1.4 Основные характеристики котла
Основными величинами, характеризующими работу паровых котлов, являются паропроизводительность, давление и температура пара, коэффициент полезного действия котла, поверхность нагрева котла и его узлов, масса котла.
Паропроизводительность D - есть весовое количество пара, вырабатываемое котлом в единицу времени в течение длительного периода. Она измеряется в т/ч, а для котлов малой мощности — в кг/ч.
В зависимости от наличия на судне главных машин и вспомогательных механизмов, а также от расхода пара на хозяйственно-бытовые и технологические нужды паровые котлы могут одновременно вырабатывать перегретый, охлажденный и насыщенный пар. Давление пара в этом случае будет одинаковым, а теплосодержание разным.
кг/ч
где Dпп, Dохл, Dнас — соответственно количество перегретого, охлажденного и насыщенного пара, вырабатываемого котлом, кг/ч.
Теплопроизводительность котла Q. Это количество тепла (в кДж), затраченное на нагрев, испарение воды и перегрев пара в единицу времени (ч).
кДж/ч
где iпп; iохл - энтальпия перегретого, охлажденного и насыщенного пара, кДж/кг;
i п.в. - энтальпия питательной воды, кДж/кг.
где х – степень сухости пара;
(1 - х) - степень влажности пара;
i” – энтальпия сухого насыщенного пара при рабочем давлении кДж/кг
Из этого следует, что степень сухости является очень важной величиной, особенно, когда котел вырабатывает только насыщенный пар. Она обычно выражается в процентах.
Параметры вырабатываемого пара - его давление и температура. Давление пара, измеряемое манометрами, называется избыточным, или манометрическим. Действительное давление в котле выше манометрического на величину барометрического. Оно носит название абсолютного давления.
В технике используется величина, равная давлению ртутного столба высотой 736 мм, которая называется технической атмосферой. Она соответствует давлению 0,1 МПа (1 кгс/см2).
Температура пара, как правило, выражается в градусах Цельсия (0С).
Коэффициент полезного действия (к. п. д.) котла — это отношение полезного тепла, использованного на подогрев, испарение воды и перегрев пара, к общему количеству тепла, которое может выделить (при сгорании без тепловых потерь) топливо, затраченное для получения данного количества пара.
К.п.д. обычно выражается в процентах и характеризует экономичность работы парового котла. Величина его зависит от типа котла, его конструкции, назначения, режима работы и т.д. У высоконапряженных котлов с мазутным отоплением к.п.д. составляет 77 - 83%, а у слабонапряженных – 88 - 93%.
Поверхностью нагрева котла называется поверхность его стенок, которая с одной стороны омывается водой, а с другой - горячими газами и через которую передается тепло, полученное при сгорании топлива. Она измеряется в квадратных метрах и подсчитывается со стороны прохода газов.
Испарительная, или парообразующей поверхность – поверхность на которой происходит образование пара.
Экономайзерной поверхностью, называется поверхность на которой питательная вода перед поступлением в котел подогревается до установленной температуры.
Поверхностью нагрева воздухоподогревателя называется поверхность, на которой воздух, идущий к топочному устройству, предварительно подогревается до определенной температуры, а затем поступает к воздухонаправляющему устройству котла.
Поверхностью нагрева пароперегревателя называется поверхность, на которой полученный в котле пар перегревается до установленной температуры.
Масса котла в рабочем состоянии — это масса котла готового к работе с полностью установленной штатной арматурой, гарнитурой и приборами, заполненного водой до среднего уровня по водомерному стеклу.
Масса котла в сборе — это масса котла с полностью установленной штатной арматурой, гарнитурой и приборами, положенными по конструкции, но без воды.
Масса воды в котле — это масса того объема воды, который необходим для заполнения котла до среднего уровня по водомерному стеклу.
Кроме вышеуказанных характеристик, есть и другие (производные): удельный паросъем, относительная масса, относительный объем, удельная тепловая нагрузка топочного объема и др. Они применяются при сравнении однотипных котлов.