3. Тепловой баланс и расход топлива

При работе водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в горячей воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки горячей воды.

Тепловой баланс котла для 1м³ газа при нормальных условиях имеет вид:

где  располагаемая теплота, кДж/м³;

Q₁  полезная теплота, содержащаяся в горячей воде, кДж/м³;

Q₂ – потери теплоты с уходящими газами, кДж/м³;

Q₃ – потери теплоты химической неполноты сгорания, кДж/м³;

Q₄ – потери теплоты механической неполноты сгорания, кДж/м³;

Q₅ – потери теплоты от наружного охлаждения, кДж/м³;

Q₆ – потери теплоты от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке и от охлаждения панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, кДж/м³;

Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:

;

Если тепловой баланс выразить в процентах от располагаемой теплоты (Q^р_р=100%), то уравнение теплового баланса имеет вид:

100 % = q₁+ q₂+ q₃+ q₄ + q₅ + q₆;

1. Располагаемая теплота для природного газа:

где: − низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м³;

− теплота, внесённая в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата теплоносителем в калорифере, устанавливаемом перед воздухоподогревателем, кДж/м³.( кДж/м³, т. к.предварительный подогрев воздуха в калорифере отсутствует).

кДж/м³

2. Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле:

где: I_ух− энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 4 при соответ-ствующих значениях _ух и выбранной температуре уходящих газов (для природного газа не менее 130⁰С), кДж/м³; (t_ух= 140⁰С, интерполируя, получаем I_ух=2711,78 кДж/м³),

− энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при t_в=20⁰С, кДж/м³;

_ух‑коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из табл. 3 в сечении газохода после последней поверхности нагрева (_ух=1,35);

q₄ − потеря теплоты от механической неполноты горения (для природного газа q₄= 0), %

Энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре 20 ^оС (кДж/м³):

кДж/м³;

3. Потеря теплоты от химической неполноты сгорания (q₃) обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н₂, СН₄. Потеря теплоты от химической неполноты горения зависит от вида топлива и содержания в нем летучих в-в, способа сжигания топлива и конструкции топки, коэффициента избытка воздуха в топке.

- для природного газа ;