Расчет потерь теплоты

При работе парового или водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре или горячей

воде, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой. Между теплотой, поступившей в котельный агрегат и покинувшей его, должно существовать равенство. Теплота, покинувшая котельный агрегат, представляет собой сумму полезной теплоты и потерь теплоты, связанных с технологическим процессом выработки пара или горячей воды. Следовательно, тепловой баланс котла для 1кг сжигаемого твёрдого и жидкого топлива или 1м³ газа при нормальных условиях имеет вид:

, (5.10)

где - располагаемая теплота, кДж/кг или кДж/м³;

Q₁ – полезная теплота, содержащаяся в паре или горячей воде, кДж/кг или кДж/м³;

Q₂, Q₃, Q₄, Q₅, Q₆, - потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механической неполноты сгорания, от наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, кДж/кг или кДж/м³.

Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты.

. (5.11)

Потеря теплоты с уходящими газами определяется по формуле:

, (5.12)

где I_УХ – энтальпия уходящих газов, определяется расчётным путём при соответствующих значениях α_УХ и выбранной температуре уходящих газов, кДж/кг или кДж/м³;

- энтальпия теоретического объёма холодного воздуха определяется при температуре t_В = 30ºС, кДж/кг или кДж/м³;

α_УХ – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах в сечении газохода после последней поверхности нагрева;

кДж/м³;

q ₄ – потеря теплоты от механической неполноты горения (для газа и мазута q ₄ = 0,)

Энтальпия теоретического объёма холодного воздуха при температуре t_В = 30ºС определяется из соотношения

=39.8·100=3980 (5.13)

где V⁰ – теоретический объём воздуха, необходимого для горения, м³.

Потеря теплоты от химической неполноты горения q₃ для различных топок и топлив принимается по таблицам 5.6, 5.7, 5.8, 5.9.

Потеря теплоты от наружного охлаждения определяется по формулам:

- для парового котла

; (5.14)

где - потеря теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке парового и водогрейного котла, определяются по справочнику [6], %;

D_НОМ – номинальная нагрузка парового котла, т/час;

D – расчётная нагрузка парового котла, т/час;

кДж/м³;

1.7 Расчёт коэффициента полезного действия (КПД) и расхода топлива

Коэффициентом полезного действия парового или водогрейного котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. Если КПД агрегата определяется по выработанной теплоте, то его называют брутто, а если по отпущенной теплоте – нетто.

КПД брутто котельного агрегата можно определить по уравнению обратного баланса:

η_БР = 100 – (q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆), (5.22)

где q₂, q₃, q₄, q₅, q₆ - потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания, от механической неполноты сгорания, от наружного охлаждения, от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке, плюс потери на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла, выраженные в процентах от располагаемой теплоты, %.

η_БР = 100 – (7.075+0+0+3.75)=89.1 %,

Подсчитать расход топлива, подаваемого в топку парового или водогрейного котла, из уравнения прямого теплового баланса:

- для парового котла

= =78.1 % (5.34)

Определить расчётный расход топлива:

-для газа и мазута

=78.1 кг/с (5.37)

где В_Р – расчётный расход топлива, кг/с или м³/с.

Расчётный расход топлива вносится во все последующие формулы, по которым считается суммарный объём продуктов сгорания и количество теплоты.

Дата добавления: 2015-11-28