6.4.6. Потери теплоты от наружного охлаждения

Потери теплоты от наружного охлаждения Q_н.о (q_н.о) происхо­дят потому, что температура наружной поверхности котла выше температуры окружающей среды.

Расчет значения Q_н.о с предварительным экспериментальным определением необходимых для этого составляющих представляет определенные трудности. Учитывая, что q_н.о = 100Q_н.o/ малы по значению и уменьшаются с увеличением мощности котла, при проектировании и тепловых расчетах пользуются специальными рекомендациями.

На рис. 6.19 показано, как изменяются относительные потери теплоты q_н.о от наружного охлаждения в зависимости от произво­дительности D котла.

Абсолютные потери теплоты от наружного охлаждения BQ_но мало меняются с изменением нагрузки, поэтому относительные потери q_но изменяются практически обратно пропорционально нагрузке:

где , q_н.о — относительные потери теплоты от наружного ох­лаждения при номинальной нагрузке котла D_ном и при нагрузке D, отличающейся от номинальной.

6.4.7. Потери с физической теплотой шлаков

При удалении нагретого шлака из топки неизбежны потери, связанные с физической теплотой шлаков Q_ф.ш (q_ф.ш). В первую оче­редь это относится к топкам с жидким шлакоудалением, для кото­рых q_ф.ш= 1...2%, а также к слоевым топкам.

Относительные потери теплоты, %, при удалении шлака из топ­ки определяют по формуле

,

где — располагаемая теплота котельного агрегата, МДж; α_шл=1-α_ун — доля золы топлива, удаляемая со шлаком; α_ун— доля унесенной золы топлива; А^р — рабочее содержание золы топли­ва, %; — энтальпия золы, МДж/кг, определяемая как произведение удельной теплоемкости шлака на температуру на­грева шлака.

Для топок с жидким шлакоудалением температура нагрева шлака в расчете принимается равной температуре нормального жидкого шлакоудаления t_н.шл, а при твердом шлакоудалении Δt_шл= 600 °С.

6.4.8. Зависимость кпд котла от его нагрузки

Коэффициент полезного действия (КПД) котельного агрегата определяют как отношение полезной теплоты, пошедшей на вы­работку пара (или горячей воды), к располагаемой теплоте (тепло­те, поступившей в котельный агрегат). На практике не вся полез­ная теплота, выработанная котлоагрегатом, направляется потре­бителям. Часть теплоты расходуется на собственные нужды. В зави­симости от этого различают КПД агрегата по выработанной теп­лоте (КПД брутто) и КПД агрегата по теплоте, отпущенной потребителю (КПД нетто).

Разность выработанной и отпущенной теплот представляет со­бой расход на собственные нужды котельной. На собственные нужды расходуется не только теплота, но и электрическая энергия (на­пример, на привод дымососа, вентилятора, питательных насосов, механизмов топливоподачи и пылеприготовления и т.д.), поэтому расход на собственные нужды включает в себя расход всех видов энергии, затраченных на производство пара или горячей воды.

КПД брутто котельного агрегата характеризует степень его тех­нического совершенства, а КПД нетто — коммерческую эконо­мичность.

КПД брутто котельного агрегата η_бр, %, можно определить по уравнению прямого баланса

или по уравнению обратного баланса

,

где Q_пол — полезно используемая теплота, затраченная на выра­ботку пара (или горячей воды); — располагаемая котельным агрегатом теплота; q_y.г, q_х.н, q_м.н, q_н.о, q_ф.ш — относительные потери теплоты по статьям расхода теплоты.

КПД нетто по уравнению обратного баланса определяется как разность

,

где q_c.н — относительный расход энергии на собственные нужды, %.

КПД по уравнению прямого баланса применяется преимуще­ственно при составлении отчетности за отдельный период (дека­да, месяц), а КПД по уравнению обратного баланса — при испы­тании котельных агрегатов. Определение КПД по обратному ба­лансу значительно точнее, так как погрешности при измерении потерь теплоты меньше, чем при определении расхода топлива, особенно при сжигании твердого топлива.

Таким образом, для повышения эффективности котельных аг­регатов недостаточно стремиться к снижению тепловых потерь; необходимо также всемерно сокращать расходы тепловой и элект­рической энергии на собственные нужды. Поэтому сравнение эко­номичности работы различных котельных агрегатов в конечном счете следует проводить по их КПД нетто.

В целом КПД котельного агрегата изменяется в зависимости от его нагрузки. Для построения этой зависимости (рис. 6.20) нужно от 100 % вычесть последовательно все потери котельного агрегата Σq_пот=q_у.г+q_х.н+q_м.н+q_н.о, которые зависят от нагрузки.

Как видно из рис. 6.20, КПД котельного агрегата при определен­ной нагрузке имеет максимальное значение, т.е. работа котла на этой нагрузке наиболее экономична.