Тепловой баланс котла

Степень совершенства работы парового котла характеризуется его КПД, который учитывает полноту сгорания топлива в топке и глубину охлаждения продуктов сгорания. Все тепло, выделившееся в топке за счет сгорания топлива, делится на полезноиспользуемое и тепловые потери (7-12%).

Распределение тепла в котельном агрегате описывается уравнением теплового баланса, которое составляется в размерном виде на единицу сожженного топлива.

, или , где (1).

- располагаемое тепло, вносимое в котел;

- полезно используемое тепло, которое идет на нагрев воды, ее испарение и перегрев пара;

- потери тепла с уходящими газами; - потери тепла с химическим недожогом;

- потери тепла с механическим недожогом; - потери тепла в окружающую среду через обмуровку;

- потери тепла с физическим теплом шлака.

Если (1) разделить на и умножить на 100, то получим уравнение теплового баланса в процентах.

, % где (2).

,% (3).

Располагаемое тепло:

.

- основная величина; теплота сгорания топлива;

= учитывается, как правило, при сжигании мазута (t_м=100-120°).

, учитывается при распыле мазута с помощью пара. ≈0,3 кг/кг - расход пара на кг мазута.

.

- тепло внешнего подогрева воздуха. В некоторых случаях, для исключения коррозии, воздух перед входом в воздухоподогреватель подогревается с помощью пара в паровом калорифере.

.

Это тепло идет на разложение карбонатов, содержащихся в топливе.

.

- это содержание карбонатов в топливе в пересчете на CO

Потеря тепла с уходящими газами

При нормальной эксплуатации потеря тепла с уходящими газами ( ) - основная потеря тепла в котле (5-10%). Данная потеря обусловлена тем, что продукты сгорания, покидающие котел, имеют температуру выше температуры окружающего воздуха.

При этом энтальпия уходящих газов:

Таким образом, потеря тепла с уходящими газами является функцией температуры и объема уходящих газов:

зависит от коэффициента избытка воздуха и от влажности топлива:

.

Коэффициент избытка воздуха уходящих газов зависит от коэффициента избытка воздуха, подаваемого в топку и от присосов воздуха по газовому тракту, т.е. определяется плотностью газового тракта и его схемой. Для снижения температур уходящих газов можно увеличить величину поверхностей нагрева; однако это вызовет дополнительные затраты на металл и увеличит аэродинамическое сопротивление газового тракта. Поэтому вы-

б ор оптимальной температуры уходящих газов есть технико-экономическая задача.

затраты на топливо ( )

затраты на металл

затраты на эл.энерг.(тяга, дутье)

При сжигании высокосернистых топлив необходимо учитывать затраты на ремонт поверхностей нагрева вследствие повреждений из-за низкотемпературной коррозии.