Тепловой баланс котельного агрегата

Уравнение теплового баланса котельного агрегата выражает собой равенство между поступающим в агрегат количеством теплоты, количеством теплоты, полезно использованным и тепловыми потерями. Уравнение теплового баланса имеет вид:

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆, кДж/кг, (кДж/м³), (1)

или в % от располагаемой теплоты топлива:

100 = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆, %, (2)

где Q - располагаемая теплота на 1 кг рабочего твердого и

жидкого или на 1 м³ газообразного топлива;

Q₁ (q₁) - теплота, полезно использованная котельным агрегатом;

Q₂ (q₂) - потери теплоты с уходящими газами;

Q₃ (q₃) - потери теплоты от химического недожога топлива;

Q₄ (q₄) - потери теплоты от механического недожога топлива;

Q₅ (q₅) - потери теплоты наружными поверхностями агрегата;

Q₆ (q₆) - прочие потери теплоты (потери теплоты с физической

теплотой шлаков).

Располагаемая теплота (кДж/кг, кДж/м³) на 1кг твердого (жидкого) или 1 м³ газообразного топлива определяют по формулам:

Q = Q + Q + Q + Q - Q_к, кДж/кг;

Q = Q + Q + Q , кДж /м³, (3)

где Q - низшая теплота сгорания рабочей массы твердого или жидкого топлива, кДж/кг;

Q - низшая теплота сгорания по сухой массе газообразного топлива, кДж/м³;

Q - теплота, внесенная в топку с воздухом, подогретым вне котельного агрегата. Подсчитывается только в том случаи, если есть указания о внешнем подогреве воздуха;

Q - физическая теплота топлива, учитывается в тех случаях, когда топливо предварительно подогрето или имеет влажность W^P ³ Q /628 %, в этом случае температуру топлива принимают равной 20⁰С.

Q = m ^. с_m ^. t_m, кДж/кг, (кДж/м³),

где t_m - температура топлива, ⁰С;

m - масса топлива, равная 1 кг или 1 м³;

с_m - теплоемкость топлива, кДж/(кг К); (кДж/м³);

Для мазута:

с_m=(1,737 + 0,00251 ^. t_м), кДж/(кг К),

где t_м - температура подогрева мазута (принять 70 ⁰С);

для твердого топлива:

с_m= с (100 - W^P)/100+ с_вод ^.W^P/100, кДж/(кг К),

где с - теплоемкость сухой массы топлива:

для каменных углей с =1,088кДж/(кг К),

для бурых углей и фрезерного торфа с =1,15кДж/(кг К);

с_вод=4,19кДж/(кг К) - теплоемкость воды;

W^P - влажность топлива;

Q - тепло, вносимое в топку с «форсуночным» паром.

Паровые форсунки, ввиду их низкой экономичности, устанавливаются только в особых случаях;

Q_к - тепло, затраченное на разложение карбонатов (учитывают только при сжигании сланцев).

Потери теплоты с уходящими газами - q₂ (тепло дымовых газов, прошедших последнюю поверхность теплообмена котельного агрегата, не может быть использовано полезно в агрегате и выбрасывается в окружающее пространство) определяют по формулам:

q₂=(J_ух - a_ух ^. J⁰_хв) (100-q₄) / Q , %. (4)

Q₂=(q₂ ^. Q )/100, кДж/кг,

где J_ух - энтальпия уходящих газов за последней поверхностью нагрева котельного агрегата;

a_ух -коэффициент избытка воздуха за последней поверхностью нагрева;

J⁰ _хв -энтальпия теоретически необходимого количества воздуха, температуру воздуха принять равной 30 ⁰С.

Тогда:

J⁰_хв=V^0. (ct)_в, кДж/кг,

где (ct)_возд. - находят из табл. 14 приложения 2 путем интерполяции по температуре воздуха.

Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива - q₃ определяются по содержанию в дымовых газах продуктов неполного сгорания – СО, Н₂, СН₄, С_mH_n:

Q₃=q₃ ^. Q /100, кДж/кг.

Величина q₃ берется из табл. 13 приложения 2 в зависимости от типа топки и рода твердого топлива, (при сжигании жидкого и газообразного топлива q₃=1).

Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива – q₄ расчленяются на три части: потеря топлива залитого шлаком, потеря от провала топлива через зазоры колосниковой решетки и потеря топлива с уносом.

Потерю теплоты от механической неполноты сгорания определяется по формуле:

Q₄=q₄ ^. Q /100, кДж/кг.

Величина q₄, берется из табл. 13 приложения 2 в зависимости от типа и рода топлива, (для жидкого и газообразного топлива q₄=0).

Потеря теплоты наружными поверхностями котельного агрегата – q₅ (в окружающую среду) зависит от паропроизводительности котельного агрегата, качества обмуровки и теплоизоляции.

Потеря теплоты наружными поверхностями котельного агрегата определяется по формуле:

Q₅=q₅ ^. Q /100, кДж/кг.

Зависимость потерь теплоты наружными ограждениями от паропроизводительности представлена в табл. 1.

Таблица 1

Прочие потери (потери теплоты с физическим теплом шлаков q₆) рассчитываются по формуле:

Q₆=q₆ ^. Q /100, кДж/кг,

Для топлива с зольностью А^Р=6 ¸ 16 %,q₆=0,5 ¸ 1,5 %.

Поиск по сайту: