4. Тепловой расчет котельного агрегата

4.1. Тепловой баланс котла и расход топлива

1. Располагаемая теплота (кДж/кг)

Q^р_р =Q^р_н +i_тл +Q_ф

где Q^р_н —низшая теплота сгорания рабочей массы (кДж/кг). (См. стр 4)

i_тл —физическая теплота, внесенная топливом. Физическая теплота топлива учитывается только при его предварительном подогреве от постороннего источника теплоты (паровой подогрев мазута, паровые сушилки и т.п.). Для промышленных паровых и водогрейных котлов физиче­ская теплота топлива учитывается только при сжигании мазута.

i_тл=c_тл *t_тл =2.75*(130+273)=1108.25 кДж/кг

t_тл —температура топлива t_тл =130°С

с_тл — удельная теплоемкость топ­лива

c_тл =1,74+0,0025 t_тл =1,74+0,0025(130+273)=2,75 кДж/(кг*К)

Q_Ф — теплота, вносимая в агрегат через форсунку при паровом распиливании жидкого топлива

Q_ф =0,35*(i_ф –2520)=0,35*(2788,41–2520)=93,944 кДж/кг

где i_ф —энтальпия пара, расходуемого на распиливание топлива, определяется из таблиц для водяного пара по его параметрам, кДж/кг.

i_ф= 2788,41 кДж/кг при t_пара =194 °С

Q^р_р =40280+1108,25+93,944=41482,2 кДж/кг

2. Потеря теплоты с уходящими газами

q₂ =(I_ух2 –α_ух*I°_хв)*(100–q₄)/Q^Р_Р

где I_ух —энтальпия уходящих газов, при соответствующих значениях α_ух и выбранной температуре уходящих газов (кДж/кг)

I_ух =3366,38 кДж/кг при t_ух =150°С

I°_хв —энтальпия теорети­ческого объема холодного воздуха при t_в =30°С

I°_хв =39,8*V°=39,8*10,63=423,1 кДж/кг

α_ух —коэффициент из­бытка воздуха в уходящих газах сечении газохода после последней поверхности нагрева (по таб.1)

q₄ —потеря теп­лоты от механической неполноты горения для мазута q₄ =0

q₂ =(3366,38 –1,46*423,1)*(100–0)/41482,2=6,63 %

3. Потерю теплоты от химической неполноты сгорания

q₃ =0,5 %

4. Потерю теплоты от наружного охлаждения

q₅ =1,7 %

5. Полезную мощность парового котла (кВт)

Q_пг =D_нп*(i_нп –i_пв)+0,01*р*D_нп*(i_кип–i_пв)

где D_нп —расход выработанного насыщенного пара D_нп =10 т/ч =2,78 кг/с

i_пв ,i_нп ,i_кип —энтальпия питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, насыщенного пара и кипящей воды в барабане котла

i_пв =436,2 кДж/кг при t_пв =104°С

i_нп =2784,22 кДж/кг при t_нп =194°С

i_кип =824,8 кДж/кг при t_кип =194°С

р —непрерывная про­дувка парового котла р =3 %

Q_пг =2,78*(2784,22–436,2)+0,01*3*2.78*(824.8–436.2)=6559.9 кВт

6. Потерю теплоты в виде физической теплоты шлаков и потерю от охлаждения балок и панелей топки, не вклю­ченных в циркуляционный контур котла

q₆ =0 %

7. КПД брутто парового котла из уравнения обратного теплового баланса

η_вр =100 –(q₂+q₃+q₄+q₅+q₆) =100-(6,63+0,5+1,7+0)=91,17 %

8. Расход топлива, подаваемого в топку парового котла, из уравнения прямого теплового баланса

В_пг= (Q_пг *100)/(Q^р_р *η _вр)=(6559,9*100)/(41482,2*91,17)=0,174 кг/с

9. Расчетный расход топлива для мазута

В_р = В_пг=0,174 кг/с

10. Коэффициент со­хранения теплоты

φ =1 –q₅/(η_вр +q₅)=1-1,7/(91,17+1,7)=0,982