Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата

Тепловой баланс котельного агрегата. Тепловым балансом называют распределение теплоты, вносимой в котлоагрегат при сжигании топлива, на полезно использованную теплоту и тепловые потери. Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого (жидкого) топлива или на 1? газообразного топлива применительно к установившемуся тепловому состоянию отельного агрегата.

Уравнение теплового баланса (кДж/кг, Дж/?) имеет вид

(2.1)

или в процентах от располагаемой теплоты топлива

(2.2)

Где и т. д.

В уравнениях (2.1) и(2.2): – располагаемая теплота; Q1(q1) – теплота, полезно использованная в котлоагрегате на получения пара; Q2(q2) - потери теплоты с уходящими газами; Q3(q3) – потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива; Q4(q4) – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива; Q5(q5) – потери теплоты в окружающую среду; Q6(q6) – потери теплоты с физической теплотой шлака.

Располагаемая теплота (кДж/кг, кДж/?) на 1 кг твердого (жидкого) или на 1 m3 газообразного топлива определяется по формуле:

(2.3)

где и – низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого топлива и сухой массы газообразного топлива, кДж/кг (кДж/?); -физическая теплота топлива, кДж/кг (кДж/?); – теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/кг (кДж/?) – теплота, вносимая в точку с паровым дутьем, кДж/кг (кДж/?); – теплота, затраченная на разложение карбонатов при сжигании сланцев, кДж/кг.

Физическая теплота топлива

, (2.4)

где - теплоемкость рабочей массы топлива, – температура топлива на воздухе, в точку, С

Теплоемкость рабочей массы топлива

, (2.5)

где , – соответственно теплоемкости сухой массы твердого топлива и воды, кДж/(кг?К); – для антрацита – 0,921, для каменных углей - 0,962, для бурых углей – 1,088, для фрезерного торфа – 1,297 и сланцев – 1,046.

Теплоемкость мазута

(2.6)

Физическая теплота топлива учитывается в том случае, если оно предварительно подогрето вне котлоагрегата (подогрев мазута, сушка топлива в разомкнутой системе и т. д.).

Теплота, вносимая в топку с воздухом:

(2.7)

где – коэффициент избытка воздуха в топке; - теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива, M3/кг; – средняя объемная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, кДж/(?К); при температуре воздуха до 300 C =1,33 кДж/(?К); – разность температур подогретого и холодного воздуха, C.

Теплота, вносимая в топку с паровым дутьем:

, (2.8)

где и – ответственно расход и энтальпия пара, идущего на дутье или распыливание топлива, кг/кг и кДж/кг; для дутья =0,7...0,8 кг/кг; для распыливания паровыми форсунками =0,35кг/кг, паромеханическими =0,03...0,035кг/кг.

Теплота, затраченная на разложение карбонатов при жигани сланцев:

,

где К – коэффициент разложения карбонатов.

Теплота (кДж/кг), полезно использованная в котлоагрегате:

где , - соответственно расход перегретого и насыщенного пара, кг/с; В - расход натурального топлива кг/с; , , , ,– соответственно энтальпии перегретого и насыщенного пара, питательной и котловой кДж/кг; Р – величина непрерывной продувки, %.

Теплота (кДж/кг0, полезно использованная в водогрейных котлах:

, (2.10)

где – соответственно энтальпии воды, поступающей в котел и выходящей из него, кДж/кг; – расход воды, кг/с.

Теплота (%), полезно использованная в котлоагрегате:

. (2.11)

Дата добавления: 2015-10-13