Тепловой баланс парогенератора или водогрейного котла

Тепловой баланс парогенератора или водогрейного котла составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива или на 1 м³ газообразного топлива для установившегося режима работы агрегата

Q^Р_Р = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆ кДж/кг (кДж/м³)

Или

q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ = 100%,

где Q^Р_Р – располагаемое тепло топлива кДж/кг (кДж/м³)

Q₁ - полезно использованное тепло, пошедшее на получение пара

или горячей воды, кДж/кг (кДж/м³)

Q₂ – потери тепла с уходящими дымовыми газами, кДж/кг (кДж/м³)

Q₃– потери тепла от химической неполноты сгорания топлива, кДж/кг (кДж/м³)

Q₄ – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, кДж/кг

Q₅ – потери тепла в окружающую среду, кДж/кг (кДж/м³)

Q₆ – потери тепла с физическим теплом шлаков, удаленных из топки, кДж/кг

При сжигании жидкого и газообразного топлива потери тепла Q₄ и Q₆ отсутствуют.

В курсовом проекте принять:

а) для твердого и жидкого топлива Q^Р_Р = Q^Р_Н, кДж/кг

б) для газообразного топлива Q^Р_Р = Q^С_Н, кДж/м³

Определяется потеря тепла с уходящими газами:

Где I _ух – энтальпия уходящих газов – определяется по I – θ диаграмме при температуре уходящих газов θ _ух и α _ух ;

θ _ух – определяется по табл.1.1 (см Приложение)

I⁰ _хв – энтальпия холодного воздуха I⁰ _хв = V^о_в (Сθ) _хв

Температура холодного воздуха θ _хв принять 30⁰С, соответственно, энтальпия 1 м³ холодного воздуха составляет: (Сθ) _хв = 39,8 кДж/м³

α _ух – коэффициент избытка воздуха на выходе из котлоагрегата,

q₃, q₄ – определяются по таблице 4.1-4.4 (Л-1)

q₅ – определяется по таблице 4.5-4.6 (Л-1)

Потери q₆ определяются по формуле

где а_шл – доля золы топлива в шлаке, принимается равной а_шл = 1 – а_ун;

(Сθ) _шл – энтальпия шлаков.

Энтальпия шлаков при сухом шлакоудалении принимается t = 600⁰С и

(Сθ) _шл = 560 кДж/кг.

В случае жидкого шлакоудаления определяется плавкостью шлака и принимается в расчетах t^ж_шл = t_з + 100⁰С

При камерном сжигании топлив (твердых) в топках с жидким шлакоудалением

q₆ учитывается только при

Суммарная потеря тепла в парогенераторе: ∑ q = q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ (%)

Коэффициент полезного действия парогенератора (q₁) брутто:

η^бр_к.а. = 100 - ∑ q (%)

η^бр_к.а – дает оценку превращения химической энергии топлива в тепло пара или горячей воды.

Определяется количество тепла, полезно отданного в котлоагрегата или водогрейном котле:

где h_п.п – энтальпия перегретого пара кДж/кг, определяется по температуре и давлению из табл. 3.2 (Л-3)

h_п.в – энтальпия питательной воды кДж/кг, h_п.в = t_п.в · c_п.в, c_п.в = 4,19 кДж/ кг · град

Р – процент продувки, %

h_кв – энтальпия котловой воды в барабане котла, кДж/кг – определяется по давлению: Л-4

D – Паропроизводительность, кг/с – из данных

Q_вк = G_в(h_г.в. - h_х..в), кВт,

где G_в – расход воды через водогрейный котел, кг/с

h_г.в., h_х..в – энтальпия горячей и холодной воды (на выходе и входе в водогрейный котел, кДж/ кг). Определение расчетного расхода топлива является основной целью составления теплового баланса.

Действительный расход топлива, подаваемого в топку парового или водогрейного котла, определяется из уравнения прямого теплового баланса:

Расчетный расход топлива: для твердого топлива В_р = В_п.г. (1 - q₄ : 100), кг/сек

Для газа и мазута В_р = В_п.г.

Коэффициент сохранения теплоты: φ = 1 - q₅ : 100