-потери теплоты от механической неполноты сгорания, %.