3 Тепловой баланс котельного агрегата и определение расхода топлива

3.1 Тепловой баланс котельного агрегата

Составление теплового баланса котельного агрегата заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат количеством тепла, называемым располагаемым теплом, и суммой полезно использованного тепла и тепловых потерь. На основании теплового баланса вычисляются КПД котла и необходимый расход топлива.

Располагаемую теплоту 1 кг сжигаемого топлива  , кДж/кг, определяем по формуле (3.4) [2]

= 10³ + + Q_внш+ Q_пф− Q_к,

где − низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, МДж/кг;

− физическая теплота топлива, кДж/кг, учитывается для жидких и сильновлажных твердых топлив, когда W^Р1,6 . Для Аркагалинского угля марки Д Р принимаем =0;

Q_внш − теплота, подводимая к воздуху от внешнего источника, кДж/кг, Q_внш = 0;

Q_пф − теплота, вносимая в топку при распылении мазута паром, кДж/кг, Q_пф = 0;

Q_к − теплота, поглощаемая при сжигании сланцев, кДж/кг, Q_к =0.

= 10³ = 19,09 10³=19090 кДж/кг.

3.2 Потери теплоты от химического и механического недожога

Потери теплоты от химического и механического недожога топлива q₃ и q₄ определяются по табл. 4.6 [2] или по табл. XVIII-XIX [1] (см. п.п. 5-07, 5-08 [1]). Принимаем для твердого топлива q₃ = 0, q₄ = 1 %.

3.3 Потеря теплоты с уходящими газами

Потерю теплоты с уходящими газами q₂, %, определяем по (5-06)-(5-07) [1], (3.2) [2].

,

где – коэффициент избытка воздуха за воздухоподогревателем;

− энтальпия уходящих газов при коэффициенте избытка воздуха _ух и температуре уходящих газов t_ух;

− энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха на входе в воздушный тракт (перед калорифером или вентилятором), кДж/кг. Принимаем t_хв = 30 С, если не задана другая величина;

− потери теплоты с механическим недожогом топлива, %.

По табл. 1.4 [2] принимаем t_yx=150 С.

Энтальпию уходящих газов при t_yx=150 C определяем по табл. 2.2 настоящего расчета методом интерполяции.

Н = кДж/кг.

Энтальпию холодного воздуха определяем по формуле (3.3) [2], (см. (4-23) [1]).

кДж/кг,

где t_хв=30 С − температура холодного воздуха, принимается по [1], стр. 29; табл. 1.5 [2]; (см. табл. II-5 [1]).

.

3.4 Потеря теплоты от наружного охлаждения

Потеря теплоты q₅ от наружного охлаждения через внешние поверхности котла при номинальной производительности котла D_ном = 230 т/ч =63,9 кг/с определяем по формуле (3.11) [2], по рис. 5.1 или по формуле (5-10) [1]:

3.5 Потеря с теплом шлаков

Потеря с физической теплотой удаляемых шлаков q₆ при камерном сжигании с твёрдым шлакоудалением учитывается только для многозольных топлив, когда А^Р2,5 , в соответствии с п. (3.1) [2] (см. также п. 5.10 [1]). Принимаем q₆=0.

3.6 Коэффициент полезного действия котла

Коэффициент полезного действия котла определяем по формуле (5- 15) [1], (3.1) [2].

3.7 Расход топлива

Расход топлива B, кг/с, подаваемого в топочную камеру парового котла определяем по формуле (5-19) [1]; (3.14) [2].

,

где D_пе = D_ном – расчетная паропроизводительность котла, кг/с;

– энтальпия соответственно перегретого пара, питательной воды и кипящей воды в барабане парового котла, кДж/кг;

– расход вторично перегреваемого пара, кг/с, (D_вт=0);

– энтальпия вторично перегреваемого пара соответственно на входе и на выходе из пароперегревателя, кДж/кг;

– расход продувочной воды из барабанного парового котла,  кг/с.

Расход продувочной воды из барабана котла определяем по формуле (3.15) [2].

D_пр= 0,01∙ p ∙ D_пе = 0,01∙ 3 ∙ 63,9 =1,917 кг/c,

где р = 3% –  непрерывная продувка котла, принимается в соответствии с п. 4.8.27 ПТЭ.

При давлении перегретого пара р_пп=10 МПа и t_пп=510 С по табл. XXV [1] определяем h_пп=3402,19 кДж/кг.

При давлении питательной воды р_п.в.=11,5 МПа и t_п.в.=210 С по табл. XXIV [1] определяем h_п.в.=901,21 кДж/кг.

При давлении в барабане котла р_бар=11 МПа, t_н=318,04 С, по табл. XXIII [1] определяем h_кип=1451,2 кДж/кг.

Рассчитываем расход топлива.

кг/с.

Расчетный расход топлива с учетом механического недожога определяем по формуле (5-24) [1], (3.16) [2]:

кг/с.

Коэффициент сохранения теплоты рассчитываем по формуле (5-11) [1], (4.24) [2]:

_{ = 1−} .