Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпора котлы.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
22.04.2019
Размер:
6.56 Mб
Скачать

Материальный баланс котла

  1. Материальный баланс горения топлива

Приходная часть материального баланса

процесса горения (кг/с)

  1. В – расход топлива;

  2. LВ – расход воздуха;

  3. ΔL i – присосы воздуха:

ΔL 1 – в топку, которые участвуют в процессе горения;

ΔL 2, ΔL 3 – по газоходу, не участвуют в процессе горения, являются балластными.

Расходная часть баланса

процесса горения (кг/с)

1.Lг – расход уходящих газов;

2.Gзл i – твердые минеральные остатки (зола и шлак), выпадающие по газоходу котла:

Gзл 1, Gзл 2 – выпадающие по газовому тракту;

Gзл 3 – зола, улавливаемая в золоуловителе;

Gзл 4 – зола, уносимая с уходящими газами.

В + LВ + Σ ΔL i = Lг + Σ Gзл i.

При работе на газовом топливе в уравнении отсутствуют слагаемые, характеризующие твердые минеральные остатки.

При работе котла под наддувом (в газоходах поддерживается избыточное давление) отсутствует присос воздуха.

  1. Материальный баланс нагреваемой среды

(пароводяной баланс)

Dпв = D + Dпр .

Dпв – расход питательной воды;

D – расход пара (паропроизводительность котла);

Dпр – расход котловой воды на продувку.

Если котел кроме перегретого пара вырабатывает насыщенный пар, то баланс записывается:

Dпв = D + Dпр + Dнас.

Dнас – расход насыщенного пара.

Тепловой баланс и к.п.д. котельного агрегата

Эффективность использования топлива в к/а определяется, в основном, двумя факторами:

1. полнотой процесса горения топлива;

  1. глубиной охлаждения продуктов сгорания.

В общем виде уравнение теплового баланса показывает распределение вносимой теплоты и записывается в следующем виде:

Qрр = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6. (кДж/кгтопл, кДж/м3топл)

Qрр – располагаемая теплота топлива;

Q1 – полезно используемая теплота (на нагрев воды и получение пара);

Q2 – потери тепла с уходящими газами,

Q3 - потери тепла из-за химической неполноты сгорания топлива;

Q4 - потери тепла из-за физической неполноты сгорания топлива;

Q5 - потери тепла в окружающую среду;

Q6 - потери тепла с физической теплотой шлаков.

Если все составляющие теплового баланса разделить на Qрр и умножить на 100%, то получим уравнение теплового баланса, записанное в процентах:

100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6.

В этом уравнении величина

-является к.п.д. котельного агрегата

брутто.

Величина этого к.п.д. 88…92%. Этот к.п.д. не учитывает затраты котла на собственные нужды.

К.п.д. КА нетто:

ηкан = ηкабр – qсн.

К.п.д. котельного агрегата может быть определен по прямому или по обратному тепловому балансу.

  1. К .п.д. по прямому балансу:

то есть, по прямому балансу рассчитывается полезная теплота в КА.

  1. по обратному балансу:

ηка = 100 - q1 - q2 - q3 - q4 - q5 - q6,

т.е. к.п.д. рассчитывается определением суммы потерь.

Приходная часть теплового баланса

Располагаемая теплота котельного агрегата определяется по формуле:

Qрр = Qpн + Qф.т. + Qф.в. + Qф.п. + Qо.г.

Qрн – низшая теплота сгорания топлива;

Qф.т. – физическая теплота или энтальпия топлива:

Qф.т. = стtт

ст = 0.92 … 1.3 кДж/кг* град – твердое топливо

ст = (1.738+0.0025tт) кДж/кг*град – жидкое топливо

В основном это слагаемое появляется в уравнении располагаемой теплоты при сжигании мазута, при сжигании газа и твердого топлива подогрев не осуществляется, поэтому эта величина в уравнении отсутствует;

Qф.в. – физическая теплота воздуха подогретого вне котла:

Qф.в. = αL0вt г.в. – свt х.в.)

α – коэффициент избытка воздуха

α = Lд/L0

Коэффициентом избытка воздуха называется отношение действительного количества воздуха в топке или газоходе котла к теоретически необходимому для полного сгорания топлива.

α = 1.05…1.1 – при сжигании газообразного топлива в топке;

α = 1.1…1.2 – при сжигании жидкого топлива;

α = 1.2…1.5 – при сжигании твердого топлива.

Вследствие наличия присосов воздуха ΔLi по газоходам котла значение α по газоходу увеличивается.

L0 – теоретически необходимое количество воздуха, определяется видом топлива и его составом.

Тепло, получаемое воздухом в воздухоподогревателе котла, в располагаемую теплоту не включается. Подогрев воздуха производится продуктами сгорания топлива, энтальпия которых при этом снижается, а энтальпия воздуха возрастает. Так как тепловой баланс составляется относительно температуры уходящих газов за воздухоподогревателем, то циркулирующий поток теплоты не имеет смысла включать в тепловой баланс. Теплота холодного воздуха (tх.в. =300С в расчетах) так же в располагаемую теплоту не включается, а учитывается уменьшение величины Q2.

Qф.п. – количество теплоты, которое вносится в котельный агрегат вместе с паром используемым для распыливания мазута или при слоевом сжигании антрацитов.

Qф.п. = Gпар(hп – 2500)

Gпар – массовый расход пара на 1 кг мазута, Gпар = 0.3…0.35 кг/кг;

hп – энтальпия пара, подаваемого в горелку.

Qо.г. – теплота отходящих газов технологических установок. Эта величина учитывается, если котел использует в качестве источника теплоты горячие газы или продукты сгорания технологических установок (котлы утилизаторы).

В конкретных условиях отдельные члены уравнения приходной части теплового баланса могут отсутствовать.