Тепловий баланс котла - студопедія
Складання теплового балансу котла полягає у встановленні рівності між котрі вступили в котел кількістю тепла, званим розташовуваним теплом. і сумою корисно використаного тепла. і теплових втрат. . . і. На підставі теплового балансу обчислюють ККД і необхідна витрата палива.
Тепловий баланс складається стосовно усталеному тепловому стану котла на 1 кг твердого (рідкого) або 1 м3 газоподібного палива при 0 ° С і 101,3 кПа.
Загальне рівняння теплового балансу має вигляд, кДж / кг (кДж / м3):
Наявні тепло 1 кг твердого (рідкого) палива визначається відповідно за формулою:
де. - нижча теплота згоряння робочої маси твердого (рідкого) і сухої маси газоподібного палива, кДж / кг (кДж / м3); - фізичне тепло палива, кДж / кг (кДж / м3); - тепло, витрачений на розкладання карбонатів при спалюванні сланців, кДж / кг; - коефіцієнт розкладанні карбонатів.
Фізичне тепло палива. кДж / кг (кДж / м3) визначають за формулою:
де - температура робочого палива, ° С. Враховується в тих випадках, коли паливо попередньо підігріта стороннім джерелом тепла, а також при сушінні по розімкненому циклу; - теплоємність робочого палива, кДж / (кг # 8729; К), що визначається за формулами:
для твердого палива:
де = 1,0951- теплоємність сухої маси палива, кДж / (кг # 8729; К), приймається по таблиці 5.1.
Таблиця. 5.1. Теплоємність сухої маси твердого палива, кДж / (кг # 8729; К)
Втрата тепла з газами, що визначається як різниця ентальпій продуктів згоряння на виході з останньої поверхні нагрівання і холодного повітря,%:
де - ентальпія газів при надлишку повітря і температурі. кДж / кг (кДж / м3), визначається по діаграмі; - ентальпія теоретично необхідної кількості холодного повітря, на вході в повітряний тракт, кДж / кг (кДж / м3); - втрата від механічної неповноти згоряння,%.
Ентальпія теоретично необхідної кількості повітря на вході в повітряний тракт, кДж / кг (кДж / м3), визначають за формулою:
Втрата тепла від хімічної неповноти згоряння. %, Обумовлена сумарною теплотою згоряння продуктів неповного горіння, що залишаються у вихідних газах, визначається за формулою:
При спалюванні твердих палив в шарових топках приймається по таблиці 4.2
Втрата тепла від механічної неповноти згоряння визначається недожогом палива в шлаку, провалі і віднесенні (при частковому поверненні останнього в топку враховується винесення, що не вловлений пристроями для повернення).
Значення для камерних топок з твердим і рідким шлакоудалением дані в таблиці 4.2, і та сумарні значення для шарових топок.
Втрата тепла від зовнішнього охолодження залежить від великої кількості факторів і головним чином від розмірів і конструкції котла і топки, теплопровідності матеріалу і товщини стінок обмурівки, теплової продуктивність котлоагрегату, температури зовнішнього шару обмурівки і навколишнього повітря і т. Д. Втрата тепла від зовнішнього охолодження для стаціонарних парових котлів приймається по таблиці 5.2.
Таблиця 5.2. Втрата тепла від зовнішнього охолодження для стаціонарних котлів,%
Номінальна продуктивність котла
При навантаженнях, що відрізняються від номінальної більш ніж на 25%, величина перераховується по формулі:
для парового котла:
де - втрата тепла від зовнішнього охолодження при номінальному навантаженні парового котла,% (приймається за таблицею 5.2.); . - номінальна і фактичне навантаження парового і водогрійного котла відповідно, кг / с (т / год), МВт.
Розбивка втрати тепла від зовнішнього охолодження котла по окремим газоходам практично не позначається на результатах розрахунку. Частки цієї втрати, що припадають на окремі газоходи, для спрощення приймаються пропорційно кількості тепла, що віддається газами у відповідних газоходах. Тому при визначенні кількості тепла, відданого газами, втрати зовнішнього охолодження враховуються введенням коефіцієнта збереження тепла визначається за формулою:
Втрата з теплом шлаку вводиться в розрахунок для всіх твердих палив при камерному спалюванні з рідким шлакоудалением і слоевом. Втрата тепла визначається за формулою:
Температура золи (шлаку) приймається рівною:
при твердому шлакоудалением приймається рівною - 600 ° С;
Сумарна втрата тепла в топці визначається за формулою:
ККД парового або водогрійного котла (брутто) за рівнянням зворотного балансу має такий вигляд,%:
Загальна кількість тепла. корисно використане в котельному агрегаті визначається за формулою:
для парового котла:
де - кількість (витрата) виробленого перегрітої пари, кг / с;
. - ентальпія перегрітої пари і живильної води.
Витрати палива . кг / с (м3 / с), що подається в топку, визначають за формулою:
де - тепло, внесене в топку паровим дуттям (форсунковим паром)
Визначення обсягів продуктів згоряння і повітря, а також тепла, відданого газами в поверхнях нагріву, вводиться розрахункова витрата палива. кг / с (м3 / с), що обчислюється з урахуванням механічної неповноти згоряння, визначається по формулі: