4 Тепловой баланс котла

Целью составления баланса котла является определение КПД котла и расход топлива.

Из уравнения прямого баланса котла расход топлива равен

(4.1)

Здесь - полное количество теплоты, полезно отданное в котле, кВт;

- располагаемая теплота, кДж/кг;

- КПД брутто котельного агрегата, %

Для паровых котлов малой мощности, без пароперегревателя

, кВт; (4.2)

с первичным пароперегревателем

, кВт (4.3)

Здесь D – расход пара, кг/с (из задания); - расход продувочной воды, кг/с; - энтальпия насыщенного пара, кДж/кг, определяется по таблице XXIII /2/ или /6/, в зависимости от давления пара P₀ из задания;

- энтальпия кипящей воды на линии насыщения, кДж/кг определяется по табл. XXIV /2/ или /6/, в зависимости от температуры и давленияпара в барабане;- энтальпия питательной воды, кДж/кг [определяется по табл.XXIV [2] или [6] в зависимости от давления и температурыпитательной воды];- энтальпия перегретого пара, кДж/кг (определяется по табл.XXV /2/ или /6/ в зависимости от давления и температурыперегретого пара);- величина непрерывной продувки, принимается в пределах 2÷5% от D в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата, параметров пара и количества ступеней испарения.

Располагаемая теплота на 1 кг твердого и жидкого топлива или на 1 м³ газообразного топлива определяется по формуле:

(4.4)

где - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива;

–теплота, внесенная поступающим в котлоагрегат воздухом подогретым, вне агрегата отборным паром или водой; – физичес­кая теплота топлива;.- теплота, внесенная в котел паровым дутьем,– теплота, затраченная на разложение карбонатов (для сланцев).

Величина учитывается только для сернистых, высокосернис­тых, жидких и твердых топлив, для которых используется предваритель­ный подогрев воздуха и определяется по формуле

, (4.5)

где , (4.6)

то естьопределяется через с учетом присосов возду­ха в топке и пылесистеме (), а также перетоков воздуха из воздушного в газовый тракт воздухоподогревателя .

Теоретические энтальпии холодного воздуха и предваритель­но подогретого воздухаопределяются по соответствующим темпе­ратурам и °С (по табл.) или рассчитываются по формуле (3.9).

При сжигании природного газа и малосернистых мазутов и твердых топлив предварительный подогрев воздуха не производится и °С [2]. Для сернистых и высокосернистых жидких и твердых топлив температура воздуха на входе в воздухоподогреватель выбирается на уровне, предотвращающем развитую сернокислотную коррозию металла и забивание низкотемпературной части поверхности нагрева липкими отложениями согласно положений, приведенных в главе 2. I

Величина учитывается в тех случаях, когда топливо предварительно подогрето посторонним источником тепла. Например, при сжигании мазута.

(4.7)

Температура мазута должна быть высокой для обеспечения тонкого распыла в форсунках котла, = 90 ÷ 140 °С, тепло­емкость мазута.

Величина учитывается при использовании для распыла ма­зута паромеханических форсунок, в которых в топку котла вместе с разогретым мазутом поступает пар под давлением 0,3 ÷ 0,6 МПа и с температурой 280 ÷ 350 °С .

, (4.8)

где -энтальпия пара, подаваемого в форсунки, кДж/кг.

КПД брутто котельного агрегата определяется по обратному балансу котла.

,% (4.9)

Здесь - потери теплоты с уходящими газами, %;- потери теплоты от химической неполноты сгорания, % [ определяется согласно табл. 2.1-2.3]; -потеря теплоты от механической неполноты сгорания,%[определяется по табл. 2.1-2.4];- потери тепло­ты от наружного охлаждения,%[определяется по рис.4.1];- по­тери теплоты с физическим теплом шлаков, %.

В общем случае

(4.10)

Здесь - энтальпия уходящих газов, кДж/кг [определяется потаблице в зависимости от температуры- уходящих газовкоэф­фициента избытка воздуха ]

Рис. 4.1

Потери теплотыопределяются только для твердого топ­лива (в случае если А^пр1,4 (%∙кг)/кДж) по формуле

(4.11)

Здесь - доля золы, уносимая со шлаком, табл. 2.1-2.3;

-теплоемкость золы, кДж/кг (определяется по табл. 3.1 для температуры шлака, которую при твердом шлакоудалении, при сло­евом сжигании принимают равной= 600°С).

При жидком шлакоудалении температура вытекающего шлака принимается =+ 100⁰С, а температура начала плавления золы топливприведена в П4 /3/.

Расчетный расход топлива определяют по формуле

(4.12)

Потери от наружного охлаждения учитываются введением в уравнение теплового баланса по газовой стороне коэффициента сохранения теплоты.

(4.13)