36. Тепловий баланс парогенератора. Витратні статті теплового балансу. Визначення q4; q5; q6. Питомі витрати палива і вироблення пари.

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) (1)

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.

Расходные статьи

Если все слагаемые баланса выразить в относительных величинах, т.е. отнести к располагаемой теплоте и представить это в %, то уравнение (1) примет следующий вид:

q_і= Q_і/ Q^р_р*100

100= q₁₊ q₂₊ q₃₊ q₄₊ q₅₊ q₆₊ q_7;

При тепловом расчете котлоагрегат работающий на твердом топливе полезно используемую теплоту q₁ прямым путем определить нельзя, так как заранее неизвестен расход твердого топлива, поэтому при подсчете теплового баланса q₁ находят как остаточный член после определения всех потерь.

q₂- потери тепла с уходящими газами. Они могут составлять до 15% теплоты топлива. Это основные тепловые потери в котлоагрегате.

q₃- потери тепла от химической неполноты сгорания топлива. Они возникают при появлении в продуктах сгорания горючих газообразных составляющих (СО, Н₂, СН₄, СмНn). Что связано с неполным горением топлива в пределах топочной камеры. Их догорание в пароперегревателе или экономайзере становится невозможным из-за низкой температуры и нехватки О₂.

q₄-потери теплоты от механического недожога топлива.

Состоят из 3 составляющих: 1. Потери с провалом топлива сквозь решетку.

2. потери с несгоревшим топливом в шлаке.

3. потери с унесенными несгоревшими частицами топлива золой.

Потери теплоты от наружного охлаждения q₅ определяются тем, что обмуровка и обшивка котла и его элементы (барабан, коллекторы, паропроводы, короба горячего воздуха), имея более высокую температуру, чем окружающий воздух помещений, отдают часть теплоты наружу, что составляет потери Q₅ кДж/кг. В общем виде эти потери можно установить по следующей формуле

6.25

где F_СТ - площадь наружной поверхности стен котла и высокотемпературных его элементов, м²; α_К, α_Л - коэффициенты теплоотдачи конвекцией и излучением, кВт/(м²·К); t_СТ, t_ОКР - соответственно средняя температура поверхности теплоотдающих стен и температура окружающего воздуха, °С; В_Р - расход топлива на котел, кг/с.

Потери теплоты с физической теплотой шлаков q₆ характеризуются тем, что удаляемый из топки шлак, имея довольно высокую температуру, уносит определенное количество теплоты, которое передается воде, находящейся в шлаковой ванне, и безвозвратно теряется. Расчет относительных потерь (в процентах) ведется по формуле

6.27

где а_ШЛ = 1 - а_УН - доля шлакоудаления в топочной камере; (сt)_ШЛ - энтальпия удаляемого шлака, включая теплоту плавления шлака при температуре выше 1300°С, кДж/кг. Значение потерь q₆ существенно зависит от способа удаления шлаков из топки. При организации твердого шлакоудаления принимают долю а_ШЛ = 0,05, температура шлаков при этом составляет 600…700°С. Учет этих потерь при твердом шлакоудалении производится только для многозольных топлив (A^P > 2,5 Q^Р_Н, где Q^Р_Н выражено в МДж/кг). В случае жидкого шлакоудаления температура вытекающего шлака определяются значением температуры плавления t_ШЛ = t_C + 100°С и в среднем составляет 1400…1600°С, доля шлакоудаления также возрастает до a_ШЛ = 0,15…0,30. В этом случае потери q₆ становятся заметными (q₆ = 0,5…1,5%) и их учитывают обязательно.