Порядок визначення параметрів

1. Якщо не враховувати фізичного тепла природного газу і повітря котельної, що поступає на згоряння, прихід тепла від хімічних реакцій згоряння палива можна визначити:

, (2.7)

де t – час розрахунку теплового балансу. Його необхідно враховувати, якщо тепловий баланс розраховується не на 1 нм³палива, а на 1 год роботи котла.

2. За результатам газового аналізу відхідних газів з водогрійного котла розраховується коефіцієнт витрати повітря за формулою:

. (2.8)

Визначається теоретично необхідний об’єм повітря для згоряння палива при a = 1.

, м³/м³ (2.9)

і дійсний об’єм повітря за формулою:

м³/м³. (2.10)

Кількість азоту можна розрахувати за даними газового аналізу:

, (2.11)

де CO, Н₂, Н₂S – відсотковий вміст горючих газів в складі природного газу;

C_mH_n – вміст неграничних вуглецевих природного газу.

3. Кількість засмоктаного повітря з атмосфери в топку буде:

м³/м³. (2.12)

Тоді можливо визначити і кількість нераціонально витраченого тепла на нагрів засмоктаного повітря за н.у.:

, кДж/м³, (2.13)

де t_хп – температура холодного повітря в котельні.

4. Витрати тепла з відхідними газами визначаються:

, (2.14)

де – температура відхідних газів, °С;

– дійсна витрата димових газів, яку можна визначити як:

. (2.15)

С_д – теплоємність продуктів згоряння, визначається за результатами газового аналізу за формулою:

(2.16)

Температуру відхідних газів визначають прямим виміром при теплотехнічних дослідженнях.

5. Витрати тепла через неповноту спалювання газу або мазуту (q₃) при нормальній роботі пальників і форсунок наближаються до нуля, якщо не потрібно створювати спеціальну атмосферу. Але на дослідному водогрійному котлі використовуються дифузійні пальники, які не можуть забезпечити якісне змішування і згоряння палива. Тому при газовому аналізі відхідних газів можливо виявити незначну кількість СО.

Витрати тепла від неповноти спалювання палива можна визначити за результатами газового аналізу, використовуючи залежність:

Q₃ = В·(0,127СО + 0,108 Н₂), кДж, (2.17)

де СО, Н₂ – процентний вміст відхідних газів.

6. Витрати тепла з робочого простору водогрійного котла в навколишнє середовище складаються з витрат теплопровідністю через обмурівку і витрат випромінюванням через отвори в обмурівці.

Витрати тепла теплопровідністю можливо розрахувати, використовуючи відому формулу з курсу тепломасообміну:

кДж/год, (2.18)

де – температура внутрішньої і зовнішньої поверхні кладки;

– сума теплового опору окремих шарів кладки;

S – товщина шару, м;

l – коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару, Вт/м×К;

a₁ – коефіцієнт тепловіддачі від газів до внутрішньої поверхні стін котла, величина якого може змінюватись від 100 до 450 Вт/м²×К;

a₂ – коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні стін обмурівки водогрійного котла в навколишнє середовище. Для умов котельні УДХТУ величина a₂ коливається від 14 до 20 Вт/м²×К і суттєво залежить від розташування стін. Для вертикальних стін значення a₂ необхідно помножити на коефіцієнт К = 2,6, а для горизонтальних поверхонь – на коефіцієнт К = 3.3.

Температури визначаються за даними експерименту.

При визначенні F_кл студенти користуються кресленнями поперечного і повздовжнього перетину водогрійного котла і результатами експериментальних вимірів.

7. Коефіцієнт корисної дії водогрійного котла:

. (2.19)

8. Теплопродуктивність котла:

, Гкал/год. (2.20)

9. Кількість нагрітої води в котлі:

м³/год. (2.21)

10. Питома витрата палива на 1 Гкал виробленої котлом теплоти:

м³/Гкал. (2.22)

11. Питома витрата умовного палива на 1 Гкал виробленої котлом теплоти:

м³/Гкал. (2.23)

За результатами досліджень і розрахунків будується гістограма теплового балансу водогрійного котла (рис. 2.3) та виконується аналіз отриманих результатів.

Рис. 2.3 – Гістограма теплового балансу водогрійного котла