4 . Тепловой баланс котельного агрегата. Определение расхода топлива.

4.1 Определение располагаемого тепла топлива

Для оценки экономичности работы котлоагрегата составляется тепловой баланс, из которого видно, каково располагаемое тепло, и как оно расходуется на полезные нужды и неизбежные потери.

Располагаемое тепло на 1 кг или 1 м³ рабочего топлива состоит в основном из тепла , выделившегося при полном горении. Тепло, внесенное в топку извне, обычно небольшое по сравнению с теплотой сгорания, поэтому им можно пренебречь и считать, что .

Для установившегося режима (когда котел разогрет) уравнение теплового баланса включает в себя полезное тепло в виде пара, выработанного котлоагрегатом , кДж/кг, и тепло, расходуемое на покрытие следующих потерь, кДж/кг:  с уходящими газами;  от химической неполноты сгорания;  от механическое неполноты сгорания;  от наружного охлаждения (потери тепла в окружающую среду);  с физическим теплом шлаков.

Уравнение теплового баланса для установившегося режима работы котла при номинальной нагрузке имеет вид, кДж/кг (кДж/м³):

.

(4.1)

Разделив обе части уравнения (4.1) на и умножив на 100, можно записать, %:

.

(4.2)

Располагаемое тепло топлива определяется по формуле, кДж/кг:

= + Qтл

(4.3)

Физическое тепло топлива, кДж/кг (кДж/м³) определяется по формуле:

,

(4.4)

где – теплоемкость рабочего топлива, кДж/(кг·К) (кДж/(м³·К));

 температура топлива, K.

Теплоемкость газообразного топлива, отнесенная к 1 м³ сухого газа, кДж/(м³·К), определяется по формуле:

.

(4.5)

4.2 Определение потерь котлоагрегата

Потери тепла с уходящими газами, %, определяют по формуле:

,

(4.6)

где – энтальпия уходящих из котла газов при заданной температуре уходящих газов, кДж/кг, определяется по таблице 4;

 коэффициент избытка воздуха в последнем газоходе, средний по газоходу (таблица 2);

 энтальпия холодного воздуха при С и  = 1;

Потери тепла с химическим недожогом =0,5 % и механическим недожогом =0 % топлива (таблица 1.3 [1]).

Потери тепла от наружного охлаждения котла =1,1% (таблица 6.3 [1]).

Потери тепла с физическим теплом шлаков, %, определяются по формуле:

,

(4.7)

где  доля шлакоулавливания в топочной камере;

 удельная энтальпия шлака (золы), кДж/кг.

Т.к. у нас топливо малозольное, когда , т.е. 14,4<33,6 потери можно не учитывать из-за их малости.

4.3 Определение КПД котлоагрегата и расхода топлива

Когда определены все потери котла, то его КПД можно определить по обратному балансу по формуле:

,

(4.8)

Если известны все составляющие теплового баланса котла, то его КПД (брутто) можно найти из уравнения прямого баланса:

;

(4.9)

откуда

,

(4.10)

где , , – соответственно количество перегретого пара, продувочной воды и насыщенного пара, т/ч;

, , ,  энтальпии перегретого пара, продувочной воды, насыщенного пара и питательной воды, кДж/кг [8];

В  расход топлива, т/ч (тыс.м³/ч).

Определяется расход топлива, т/ч (тыс.м³/ч), подаваемого в топку:

,

(4.11)

Значение расхода топлива, найденное по формуле (4.11), используют при выборе и расчетах элементов системы пылеприготовления, числа и производительности углеразмольных мельниц, числа и мощности горелочных устройств.

Дальнейший тепловой расчет парового котла (определение объемов дымовых газов и воздуха и количеств тепла, отданного продуктами сгорания поверхностям нагрева) производится по расчетному расходу фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты сгорания, т/ч (тыс.м³/ч):

	,	(4.12)
Bр = 5,369 т/ч.

Рисунок 1 - Схема котельного агрегата с топкой для сжигания мазута и газа

с последовательной компоновкой «хвостовых» поверхностей нагрева