3. Складання теплового балансу котельного агрегату та визначення витрат палива.

Втрата теплоти з відхідними газами визначається по формулі:

, (3.1)

де І_від – ентальпія відхідних газів, кДж/кг або кДж/м³; (табл. 2.1)

І_х.п⁰ – ентальпія теоретичного об’єму холодного повітря, кДж/кг або кДж/м³;

(табл. 2.1)

_від – коефіцієнт надлишку повітря в відхідних газах;

q₄ – втрата теплоти від механічної неповноти горіння (для газу і мазуту

q₄=0), %.

Ентальпія теоретичного об’єму холодного повітря при температурі 30 ⁰С (кДж/кг або кДж/м³):

І_х.п⁰=39,8V⁰. (3.2)

Втрат теплоти від хімічної і механічної неповноти горіння для різних топок і палив мазуту та газу складає q₃= 0,5%.

Втрата теплоти від зовнішнього охолодження (в %) визначається по формулах:

для парового котла:

; (3.3)

для водогрійного котла:

, (3.4)

де q_5ном і q_5ном^в.к – втрати теплоти від зовнішнього охолодження при

номінальному навантаженні парового і водогрійного котла;

(додаток 3)

D_ном – номінальне навантаження парового котла, т/год;

D – розрахункове навантаження парового котла, т/год;

N_ном – номінальна потужність водогрійного котла, МВт;

N – розрахункова потужність водогрійного котла, МВт.

Розрахунок ККД і витрати палива необхідно виконувати в наступній послідовності:

1. Визначити розподілену теплоту. Для рідкого палива (кДж/кг):

; (3.5)

для газоподібного палива (кДж/м³):

, (3.6)

де Q_н^р – нижча теплота згоряння робочої маси рідкого палива,

кДж/кг;

Q_н^с – нижча теплота згоряння сухої маси газу, кДж/м³;

Q_в.зов – теплота, що внесена в котельний агрегат повітрям при підігріві його

поза агрегатом відбірною парою, відпрацьованою парою або іншим

теплоносієм в калорифері, що встановлений перед

повітропідігрівником, кДж/кг або кДж/м³;

і_пл – фізична теплота, внесена паливом, кДж/кг;

Q_ф – теплота, що вноситься в агрегат при паровому розпиленні рідкого

палива, кДж/кг;

В випадку попереднього розігріву повітря в калорифері теплота, що внесена повітрям (кДж/кг або кДж/м³):

, (3.7)

де І_пп⁰ – ентальпія теоретичного об’єму повітря при вході в

повітропідігрівник після попереднього підігріву в калорифері; (табл.

2.1)

І_хп⁰ – ентальпія теоретичного об’єму холодного повітря. (табл. 2.1)

Відношення кількості повітря на вході в котельний агрегат (повітропідігрівник) до теоретично необхідного, що входить в формулу:

=_т-_т+_пп, (3.8)

де _т, _пп – присмокт повітря в топку, систему пилеприготування і

повітропідігрівник. (додаток 1)

Фізична теплота палива враховується тільки при його попередньому підігріві від стороннього джерела теплоти (паровий підігрів мазуту і т. п.), а також при сушці по розімкненому циклу (кДж/кг) по формулі:

і_пл=с_плt_пл, (3.9)

де t_пл – температура палива, ⁰С (для мазуту в залежності від в’язкості 90-130

⁰С);

с_пл – питома теплоємність палива, кДж/(кгК).

Питома теплоємність мазуту:

с_пл^м=1,74+0,0025t_пл. (3.10)

Для промислових парових і водогрійних котлів фізична теплота враховується тільки при спалюванні мазуту.

Теплота, що вноситься в агрегат через форсунку при паровому розпиленні рідкого палива (кДж/кг):

Q_ф=0,35(і_ф-2520), (3.11)

де і_ф – ентальпія пари, що витрачається на розпилення палива, кДж/кг.

2. Визначити втрату теплоти з відхідними газами: q₂

3. Визначити втрату теплоти від хімічної неповноти спалювання: q₃

4. Визначити втрату теплоти від зовнішнього охолодження: q₅

5. Обчислити корисну потужність парового або водогрійного котла (кВт) по формулах:

Q_пг=D_пе(і_п.п-і_ж.в)+0,01рD_пе(і_кип-і_ж.в); (3.12)

Q_в.к=G_в(і_г.в-і_х.в), (3.13)

де D_пе – витрата виробляючої перегрітої пари, кг/с;

D_н.п – витрата виробляючої насиченої пари, кг/с;

і_п.п, і_ж.в, і_кип – ентальпія перегрітої пари, живильної води на вході в

індивідуальний водяний економайзер, насиченої пари і

киплячої води в барабані котла, кДж/кг;

р – безперервна продувка парового котла, %;

G_в – витрата води через водогрійний котел, кг/с;

і_х.в, і_г.в – ентальпія холодної і гарячої води (на вході і виході водогрійного

котла), кДж/кг.

6. Обчислити ККД брутто парового або водогрійного котла (%) із рівняння зворотного теплового балансу:

h_бр=100-(q₂+q₃+q₄+q₅+q₆). (3.14)

7. Підрахувати витрату палива (кг/с або м³/с), що подається в топку парового або водогрійного котла, із рівняння прямого теплового балансу:

; (3.15)

. (3.16)

8. Визначити розрахункову витрату палива (кг/с або м³/с):

для газу і мазуту:

В_р=В_пг. (3.17)

3.9. Для наступних розрахунків визначити коефіцієнт зберігання теплоти:

. (3.18)