Тепловой баланс котла и расход топлива

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемого располагаемым теплом Q_р, и суммой полезно использованного тепла Q₁ и тепловых потерь Q₂, Q_з, Q₄, Q₅, Q_6. На основании теплового баланса вычисляются КПД и необходимый расход топлива.

Тепловой баланс составляется применительно к установившемуся тепловому состоянию котла на 1 кг (1 м³ ) топлива при температуре 0 °С и давлении 101,3 кПа.

Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

Q_P + Q_в.вн +Q_ф = Q₁ + Q₂ +Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆ , кДж/м³ ,

где Q_{P –} располагаемое тепло топлива, кДж/м³;

Q_{в.вн –} тепло, внесенное в топку воздухом при его подогреве вне котла, кДж/м³;

Q_{ф –} тепло, внесенное в топку паровым дутьем («форсуночным» паром), кДж/м³;

_­­ Q_{1 –} полезно использованное тепло, кДж/м³;

Q_{2 –} потеря тепла с уходящими газами, кДж/м³;

Q_{3 –} потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива, кДж/м³;

Q_{4 –} потеря тепла от механической неполноты сгорания топлива, кДж/м³;

Q₅ – потеря тепла от наружного охлаждения, кДж/м³;

Q₆ – потеря с теплом шлака, кДж/м³;

В условиях курсового проектирования при сжигании газообразного топлива в отсутствие внешнего подогрева воздуха и парового дутья величины Q_в.вн, Q_ф, Q₄ и Q₆ равны нулю, поэтому уравнение теплового баланса будет иметь вид:

Q_P = Q₁ + Q₂ +Q₃ + Q₅ , кДж/м³,

Располагаемое тепло 1 м³ газообразного топлива

Q_P = Q^d_i + i_тл , кДж/м³ ,

Коэффициент полезного действия котла (брутто)

η_к = 100 – Σ_q ,% . (6.10)

Расход топлива

Расход топлива, подаваемого в топку котла,

B= , м/с³, (6.14)

где Q_к – полезно использованная теплота в котле, кВт;

Q­­_p – располагаемое тепло 1 м³ газообразного топлива, кДж/м³;

η – коэффициент полезного действия котла, %.

Геометрические характеристики топки

Таблица 7.2. Геометрические характеристики топочной камеры

Наименование, условное обозначение, единицы измерения величин	Величина
1. Площадь стен топки Fст, м2
2. Лучевоспринимающая поверхность топочной камеры Hл, м2
3. Высота топочной камеры hт.к, м
4. Высота расположения горелок hг, м
5. Относительная высота расположения горелок xг
6. Активный объем топочной камеры Vт.к, м3
7. Степень экранирования топочной камеры X
8. Эффективная толщина излучающего слоя s, м

Пояснения к таблице 7.2

Лучевоспринимающая поверхность топочной камеры:

- для котлов ДКВР H_л = H_э.ф + + + 2H_э.б + H_в.о, м²;

- для котлов Е (ДЕ) H_л = H_э.ф + H_э.з + H_э.б.пр + Н_э.б.лев , м².

Для котлов типа ДКВР высота топочной камеры h_т.к., м - это расстояние от пода топки до середины выходного окна топочной камеры (рисунки 7.1, 7.2, 7.3); принимается (или заме­ряется) по чертежам.

Высота расположения горелок h_г, м - это расстояние от пода топки до оси горелок; при­нимается по чертежам.

Относительная высота расположения горелок х_г = .

Активный объём топочной камеры:

– для тола ДКВР

V_т.к. = , м³ ,

где – площадь боковых стен, м²; b – ширина топки, м;

– для тола Е (ДЕ)

­­­V_т.к = F_ф.ст a , м³ ,

где F_ф.ст – площадь фронтовой стены, м²; а – глубина топки, м.

Степень экранирования топочной камеры

X = ,

где – лучевоспринимающая поверхность котла, м²;

– площадь стен топочной камеры, м².

Эффективная толщина излучающего слоя в топке

s = 3,6 , м ,

где , м³ – по таблице 7.2, строка 6;

, м² – по таблице 7.2, строка 1.