КПД котла и расход топлива

КПД котла (в %) определяется методом обратного баланса

Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемым располагаемым теплом Q_p и суммой полезно использованного тепла q₁(Q₁) и тепловых потерь q₂, q₃, q_4, q₅ и q₆ .

 

1) располагаемое тепло 1 кг (1 м³) топлива: , где

низшая теплота сгорания топлива; - физическая теплота топлива; - тепло внесенное поступающим в котельный агрегат воздухом;

2) потеря теплоты с уходящими газами q₂ % зависит от выбранной t⁰С газов, покидающих паровой котел (уходящих газов), избытка воздуха и определяется по формуле:

,

где H_ух - энтальпия уходящих газов; Н_х.в - энтальпия поступающего в котел холодного воздуха, обычно принимают t _х.в=20-30 ⁰С;

3) потерю теплоты из-за химического недожога q₃ % учитывают только при сжигании газообразного и жидкого топлива и принимают в количестве 0,1-0,5%; причем меньшие значения (0,1-0,2%) – для современных топок большой тепловой мощностью (при кг/сек) и значения 0,4-0,5% при сжигании смеси заметно разной теплоты сгорания;

4) потеря теплоты с механическим недожогом q₄ % характерна для твердых топлив и принимают:

а) антрацит – 4-6%; б) полуантрацит - 3-4%; в) каменные угли – 1-1,5%; г) бурые угли – 0,5-1%;

5) потеря теплоты от наружного охлаждения или в окружающую среду q₅ % в котлах большой тепловой мощности небольшая (менее 0,5%) и уменьшается с ростом единичной мощности котла Fe значение при номинальной нагрузке определяем из следующих зависимостей:

при паропроизводительности котла кг/сек ( т/час)

 

при кг/сек принимаются q₅ = 0,2%;

6) Потеря теплоты с физическим теплом шлака q₆ % обязательно учитывается при жидком шлакоудалении, а при твердом только в случаях когда (при сильнозольных топлив)

,

где t⁰С жидкого шлака + 100 ⁰С, а теплоемкость шлака С_шл = 1,1+0,2 ( t_шл -1300)/400 при t⁰С от 1300-1700 ⁰С. При отсутствии данных о t⁰ жидкоплавного состояния t₃ шлака, принимают t_шл = 1500 ⁰С, а энтальпию шлака (Сt)_шл = 1800 кДж/кг

принимают в зависимости от вида топки

а) открытая с твердым шлакоудалением

a_шл - 0,05

б) открытая с жидким шлакоудалением

a_шл - 0,15-0,2

 

в) топка с перижимом и жидким шлакоудалением

a_шл - 0,20-0,35

 

Потеря тепла на охлаждение не включенных в циркуляционную схему котла панелей и балок топки:

Полное количество тепла, использованное в котле:

,

где - количество выработанного пара (производительность парового котла),

- энтальпия перегретого пара,

- энтальпия питательной воды,

- количество насыщенного пара, отданного до перегревателя

от

- энтальпия воды НП по давлению в барабане котла. Зная объем топочной камеры и ее высоту определяем, Н_охл

КПД котла % определяем по формуле:

, где q % все тепловые потери котла.

Расход топлива, подаваемого в топочную камеру парового котла, определяется из баланса между полезным тепловыделением при горении топлива и тепловосприятием рабочей среды в паровом котле:

,

где D_ПЕ - расчетная паропроизводительность котла кг/с (т/час);

Н_ПП – энтальпия перегретого пара;

Н_ПВ – энтальпия питательной воды;

Н_КИП – энтальпия воды на линии насыщения при давлении в барабане котла;

Д_ПР – расход продувочной воды из котла

- относительная величина непрерывной продувки котла, принимается ≈1,5-2%.