Тепловой баланс котла

 

Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником [2].

При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты.

Определяем потерю теплоты с уходящими газами q₂, %

 

       (17)

 

где H_ух – энтальпия уходящих газов, кДж/м³;

H⁰_х.в – энтальпия теоретического объёма холодного воздуха, определяем при t_в = 30⁰С, кДж/м³;

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

q₄ – потеря теплоты от механической неполноты горения, %; для природного газа q₄ =0;

Q^р_р – располагаемая теплота топлива, кДж/м³.

Энтальпия теоретического объема холодного воздуха H⁰_хв, кДж/м³, при температуре 30⁰С

 

H⁰_хв =39,8 V⁰                       (18)

H⁰_хв= 39,8 * 10,03 = 399,2

 

Определяем располагаемую теплоту Q^р_р, кДж/м³, для газообразного топлива

 

Q^р_р = Q^с_н                               (19)

где Q^с_н – низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м³

 

Q^р_р=38380

 

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива q₃, %, обусловлена появлением в уходящих газах горючих газов СО, Н₂, СН₄. По таблице 4.4 [2] q₃=0,5.

Потеря теплоты от механической неполноты горения топлива q₄, %, наблюдается только при сжигании твердого топлива и обусловлена наличием в очаговых остатках твердых горючих частиц. Для газа q₄ = 0 %.

Потеря теплоты от наружного охлаждения q₅, %, обусловлена передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему более низкую температуру и для парового котла определяется по формуле

 

q₅= q_5ном (D_ном / D)                (20)

 

где q_5ном – потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке парового котла, %; принимаем по таблице 4.5 [2] q_5ном =2,3;

D_ном – номинальная нагрузка парового котла, т/ч;

D – расчетная нагрузка парового котла, т/ч.

 

q₅=2,3* 6,5/6,5 =2,3

 

Определяем КПД брутто η_бр, %, парового котла из уравнения обратного теплового баланса

 

η_бр=100-(q₂+q₃+q₄+q₅+q₆).     (21)

При сжигании газообразного топлива уравнение примет вид

 

η_бр =100–(q₂+ q₃ +q₅)                  

η_бр =100–(6,2+0,5+2,3)=91,0

 

Определяем полезную мощность Q_пг, кВт, парового котла

 

Q_пг =D_н.п (h_н.п – h_п.в )+ 0,01рD_н.п (h_кип – h_п.в)                   (22)

 

где D_н.п – расход выработанного насыщенного пара 1,8, кг/с;

h_н.п – энтальпия насыщенного пара определяется из ист.4, 2789 кДж/кг;

h_п.в – энтальпия питательной воды ист.4, 820 кДж/кг;

р – непрерывная продувка парового котла, 2,5 %;

h_кип – энтальпия кипящей воды в барабане котла, 826 кДж/кг.

 

Q_пг =1,8 (2789 – 419) + 0,01*2,5*1,8 (826– 419)=4284,3

 

Определяем расход топлива В_пг, м³/с, подаваемого в топку парового котла из уравнения прямого теплового баланса

 

В_пг = (Q_пг / (Q^р_р * η_бр))100        (23)

В_пг = (4284,3/ (38380 * 91,0)) 100 =0,123

 

Определяем расчётный расход топливаВ_р, м³/с

 

В_р =В_пг= 0,123

 

Определяем коэффициент сохранения теплоты φ

           (24)

φ = 1-2,3/(91,0 +2,3) = 0,975