35. Тепловой баланс котлоагрегата.

В котлоагрегатах, как и в других тепловых установках, используется не все тепло, выделившееся при сгорании топлива. Значительную часть тепла уносят уходящие газы, некоторое количество тепла теряется через обмуровку топки и котла, возможны также потери из-за химического недожога. При сжигании твердого топлива, кроме того, возможны потери от провала или уноса с уходящими газами несгоревших частиц или, как говорят, потери от механической неполноты сгорания.

Сравнение количества тепла, соответствующего поступившему в топку топливу, с полезно использованным теплом и потерями, т. е. сравнение прихода тепла с его расходом, называют тепловым балансом. Уравнение теплового баланса при сжигании газового топлива выражают следующим образом:

Q* = Q:i + Q2 + Q3 + Q5. где QT — количество тепла, соответствующее поступившему в топку топливу; Qj — тепло, использованное для получения пара или горячей воды; Q3 — потеря тепла с уходящими газами;

Q3 — потеря тепла от химической неполноты сгорания; Q5 — потеря тепла в окружающую среду.

В приведенном уравнении, так же как и на схеме теплового баланса, отсутствует величина Q4 — потеря тепла от механической неполноты сгорания, которую учитывают в тепловом балансе при сжигании твердого топлива.

Полезно использованное в котлоагрегате тепло для водогрейного котла можно определить как произведение количества нагретой воды и разности, т. е. прироста, ее энтальпий (температур) на выходе из котла и на входе в котел или экономайзер, а для парового — как произведение количества выработанного пара на разность энтальпий пара и питательной воды. Наличие экономайзера позволяет более полно использовать тепло уходящих газов и увеличить значение Qi.

Потери тепла с уходящими газами тем больше, чем выше их температура и чем больше коэффициент расхода воздуха. Температура уходящих газов в котельных, не имеющих хвостовых поверхностей нагрева — экономайзеров и воздухоподогревателей, составляет 250—350° С, а при наличии хвостовых поверхностей — 120 — 160° С, что повышает количество полезно использованного тепла. Вместе с тем снижение температуры уходящих газов допустимо до некоторого предела, предотвращающего конденсацию водяных паров на хвостовых поверхностях нагрева, а также образование ледяных наростов в устье дымовой трубы в зимнее время.

Коэффициент расхода воздуха зависит от типа горелок и режима их' работы. Увеличение этого коэффициента по сравнению с оптимальным его значением указывает на содержание в уходящих газах лишнего для процесса горения воздуха, который нагревается и уносит тепло.

36.Конструктивные особенности паровых и водогрейных котлов.

По конструктивным особенностям паровые и водогрейные котлы делятся на:

   - газотрубные,

   - водотрубные.

  Котёл газотрубный (жаротрубный, дымогарный и дымогарно-жаротрубный) — паровой или водогрейный котёл, у которого поверхность нагрева состоит из трубок небольшого диаметра, внутри которых движутся горячие продукты сгорания топлива.Теплообмен происходит посредством нагрева теплоносителя (воды), который находится снаружи трубок.

  По конструкции является противоположностью водотрубному котлу.

  Газотрубные котлы вытеснены водотрубными котлами.

  Котёл водотрубный — паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из кипятильных трубок, внутри которых движется теплоноситель (вода). Теплообмен происходит посредством нагрева кипятильных трубок горячими продуктами сгорающего топлива. Различают прямоточные и барабанные водотрубные котлы.

  Водотрубные паровые котлы по конструкции значительно сложнее газотрубных. Однако они быстро разогреваются, практически безопасны в отношении взрыва, легко регулируются в соответствии с изменениями нагрузки, просты в транспортировке и допускают значительную перегрузку.

  Недостатком водотрубных котлов является то, что в их конструкции много агрегатов и узлов, соединения которых не должны допускать протечек при высоких давлениях и температурах. Кроме того, к агрегатам таких котлов, работающих под давлением, затруднен доступ при ремонте.

  Для лучшего запоминания конструктивной разницы между газотрубным и водотрубным котлами, полезно знать что самый известный газотрубный котел - самовар.

  Все водогрейные котлы большой мощности — водотрубные, с наддувом воздуха вентиляторами

  Пример: ПТВМ, КВГМ, ТВГ

  Водогрейные котлы разделяются по температурному уровню теплоносителя (температура воды на выходе):

  - низкотемпературные котлы ( температура до 115 °С);

  Низкотемпературный режим работы является экономичным, но выставляет высокие требования к материалу, из которого изготовлен котел. При низких температурах в котле на его поверхностях кратковременно может образовываться конденсат, который может негативно воздействовать на поверхности, находящиеся в контакте с продуктами сгорания.

  - котлы на перегретой воде (температура до 150 °С и выше).