7. Тепловой баланс котельного агрегата и расход топлива

Составление теплового баланса котельного агрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством тепла, называемым располагаемым теплом Q_р^р , и суммой полезно использованного тепла и потерь теплоты, связанной с технологическим процессом выработки пара.

Тепловой баланс котла составляет применительно к установившемуся топливному режиму, а потери теплоты выражаются в % располагаемой теплоты

q_i = Q_i / Q_P^P

Потеря теплоты с уходящими газами обусловлено тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котлоагрегат, значительно выше температуры окружающего воздуха. Потеря теплоты с уходящими газами зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, чистоты внутренних и наружных поверхностей нагрева (q₂).

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания (q₃) обусловлена появлением в уходящих газах горячих газов СО, Н₂, СН₄. Потеря теплоты зависит от вида топлива и содержания в нем летучих соединений, способа сжигания в топке, от уровня и распределения температур в топочной камере.

Потеря теплоты от механической неполноты горения (q₄) наблюдается только при сжигании твердого топлива и обусловлено наличием в остатках продуктов горения твердых горючих частиц. Остатки в основном состоят из золы, содержащейся в топливе и твердых горючих частиц, не вступивших в процесс газификации и горения. Потеря теплоты от механической неполноты горения зависит от вида сжигаемого топлива и его фракционного состава, форсировки колосниковой решетки и топочного объема, способа сжигания топлива и конструкции топки, коэффициента избытка воздуха, а также от зольности топлива.

Потеря теплоты от наружного охлаждения (q₅) обусловлено передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему более низкую температуру. Потери в окружающую среду зависят от теплопроводности обмуровки, ее толщины, поверхности стен, приходящихся на единицу паропроизводительности парового котла.

Коэффициентом полезного действия парового котла называется отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. КПД брутто определяется по выработанной теплоте, КПД нетто – по отпущенной.

Расчет теплового баланса котельного агрегата и расчет топлива сводим в таблицу N3

Таблица №3 - Расчет теплового баланса котельного агрегата и расчета топлива

	Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или обоснование	Расчет
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17	Температура холодного воздуха подаваемого в топку Энтальпия холодного воздуха, подаваемого в топку Объем воздуха необходимый для полного сгорания топлива Температура дымовых газов на выходе из экономайзера Энтальпия дымовых газов на выходе из экономайзера Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива Теплоемкость рабочего топлива Теплота, вносимая с топливом Температура топлива Теплота, вносимая воздухом в топку Располагаемая теплота Потери теплоты: а) от химической неполноты сгорания б) от механической неполноты сгорания в) потери теплоты с уходящими газами г) потери тепла в окружающую среду Коэффициент полезного действия котельного агрегата (брутто) Полный расход топлива подаваемого в топку Номинальная тепловая мощность котельного агрегата Расчетный расход топлива Коэффициент сохранения теплоты	Х.В. IХ.В.0 V0 В.Э. IВ.Э. . QНР СТЛ QТ tТЛ QВ QРР q3 q4 q2 q5  В QК.А ВР 	0С ккал/кг м3 /кг 0С ккал/кг ккал/кг ккал/(кг  0С) Ккал/кг 0С ккал/кг ккал/кг % % % % % кг/ч ккал/ч кг/ч	IХ.В.0 = V0 ( свв) по формуле (1) По I -  диаграмме По [1] СТЛ = СТЛР = WP/100+ + cТЛС (100 - WP )/100 [1, стр20] cТЛС = 0,236 ккал/(кг  0С)-теплоемкость рабочего топлива при 200С по [1, табл.3-1] QТ = СТЛ  tТ.Л. [1, стр.20] QВ = Т ( V0  сВ  В) = Т  IХ.В.0 QРР= QВ +QТ +QНР q3=0,5-1%, принимаем q3=1%, [1, табл.XXI] [1, табл.XXI] q2 = (IВ.Э - В.Э IХ.В.0) (100 – q4) / QРР [1, стр.21, рис.5-1] 100 – (q3 + q4 + q2 + q5) В=(QК.А / (QРР  ))  100 ВР = В (1 – q4 /100)  = 1 – q5 / (к.а. + q5)	30 IХ.В.0 = 6.6398  9.576 =63.5827 6.6398 160 590 6030 СТЛР = 5/100+0,236(100-5)/100 = = 0,2742 QТ = 0,274220 = 5,484 20 1,463,5827=89,0158 89,0158+5,484+6030=6124,4998 1 4 (590-1,65263,5827)(100-4)/ /6124,4998=7,602 2,3 100-(7,602+1+4+2,3)=85,1 (4  106/(6124,499885,1))100= =767,467 4  106 767,467(1-4/100)=736,768 1- 2,3 / ( 85,1 + 2,3 ) = 0,9737