34.Тепловий баланс котельного агрегату. Прибуткові статті теплового балансу.

Тепловой баланс заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством тепла называемым располагаемым теплом (Q^р_р) и суммой полезно используемого тепла Q₁ и величиной тепловых потерь Q₂ ,Q₃ ,Q₄ ,Q₅ ,Q₆ ,Q_7. На основании теплового баланса вычисляется кпд котлоагрегата и необходимый расход топлива. Баланс рассчитывается на1 кг или 1 м³ топлива для установившегося теплового состояния.

Общее уравнение баланса записывается в таком виде:

Q^р_р= Q₁+ Q₂+Q₃+Q₄₊Q₅+Q₆+Q₇ (кДж/кг)

Q₁- полезно используемое тепло;

Q₂- потери тепла с уходящими газами из котлоагрегата;

Q₃- потери тепла от химической неполноты сгорания топлива;

Q₄- потери тепла от механической неполноты сгорания топлива;

Q₅- потери тепла агрегатом в окружающую среду;

Q₆- потери тепла с физической теплотой шлака;

Q₇- потери тепла на аккумуляцию котлоагрегатов при пусках;

Q^р_р- располагаемая теплота 1 кг (1 м³) топлива.

Приходные статьи т.б.

Суммарное количество тепла внесенное в котлоагрегеат, т.е. максимальное количество теплоты, которое может выделятся в топке нвзывается располагаемой теплотой.

Q^р_р= Q^р_н+ Q^в_ф+ Q^т_ф+ Q_пар+( Q_экз- Q_энд)+ Q_эл (1)

Q^р_н- Теплота сгорания топлива.

Q^в_ф- физическое тепло воздуха поступившее в котлоагрегат через подогреватель и присосанное через неплотности. Тепло учитывается только при подогреве его вне агрегата за счет постороннего источника (подогрев воздуха в автономном подогревателе при сжигании дополнительного топлива) .

Q^в_ф=β(I_г.в- I_х.в)α_в.п V_в C_в (t_г.в- t_х.в) (кДж/кг)

β-отношение количества воздуха не входе в подогреватель к теоретически необходимому количеству воздуха.

I_г.в= V_в C_в t_г.в (кДж/кг)

I_х.в= V_в C_в t_х.в (кДж/кг)

Q^т_ф- учитывает физическое тепло топлива

Q^т_ф= C_т t_т (кДж/кг); (кДж/м³)

Жидкое топливо мазут перед сжиганием для снижения вязкости и улучшения распыла подогревают паром до температуры = 80-130⁰С. Или твердое топливо подсушивают в паровых сушилках. Особенно важно учитывать Q^т_ф при отоплении котлоагрегата газовым топливом с низкой теплотой сгорания( доменный газ, ферогаз, попутные газы). Эти газы обычно подогревают до температуры= 200-350⁰С.

При сжигании природного газа он обычно не подогревается из-за повышенного соотношения массы воздуха и газа и разложения природного газа при подогреве на тяжелые углеводороды.

Учет тепла вносимого в агрегат при паровом распыливании мазута или при подаче пара под решетку.

Для улучшения теплообмена при слоевом сжигании топлива

Q_пар=G(I_п- I_ух); (кДж/кг).

G-количество пара в кг/кг топлива, принимаемое при сжигании жидкого мазута равным

G=0,3-0,4 кг/кг топлива. А при подаче под решетку G=0,7-0,8

I_п,I_ух- энтальпия пара и уходящих газов.

I_п берется по температуре пара; I_ух –по температуре уходящих газов.

( Q_экз- Q_энд)- Учитывают при работе котла в некоторых технологических процессах. Например при обжиге колчедана в кипящем слое.

Экзотермические реакции имеют узконаправленное применение в технике, а в энергетике используются в основном эндотермические реакции при сжигании сланцев и бурых углей. При этом выделяющаяся часть тепла должна затрачиваться на разложение карбонатов.

Q_энд= Q_кар=4,05 К (СО₂^р)/100; (кДж/кг).

4,05- теплота разложения 1 кг карбонатной золы, (кДж/кг)

К – коэффициент разложения карбонатов. Зависит от способа сжигания топлива.

При камерном сжигании сланцев К=1. При слоевом К=0,7;

СО₂^р- углекислота карбонатов (%)

Q_эл- учитывается при выработке пара с использованием электрической энергии. В этом случае Q_прих=Q_эл

Таким образом для конкретного случая ряд слагаемых в уравнении (1) может отсутствовать. Если учесть незначительность величин других составляющих приходной части баланса, то часто принимают

Q_прих= Q^р_р= Q^р_н