Тепловой баланс это равенство между поступившим в котел теплом и израсходованным полезно и на покрытие потерь.
Баланс составляется для установившегося режима котла на 1 кг. твердого или жидкого топлива или на 1 м3 газообразного топлива.

| – располагаемая теплота топлива | Q 4 | – механический недожог |
| Q 1 | – полезно использованная теплота | Q 5 | – потери в окружающую среду |
| Q 2 | – потеря с уходящими газами | Q 6 | – потери тепла со шлаком и на охлаждение деталей котла |
| Q 3 | – хим. недожог | (если охлаждающая среда не включена в схему циркуляции котла). |
1)
, 
| – низшая теплота сгорания топлива | Qф | – теплота от форсуночного пара |
| Qв.вн | – теплота воздуха подогретого вне котла отборным парам или сетевой водой | Qk | – теплота, затраченная на разложение карбонатов сланцев |
| Q тл | – физическая теплота топлива |
2) 
– коэффициент избытка воздуха на входе в воздухоподогреватель (ВЗП),
– теоретически необходимое количество воздуха для сжигания единицы топлива
,
В – расход топлива в котле кг/с,
– температура воздуха на выходе из калорифера ВЗП
– температура забираемого холодного воздуха.
3)
– физическая теплота топлива (мазут, уголь влажный); С тл – теплоемкость топлива, t тл – температура топлива (мазута, угля влажного).
4)
, где d – удельный расход пара на распыл
; i – энтальпия поступающего на распыл пара; 2,26
- энтальпия пара при температуре уходящих газов
– полезно использованная теплота
D – производительность парового котла,
i – энтальпии перегретого пара и питательной воды,
Gпр – расход продувочной воды,
В – расход топлива.
- потери с уходящими газами.

Для снижения температуры уходящих газов в области низких температур требуется увеличить поверхность больше чем в области высоких температур. При уменьшении температуры уходящих газов падает температурный напор Δ t, а количество отбираемого тепла от газов при этом должно увеличиваться, поэтому поверхность возрастает
, а следовательно растут затраты на поверхность. С увеличением температуры уходящих газов возрастает КПД и уменьшается расход топлива в котле, а следовательно и затраты на топливо.

Определение КПД по обратному балансу:

Определение КПД по прямому балансу:







