Тепловой баланс котельного агрегата

Тепловой баланс парового котла

Тепловой баланс парового котла заключается в установлении равенства между поступившим в агрегат при сжигании топлива количеством теплоты, называемым располагаемой теплотой, Q* и суммой использованной теплоты Q_] и тепловых потерь. На основе теплового баланса находят КПД и расход топлива.

При установившемся режиме работы агрегата тепловой баланс для 1 кг или 1 м³ сжигаемого топлива записывается как.

где бр — располагаемая теплота, приходящаяся на 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 м³ газообразного топлива, здесь и далее кДж/кг или кДж/м³; б, — использованная теплота; б₂ ~ потери теплоты с уходящими из агрегата газами; б₃ — потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива; б₄ — потери теплоты от механической неполноты сгорания; б₅ — потери теплоты в окружающую среду через внешнее ограждение котла; б₆ — потери теплоты с физической теплотой шлака (рис. 7.27).

Обычно в расчетах используется уравнение теплового баланса, выраженное в процентах по отношению к располагаемой теплоте, принимаемой за 100% ( .

где <7, = ??, • 100/QP; q₂ = Q₂ 100/.

Располагаемая теплота включает все виды теплоты, внесенной в топку вместе с топливом:

где б_фт— физическая теплота топлива, включая полученную при подсушке и подогреве; Q_UBH- теплота воздуха, полученная им при подогреве вне котла; б_ф — теплота, вносимая в топку с распыливающим форсуночным паром.

Рис. 7.27. Основные потери теплоты

Тепловой баланс котельного агрегата составляют относительно некоторого температурного уровня или, другими словами, относительно некоторой отправной температуры. Если в качестве этой температуры принять температуру воздуха, поступающего в котельный агрегат без подогрева вне котла, не учитывать теплоту парового дутья в форсунках и исключить величину б_ф, так как она пренебрежимо мала по сравнению с теплотой сгорания топлива, то можно принять.

Следует отметить, что в выражении (7.5) не учитывается теплота, вносимая в топку горячим воздухом собственного котла. Дело в том, что это же количество теплоты отдается продуктами сгорания воздуху в воздухоподогревателе в пределах котельного агрегата, т. е. осуществляется своего рода рециркуляция (возврат) теплоты.

Использованная теплота Q_{ воспринимается поверхностями нагрева в топочной камере котла и его конвективных газоходах, передается рабочему телу и расходуется на подогрев воды до температуры фазового перехода, испарение и перегрев пара. Количество использованной теплоты, приходящейся на 1 кг или 1 м³ сожженного топлива, подсчитывается как.

где В — расход топлива, кг/с или м³/с; Z), ?>_н, D_np — соответственно производительность парового котла (расход перегретого пара), расход насыщенного пара, расход котловой воды на продувку, кг/с; /_{п п}, /_пв — соответственно энтальпии перегретого пара, насыщенного пара, воды на линии насыщения, питательной воды, кДж/кг. При доле продувки и отсутствии расхода насыщенного пара формула (7.7) принимает вид.

Для котельных агрегатов, которые служат для получения горячей воды (водогрейные котлы),

где G_t — расход горячей воды, кг/с; /, и /₂ — соответственно удельные энтальпии воды, поступающей в котел и выходящей из него, кДж/кг.