4.Тепловой баланс котельного агрегата.

Экономичность работы котельного агрегата определяется величиной его КПД. Для определения экономичности котлоагрегата составляется его тепловой баланс. Он заключается в установлении равенства между внесенным в топку количеством тепла и суммой полезно используемого тепла Q₁ и тепловых потерь Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, Q₆ . Общее уравнение теплового баланса:

= Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆ , , где

Q₁ – тепло, расходуемое на получение пара (для паровой котельной) или на нагрев сетевой воды (в водогрейной котельной);

Q₂ – потери тепла c уходящими газами;

Q₃ – потери тепла от химической неполноты сгорания топлива;

Q₄ – потери тепла от механического недожога (только для твердого топлива);

Q₅ – потери тепла в окружающую среду через неплотности в обмуровке котла;

Q₆ – потери физического тепла шлаков (для твердого топлива).

1. Располагаемое тепло.

= , , где

- низшая теплота сгорания мазута.

=9490 ;

- физическое тепло топлива

= ;

- тепло вносимое с паровым дутьем

=

= =9551,86

2. Потери тепла с уходящими газами.

, где

- теплосодержание уходящих газов, принимается в зависимости от температуры уходящих газов _ух ,⁰С ;

- теоретическое теплосодержание холодного воздуха, ккал/нм³:

- коэффициент избытка воздуха в уходящих газах:

q₄ – потери тепла от механического недожога. Только при сжигании твердого топлива q₄ = 0.

с_х.в. = 0,32 ккал/(кг⁰С) – теплоемкость холодного воздуха;

t_х.в. =27 ⁰С – температура воздуха, подаваемого дутьевым вентилятором.

3. Потери тепла от химической неполноты сгорания.

Принимается по Нормативному методу q₃ = 2 %

4. Потери тепла в окружающую среду через неплотности в обмуровке (от наружного ограждения водогрейного котла).

Принимаются по рис.1 ст. 34 мет. указ. "Тепловой расчет поверхностей котельных агрегатов"

q₅ = 3%

5. КПД котельного агрегата.

6. Тепло-производительность водогрейного котла (полезно используемое тепло, идущее на нагрев сетевой воды).

где

= - количество вырабатываемого насыщенного пара

- теплосодержание насыщенного пара и кипящей воды. принимается по давлению пара в барабане котла по таб. XXIII стр.204-205 мет. указ. "Тепловой расчет поверхностей котельных агрегатов"

; ;

- принимается по температуре питательной воды ;

- требуемый процент продувки по сухому остатку, =10%;

7.Расчетный и фактический расход топлива, подаваемого в топку котла.

8. Коэффициент сохранения тепла.

9.Полезновыделенное тепло в топке.

Результаты подсчетов сведены в таблицу 3.

Тепловой баланс котла

Таблица 3

5.Составление примерного теплового баланса по тепловосприятию поверхностей нагрева котельного агрегата.

, где

- количество тепла, выделившегося в топке при сгорании топлива;

- тепло, отданное в топке путём лучистого теплообмена стенкам и экранным поверхностям;

- тепло, отданное путём конвективного теплообмена котельными пучками;

- тепло, отданное путём конвективного теплообмена водяным экономайзером;

- тепло, теряемое с уходящими газами.

Тепло, полезно выделившееся в топке:

1)

Принимаем из предыдущего расчета теплового баланса.

2) Составим уравнение теплового баланса между теплом, полезно выделенным в топке и теплосодержанием дымовых газов.

, где

- теплота, полученная дымовыми газами в топке в адиабатическом процессе (в том случае, если бы в котельном агрегате отсутствовали тепловые процессы).

, где

- теоретическая температура горения в топке, то есть та температура газов, которая была бы у газов на выходе из топки, если бы процесс горения происходил адиабатически, то есть не было бы тепловых потерь.

Объём топки ограждают лучевоспринимающие поверхности экрана, а там, где экранов нет – обмуровка внутренних стен топки. В результате лучистого теплообмена со стенками и экранами теплосодержание газов на выходе из топки снижается.

принимается по рис. 1, кривая топки.

3) Принимаем температуру газов на выходе из топки, по справочным данным, по типу котла

4) По принятой ориентировочно температуре на выходе газа из топки, определяем :

Проверим, какой процент тепла от общего передаётся теплообменом.

5) Определим количество тепла, полученное котельными пучками в результате конвективного теплообмена:

- теплосодержание газов на входе в котельный пучок.

Теплосодержание дымовых газов на входе в котельный пучок равно теплосодержанию на выходе из топки:

- теплосодержание газов на выходе из котельного пучка.

Теплосодержание дымовых газов на выходе из котельного пучка равно теплосодержанию уходящих газов, которое зависит от температуры уходящих газов, принятых в расчете равной 378 :

Проверим, какой процент тепла от общего передаётся котельным пучкам путём конвективного теплообмена:

Определим количество тепла утилизированного в водяном экономайзере путем конвективного теплообена

Проверим, какой процент тепла от общего передаётся котельным пучкам путём конвективного теплообмена:

6) Определим процент тепла, теряемый с уходящими газами

Таким образом:

Построим график распределения тепла по поверхности нагрева.