Тепловой баланс парового котла

Тепловой баланс котла, как и любого теплотехнического агрегата, характери­зуется равенством между количествами подведенной (располагаемой) и расходу­емой теплоты: Q_прих = Q_расх Обычно теп­ловой баланс составляют на единицу ко­личества сжигаемого топлива 1 кг твер­дого или жидкого, либо 1 м³ газообраз­ного топлива, взятый при нормальных условиях. С учетом этого и пренебрегая физической теплотой топлива и холодно­го воздуха, можно считать

Q_прих~Q_i (18.4)

Здесь Q^r_t — низшая теплота сгорания единицы топлива в рабочем состоянии.

Часть теплоты, затрачиваемая на по­догрев, испарение воды и перегрев пара, составляет использованную теплоту Q_iостальное — потери. В итоге уравнение теплового баланса котла будет иметь вид

(18.5)

где Q₂, Q₃, Q₄, Q₅ — потери теплоты со­ответственно с уходящими газами, от хи­мической неполноты сгорания топлива, от механического недожога, через ограждения топки и конвективных газо­ходов.

В процентах от располагаемой тепло­ты Q[ тепловой баланс может быть за­писан так (см. § 17.1):

100 = q₁+q₂+q₃+q₄+Q₅ (18.6)

Тепловой баланс парового котла с обозначением основных составляющих приходной и расходной частей приведен на схеме рис. 18.12. Замкнутый контур на рисунке представляет теплоту горячего воздуха Q_r в, забираемую от продуктов сгорания при относительно низкой темпе­ратуре и передаваемую в топку.

Доля теплоты, использованной в ко­тельном агрегате (переданной воде и па­ру) , есть коэффициент полезно­го действия котла брутто т)_к (так называют КПД, подсчитанный без учета затрат энергии на собственные нужды).

Таким образом,

(18.7)

или

(18.8)

Теплота Q₁ воспринятая водой и па­ром в котле, может быть определена из уравнения

(18.9)

Здесь h_ne и h_nb — энтальпии перегретого пара и питательной воды.

Рассматривая выражение (18.9) со­вместно с (18.7), нетрудно получить фор­мулу для расчета расхода топлива, В:

(18.10)

Величина г|_к взята здесь в долях единицы.

По формуле (18.7) КПД котла под­считывают по данным балансовых испы­таний (прямой баланс), позволяющих точно измерить расход топлива в устано­вившемся (стационарном) режиме рабо­ты. Поэтому испытанию котла должна предшествовать длительная его работа с постоянной нагрузкой, при которой и проводится испытание. Формула (18.8), называемая формулой обратного баланса, используется в расчетах про­ектируемого котла. При этом каждая из составляющих q, принимается по реко­мендациям [16], разработанным на ос­нове многократных испытаний Котлов в условиях, аналогичных проектным. Эта формула используется также в случаях, когда не представляется возможным точ­но замерить расход топлива. Современ­ные котлы являются довольно совершен­ными агрегатами; их КПД превышает 90%.