Тепловой баланс котельного агрегата.
Тепловой баланс котельного агрегата – равенство, связывающее приход и расход тепла в котлоагрегатах. Он дает представление о распределении введенного в топку тепла. Тепловой баланс составляют для определения К.П.Д. котлоагрегата и необходимого расхода тепла. Тепловой баланс составляют применительно к установившемуся тепловому состоянию котлоагрегата в расчете на 1 кг твердого и жидкого и 1 м газообразного топлива при 0
С и 760 мм. р. ст.
Уравнение теплового баланса записывается в виде:
; (17)
где - располагаемое теплота, кДж/кг
Q1 - полезно используемое теплота в котлоагрегате, кДж/кг
Q2- потеря теплоты с уходящими газами, кДж/кг
Q3- потеря теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг
Q4- потеря теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/кг
Q5- потеря теплоты от наружного охлаждения котлоагрегата, кДж/кг
Q6- потеря с теплотой шлака, кДж/кг.
Приняв, располагаемое тепло за 100% и разделив на
все члены уравнения, тепловой баланс можно представить в виде
q1+ q1+ q1+ q1+ q1+ q1=100% (18).
где:
и тд.
Располагаемое теплота на 1 кг твердого или жидкого топлива определяется уравнением:
, кДж/кг (19)
где: - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг
Qв.вн.- теплота, внесенная поступающим в котлоагрегат воздухом, при подогреве последнего вне котлоагрегата отработанной теплотой, кДж/кг
- физическая энтальпия топлива, кДж/кг
Qф - теплота, вносимая в топку паровым дутьем, кДж/кг.
При сжигании газообразного топлива низшая теплота сгорания относится к сухому составу топлива, т.е. к величине .
Во многих случаях выражение для располагаемого тепла может быть упрощено, т.е.
кДж/кг и
кДж/м3. (20)
Полезно использованная теплота в котлоагрегате на производство пара определяется уравнением
,
(21)
Где: Qка - полное количество теплоты, полезно отданного в котлоагрегате, кДж/сек
-паропроизводительность котельного агрегата, кг/с
В - расход топлива в котлоагрегате, кг/с, м3/с
- соответственно энтальпии перегретого пара, питательной воды на входе в котлоагрегат, котловой воды при температуре кипения, кДж/кг
Рпр - величина непрерывной продувки в % от Дка
Для котлоагрегата, в котором производится влажный насыщенный пар, величина заменяется величиной энтальпии влажного насыщения пара hх.
Отношение величины полезно использованного в котлоагрегатах теплоты к величине располагаемого топлива представляет собой коэффициент полезного действия котлоагрегата (брутто).
% (22)
Следовательно, представляет собой полезно использованное тепло, выраженное в процентах, он оценивает полноту превращения химической энергии топлива в тепло пара.
Величина в зависимости от паропроизводительности котлоагрегата, температуры уходящих газов, рода сжигаемого топлива и способа его сжигания колеблется в пределах от 70÷80 до 91÷94%. Первые цифры относятся к агрегатам небольшой производительности со слоевыми топками, вторые – к крупным агрегатам с камерными топками. Особенно высокими оказываются величины
для котлов, работающих на жидком и газообразном топливе.
Определение расходов топлива в котельном агрегате.
Расход топлива, подаваемого в топку (действительный расход), определяется по формуле:
; кг/сек (23)
Или , кг/сек
где: Дка - паропроизводительность котельного агрегата, кг/с
- энтальпия перегретого пара, определяется по диаграмме водяного пара по значению давление и температура
- энтальпия питательной воды, до tпв=200
С определить можно по уравнению:
=
.
где: -энтальпия питательной воды.
- энтальпия кипящей (котловой) воды, т. Е. воды в барабане котла, кДж/кг определяется по справочным таблицам по давлению в барабане котла
- коэффициент полезного действия котлоагрегата, %
- низшая теплота сгорания твердого или жидкого топлива топлива, кДж/кг.
-низшая теплота сгорания газообразного топлива, кДж/м3.
Для подсчетов суммарных объемов продуктов сгорания воздуха и тепла, отданного газами в поверхности нагрева, вводится расчетный расход топлива, определенный с учетом тепла от механической неполноты сгорания, т.е.
, кг/с. (25)
-потери теплоты от механической неполноты сгорания, %.