4 Тепловой баланс котла
Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступлением в котел количеством тепла и суммой полезного использования тепла Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. На основании теплового баланса вычисляются КПД и необходимый расход топлива.
Тепловой
баланс составляется применительно к
установившемуся тепловому состоянию
котла на 1 кг жидкого топлива при
С
и 101,3кПа [1, п.5-01]
,
,
где Qр - располагаемое тепло топлива, ;
-
теплота, внесенная в котельный агрегат
горячим воздухом, подогретым вне
агрегата,
.
В нашем случае равна 0.
-
тепло, внесенное в топку паровым дутьем
(“форсуночным” паром),
.
В нашем случае равна 0.
Q1 - полезно использованное тепло, ;
Q2 - потери тепла с уходящими газами, ;
Q3 - потери тепла химическим недожогом, ;
Q4 - потери тепла механическим недожогом, ;
Q5 - потери тепла от наружного охлаждения через ограждающие стенки газоходов котла, ;
Q6 - потери тепла с физическим теплом шлака, .
4.1 Располагаемое тепло газообразного топлива [1, п.5-03]
где
-
величина физического тепла топлива и
определяется по формуле
,
,
где
- теплоемкость рабочего топлива ,
;
- температура рабочего топлива, оС.
Физическое тепло топлива учитывается в тех случаях, когда топливо предварительно подогрето посторонним источником тепла (паровой подогрев мазута, паровые сушилки и т.п.), а также при сушке по разомкнутому циклу.
.
4.2 Суммарный недожог [1, таблица.XX]
q3+q4=0,3 %.
4.2.1 Потерю теплоты от химической неполноты сгорания топлива q3 принимаем равной q3 = 0,2 %.
4.2.2 Потерю теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4 принимаем равной q4 = 0,1 %.
4.3 Потеря теплоты с уходящими газами зависит от температуры уходящих газов и избытка воздуха [1, п.5-05]
,
где Iух.г
- энтальпия уходящих газов при избытке
воздуха αух.г
и температуре
,
;
I0.х.в. - энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в воздушный тракт, .
4.3.1 При сжигании мазута расчетное значение температуры уходящих газов при номинальной нагрузке котла принимается в зависимости от содержания серы [1, таблица II-4]
Температуру уходящих
газов принимаем
= 165 ºC.
4.3.2 Энтальпию уходящих газов определяем по таблице 4 при температуре уходящих газов (по формуле интерполяции)
,
;
.
4.3.3 Коэффициент избытка воздуха уходящих газов за воздухоподогревателем α=1,19 определяем по таблице 3.
4.3.4 Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в воздушный тракт при температуре холодного воздуха:
- температура холодного воздуха; принятая
согласно рекомендациям;
Энтальпия теоретически необходимого количества воздуха на входе в воздушный тракт [2, п.3.1]
,
;
.
4.3.5 Располагаемое тепло рабочего топлива составляет .
Таким образом, потеря теплоты с уходящими газами равна:
% .
4.4 Потеря тепла от наружного охлаждения
q5 для стационарных котлов
принимается по [1, рисунок 5.21] при D = 29
= 8,05
:
%.
4.5 Суммарная потеря тепла в котле [1, п.5-12]:
,
%;
%.
4.6 Коэффициент полезного действия котла брутто равен [1, п.5-12]:
ηк = 100 – Σq = 100 – 8,2 = 91,8 % .
4.7 Коэффициент сохранения тепла определим по формуле [1, п.5-09]:
;
.