Тепловой баланс котла, определение коэффициента полезного действия и расхода топлива

Тепловой баланс котла составляется для установившегося теплового состояния котла на 1кг твердого или жидкого топлива и 1м³ газообразного топлива. С помощью теплового баланса определяют КПД котла и часовой расход топлива.

Суммарная потеря теплоты в котле

Σq= q₂ + q₃ + q₄ +q₅ +q₆, %,

коэффициент полезного действия (брутто)

η _ка = 100 – Σq, %.

Потеря теплоты с уходящими газами q₂ находится с учетом данных расчета горения топлива, потери q₃ и q₄являются расчетными характеристиками топки и берутся из табл. П1, П2.

Потеря q₆ рассчитывается по формуле [2]. Потери теплоты в окружающую среду отдельными газоходами учитываются коэффициентом сохранения теплоты.

(9.1)

Для расчета расхода топлива определяется общее количество теплоты, полезно использованной в котле, Q_ка. При величине продувки <1% расход теплоты на подогрев продувочной воды не учитывается.

Расход топлива, подаваемого в топку, рассчитывается по формуле:

, кг/ч (9.2)

Расчетный расход топлива равен:

, кг/ч (9.3)

После определения расхода топлива приступают к расчету отдельных элементов котла.

Перед расчетом рекомендуется изобразить схему компоновки котла и отдельных его компонентов с указанием основных габаритных размеров. Схему котла можно выполнить в масштабе 1:100 или 1:200 на миллиметровой бумаге в виде продольного разреза. Затем по известным конструктивным данным, указанным на чертежах, определить геометрические характеристики всех поверхностей нагрева. Для каждой поверхности должны быть известны диаметры и шаги труб, число рядов по ходу газа или воздуха и число труб в ряду, длины труб, расположение труб, размеры газоходов. С помощью геометрических характеристик определяют сечение для прохода продуктов сгорания, пара, воды и воздуха, а также поверхности нагрева, если они не указаны в технической характеристике котла.

Задачей расчета теплового баланса является определение КПД брутто котла и расход топлива. Расчеты выполняются по общепринятой методике [1, 2] с использованием рекомендаций по выбору ряда параметров. Значения потерь теплоты от химической и механической неполноты сгорания топлива принимаются по табл. П1 , П2.

Температура уходящих газов задается в соответствии с рекомендациями табл. П.7.

Потеря теплоты от наружного охлаждения котла определяется по графику рис. П.8.

Давление в барабане принимается в соответствии с рекомендациями

р_б=1,1р_пе.(9.4)

Температура питательной воды соответствует давлению р_пе:

при р_пе< 3 Мпаt_{п в} = 100⁰С

при р_пе= 3÷6 Мпаt_{п в} = 145⁰С

при р_пе= 9÷11 Мпаt_{п в} = 215⁰С

Удельные энтальпии пара и воды определяются из таблиц теплофизических свойств воды и пара табл. П9, П10, П11).

Расчеты выполняются в табличной форме [1,2] с определением расчетного расхода топлива.