4. Расчет теплового баланса котла

Располагаемое тепло 1 кг твердого или жидкого топлива

Q_p=Q^p+Q_в.вн+і_тл+Q_ф+Q_к, кДж/кг

Количество тепла, вносимое в котел воздухом, подогретым вне последнего

Q_в.вн=βˊ(І_вп – І_хв), кДж/кг

где βˊ=(α_т-∆α_т-∆α_пс-∆α_вп) - отношение количества воздуха на входе в воздухоподогреватель к теоретически необходимому;

Н_вп - энтальпия воздуха на входе в воздухоподогреватель, определяемая по Н,ϑ -таблице по температуре воздуха на входе в воздухоподогреватель (tˊ_вп);

Н_хв - энтальпия холодного воздуха, определяемая по Н,ϑ - таблице по температуре холодного воздуха (t_хв);

Физическое тепло топлива

і_тл=С_тл*t_тл, кДж/кг

Теплоемкость жидкого топлива

С_тл=4,19(0,415+0,0006t), кДж/кг

где t -температура мазута, которую можно принять равной 120 ºС.

Теплоемкость рабочей массы твердого топлива

С_тл=4,19[W^p/100+Cˊ_тл(100- W^p)/100], кДж/кг

где, С´_тл - теплоемкость сухой массы твердого топлива, определяемой в зависимости от вида и температуры топлива то табл.3-1с. 16[1]

При сжигании твердых топлив физическое тепло топлива увеличивается в случае, если оно подогрето посторонним источником тепла, а так же при сушке по разомкнутому циклу. В отсутствии внешнего подогрева физическое тело учитывается если

4,19 W^p˃Q^p/150 , %

при этом температура топлива принимается равной 20ºС.

Тепло вносимое в топку форсуночным паром Q_ф и тепло, поглощаемое при разложении карбонатов, Q_ф, можно принять равным 0.

Располагаемое тепло 1 м газообразного топлива

Q^p=Q_н+Q_в.вн+і_тл, кДж/м

при этом физическое тепло топлива при сжигании природного газа можно принять равным 0.

Потеря тепла с уходящими газами

q₂=(Н_ух-α_ух*Н_хв)(100-q₄)/Q^p , %

где Н_ух - энтальпия уходящих газов, определяемая по Н,ϑ-таблица по графе, соответствующей коэффициенту избытка воздуха за последней поверхностью нагрева (α_ух и ϑ_ух);

Н_хв - энтальпия холодного воздуха

q₄ - потеря тепла с механическим недожогом, выраженная в %.

Потеря тепла с химическим недожогом для твердого топлива равна 0 при

Д_пе ˃ 75 т/ч и 0,5 % при Д_пе = 25-50 т/ч, а для мазута и природного газа -0,5%.

Потеря тепла с механическим недожогом для жидкого и газообразного топлива равна 0.

Потеря тепла с механическим недожогом при сжигании твердого топлива принимается в соответствии с рекомендациями табл.4.1.

Табл 4.1

Потеря тепла с механическим недожогом в зависимости от вида топлива и

производительности котла, %

Топливо	Производительность котла, т/ч
	Дпе˃75	50	35	25
Антрацит	6	-	-	-
Полуантрацит	4	-	-	-
Тощие угли	2	2-3	3	5
Каменные угли	1-1,5	2-3	3	5
Отходы углеобогащения	2-3	2-3	3	5
Бурые угли	0,5-1	1-2	1,5-2	3

Если значение задано в диапазоне, то меньшее значение принимается в случае, если приведенная зольность топлива Аⁿ˂6.

Потеря тепла от наружного охлаждения q₅ определяется по табл.4.2 в зависимости от производительности котла.

Таблица 4.2

Потери тепла от наружного охлаждения q₅

Паропроизводительность, Дпе, т/ч
100	80	75	70	50	40	35	30
0,7	0,75	0,78	0,8	0,95	1,0	1,05	1,15

Потеря тепла с физическим теплом шлака учитывается при выполнении условия

А^р˃Q^p/4,19

и определяется по формуле

q₆=(1-a_ун)(Сϑ)_зл*A^p/Q_p , %

где (Сϑ)_зл - теплоемкость золы, соответствующая температуре шлака. Для твердого шлакоудаления температура шлака принимается равной 600ºС, тогда

(Сϑ)_зл = 4,19 * 133,8 кДж/кг. Для жидкого шлакоудаления температура шлака принимается на 100ºС выше температуры жидкоплавкого состояния золы (t_з), определяемой для заданного топлива по [1].

Коэффициент полезного действия котла

η=100-q₂-q₃-q₄-q₅-q₆, %

Полное количество тепла, полезно отданного в котле

Q_к.а=Д_пе(h_пе-h_пв)+Д_пр(h_кип-h_пв)+Д_нп(h_нп-h_пв)+Д_вт(hˊˊ-hˊ), кВт

где Д_пе - расход перегретого пара, кг/с;

Д_пр - расход непрерывной продувки, кг/с;

Д_нп - расход насыщенного пара, кг/с;

Д_вт - расход пара промежуточного перегрева, кг/с;

h_пе- энтальпия перегретого пара, кДж/кг. Определяется по термодинамическим таблицам перегретого пара в зависимости от его температуры и давления табл. ХХV [1];

і_пв - энтальпия питательной воды, кДж/кг. Определяется по термодинамическим таблицам состояния воды в зависимости от ее температуры и давления. Если давление питательной воды не задано, то оно принимается на 20% выше значения давления перегретого пара табл. ХХІV [1];

h_кип и h_нп - энтальпия кипящей воды и насыщенного пара, кДж/кг. Определяется по термодинамическим таблицам воды и водяного пара на линии насыщения по величине давления в барабане. Значение данной величины можно принять на 10% выше давления перегретого пара;

hˊˊ и hˊ- энтальпия пара на выходе и на входе в промежуточный (вторичный) пароперегреватель, кДж/кг. Определяется по термодинамическим таблицам перегретого пара по температуре и давлению на входе в него.

Расход топлива подаваемого в топку

В=Q_к.а*100(Q^p*η) , кг/с

Расчетный расход топлива

В_р=В(1-q₄/100) , кг/с

Коэффициент сохранения тепла

φ=1-q₅/(η+ q₅)

Результаты расчета теплового баланса котла приводится в табличной форме в соответствии со следующим образцом:

Величина

Обозначение

Разме-рность

Расчетная формула или способ определения

Результат, числовое значение