Расчет теплового баланса котла

Расчет теплового баланса парового котла (стр. 1 из

Введение

Положительные результаты работы топливно-энергетического комплекса являются основой эффективности экономики любой страны. Причём эти результаты во многом зависят от работы, проводимой в области энергосбережения. В нашей стране задачей повышения эффективности работы энергетической отрасли народного хозяйства придаётся большое значение.

На примере работы минских тепловых электростанций приводим примеры топливоиспользования и системы оценки работы ТЭЦ.

Приоритетными направлениями повышения эффективности работы энергетической отрасли являются:

– увеличение комбинированной выработки энергии на теплоэлектростанциях;

– внедрение во всех сферах новых, более совершенных энергосберегающих мероприятий и технологий;

– повышение эффективности использования топлива, в первую очередь газа;

– использование местных видов энергоресурсов;

– увеличение использования возобновляемых энергоресурсов.

Получение электрической и тепловой энергии напрямую обусловлено сжиганием органического топлива, а эффективность работы энергетической отрасли неразрывно связана с показателями топливо использования.

Чем они лучше, тем ниже себестоимость электроэнергии и тепла, а рентабельность топливно-энергетического комплекса, соответственно, выше.

В совокупности это позволяет не только поддерживать основные средства производства в подлежащем техническом состоянии, но и осуществить модернизацию объектов, а также на системном уровне выполнять мероприятия по энергосбережению.

Как известно, основными показателями, которые характеризуют эффективность использования топлива, является удельный расход условного топлива на производство единицы электроэнергии и тепла. Существенное влияние оказывают на них следующие факторы:

– реально сложившееся фактическое потребление электроэнергии и тепла разными группами потребителей, то есть структура энергопотребления;

– техническое состояние оборудования, особенно отработавшего свой ресурс;

– возможности и технические характеристики схем передачи, и распределение энергии, то есть внутренние потери;

– оптимальный выбор состава работающего оборудования и распределение нагрузок.

Ряд перечислений можно расширить, но ясно одно: показатели эффективности топливоиспользования могут носить как объективный, так и субъективный характер.

Оптимальное распределение нагрузок работающего оборудования – задача весьма сложная, требует применения методов математического динамического программирования и решается только при помощи вычислительной техники.

На Минской ТЭЦ-3 удельный расход условного топлива на производство электроэнергии удалось снизить с 208,3 г условного топлива на один киловатт-час до 187,2.

На многих электростанциях такие внешние фактора, как снижение теплофикационной выработки, загрузка оборудования ТЭЦ в конденсационном режиме не позволяют достигать существенного улучшения показателей топливо использования.

1 Принципиальное устройство котла

Паровой котел ДЕ-6,5-14ГМ предназначен для выработки насыщенного пара, используемого для технологических нужд предприятий, на теплоснабжение систем отопления, вентиляции и систем горячего водоснабжения.

Котел двухбарабанный водотрубный выполнен по конструктивной схеме «Д», характерной особенностью которой является боковое расположение конвективной части котла относительно топочной камеры.

Основными составными частями котла являются верхний и нижний барабаны, конвективный пучок и образующие топочную камеру левый топочный экран (газоплотная перегородка), правый топочный экран, трубы экранирования фронтовой стенки топки и задний экран.

Внутренний диаметр верхнего и нижнего барабанов равен 1000мм. Длина цилиндрической части барабана увеличивается с повышением паропроизводительности котлов. Барабаны изготавливаются из стали 16ГС ГОСТ 5520—79, и имеют толщину стенки 13 мм. Для доступа внутрь барабанов в переднем и заднем днищах барабанов имеются лазы.

Конвективный пучок образован коридорно-расположенными вертикальными трубами диаметром 51х2,5мм, присоединенными к верхнему и нижнему барабанам. Длина конвективного пучка по всей длине цилиндрической части барабана. Ширина конвективного пучка составляет 890мм. Шаг труб конвективного пучка вдоль барабанов 90мм. Поперечный – 110мм.

В конвективном пучке котла для поддержания необходимого уровня скоростей газов устанавливается продольная ступенчатая стальная перегородка. Конвективный пучок от топочной камеры отделен газоплотной перегородкой (левым топочным экраном), в задней части которой имеется окно для входа газов в пучок.

Трубы газоплотной перегородки, правого бокового экрана образуют под и потолок топочной камеры, и трубы экранирования фронтовой стенки вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны.

Средняя высота топочной камеры составляет 2400мм, ширина–1790мм. Глубина топочной камеры увеличивается с повышением паропроизводительности. Трубы правого топочного экрана диаметр 51х2,5мм устанавливаются с продольным шагом 55мм; на вводе в барабаны трубы разводятся в два ряда отверстий.

Экранирование фронтовой стенки выполняется из труб диаметром 51х2,5мм. Основная часть труб конвективного пучка и правого топочного экрана, а также трубы экранирования фронтовой стенки топки присоединяются к барабанам вальцовкой.

Трубы газоплотной перегородки, а также часть труб правого топочного экрана и наружного ряда конвективного пучка привариваются к барабанам электросваркой.

Опускным звеном циркуляционного контура являются последние по ходу газов наименее обогреваемые ряды труб конвективного пучка. В нижнем барабане размещается устройство для парового прогрева воды в барабане при растопке и патрубки для спуска воды.

В качестве первичных сепарационных устройств используются установленные в верхнем барабане направляющие щиты и козырьки, обеспечивающие выдачу пароводяной смеси на уровень воды. В качестве вторичных сепарационных устройств применяются дырчатый лист и жалюзийный сепаратор.

На котле ДЕ-6,5-14ГМ предусмотрена непрерывная продувка из нижнего барабана и периодическая из нижнего коллектора заднего экрана. На котле выход дымовых газов осуществляется через окно, расположенное на задней стенке котла.

Котел оборудован стационарным обдувочным аппаратом для очистки наружной поверхности труб конвективного пучка от отложений. Обдувочный аппарат имеет трубу с соплами, которую необходимо вращать при проведении обдувки.

Наружная часть обдувочного аппарата крепится к обшивке левой конвективной стенки котла, а конец обдувочной трубы поддерживается при помощи втулки, приваренной к трубе пучка. Вращение обдувочной трубы производится вручную при помощи маховика и цепи. Для обдувки используется пар давлением не менее 0,7МПа.

Для удаления отложений из конвективного пучка устанавливаются лючки на левой стенке котла.

У всех котлов на фронте топочной камеры имеется лаз в топку, расположенный ниже горелочного устройства, и три лючка-гляделки: два на правой боковой и один на задней стенках топочной камеры. На котле ДЕ-6,5-14ГМ взрывной клапан расположен на фронте топочной камеры над горелочным устройством.

Обмуровка фронтовой стенки выполняется из огнеупорного шамотного кирпича и изоляционных плит. Нагрузку от элементов котла воспринимает опорная рама. Для установки нижнего барабана в конструкции опорной рамы предусмотрены поперечные балки.

Нижний барабан на фронте котла закрепляется неподвижно посредством приварки барабана к подушке поперечной балки опорной рамы и неподвижными опорами. Каркас и обшивка со стороны фронта котла крепятся к нижнему барабану неподвижно. Тепловое расширение барабана предусмотрено в сторону заднего днища.

На заднем днище нижнего барабана устанавливается репер для контроля за перемещением барабана.

Для сжигания топочного мазута и природного газа устанавливаются газомазутные горелки ГМ-4,5.

Котел ДЕ комплектуется двумя пружинными предохранительными клапанами, один из которых является контрольным. На котле ДЕ-6,5-14ГМ оба клапана установлены на верхнем барабане котла, один из них контрольный, срабатывающий при повышении давления более чем на 10%.

На всех элементах и трубопроводах котельного агрегата и его вспомогательных устройствах, заполняемых устройствах, заполняемых рабочим телом и находящихся под давлением, устанавливается соответствующая арматура.

К арматуре относят устройства и приборы для управления работой элементов и частей котельных установки, находящейся под давлением, для включения, регулирования и отключения трубопроводов воды, пара или предохраняющие от превышения давления, а также контрольные приборы котлоагрегата (водоуказательные стекла для наблюдения за уровнем воды в барабане).

На ДЕ 6,5-14 устанавливается арматура: главная паровая задвижка; вентиль воздушник; вентиль отбора пара на собственные нужды; задвижки на питательных трубопроводах; два предохранительных клапана- пружинные; два водомерных стекла; манометр; вентили для непрерывной продувки; вентили для периодической продувке.

Для контроля уровня воды в паровом котле применяют водоуказательные приборы. Паровой котел ДЕ должен иметь не менее двух водоуказателей. Чаще всего используют водоуказатель с плоскими стеклами «клингер», вставленными на прокладке в рамку. Плоские стекла имеют сложное устройство, но удобны и безопасны в работе.

Они лопаются редко, оставаясь при этом в металлической рамке и не разлетаясь на куски, вследствие чего для этих стекал, не нужны ограждения. На внутренней сторон стекла имеются продольные риски, благодаря которым вода в стекле кажется темной, а пар – светлым, т.е.

создается отчетливая граница между темной полосой пара над ней.

Котел ДЕ должен быть снабжен двумя независимыми предохранительными клапанами, которые устраивают так, чтобы давление пара в котле не могло превышать допускаемое рабочее. Предохранительные клапаны выпускают излишний пар при через в мерном повышении давлении, т.е. когда стрелка манометра переходит за красную черту.

Источник: http://MirZnanii.com/a/321841/raschet-teplovogo-balansa-parovogo-kotla

Расчет теплового баланса котла

В котлах, как и других отопительных установках, используется не все тепло, которое выделяется при сгорании топлива.

Довольно большая часть тепла уходит вместе с продуктами горения в атмосферу, часть теряется через корпус котла и небольшая часть теряется из-за химического или механического недожога.

Под механическим недожогом понимаются потери тепла из-за провала или уноса зольных элементов с несгоревшими частицами.

Схема основных источников теплопотерь.

В качестве эталонной величины прихода тепла принимают ту величину, которая могла выделиться при низшей теплоте сгорания всего топлива.

Если в котле используется твердое или жидкое топливо, то тепловой баланс составляют в килоджоулях относительно каждого килограмма израсходованного топлива, а при использовании газа — относительно каждого кубического метра. И в том, и в другом случае тепловой баланс может быть выражен в процентном отношении. Уравнение теплового баланса

Уравнение теплового баланса котла при сжигании газа можно выразить следующей формулой:

Параметры оптимальной нагрузки обеспечивают высокую производительность отопительной системы.

QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6;
где QT — общее количество термического тепла, которое поступило в топку котла;
Q1 — полезное тепло, которое используется для нагрева теплоносителя или получения пара;
Q2 — потери тепла, которое уходит вместе с продуктами горения в атмосферу;
Q3 — потери тепла, связанные с неполным химическим сгоранием;
Q4 — потери тепла из-за механического недожога;
Q5 — потери тепла через стенки котла и труб;
Q6 — потери тепла из-за удаления золы и шлака из топки.

Как видно из уравнения теплового баланса, при сжигании газообразного или жидкого топлива отсутствуют величины Q4 и Q6, которые характерны только для твердого топлива.

Если же тепловой баланс выразить в процентах от общей теплоты (QT=100%), то данное уравнение принимает вид:

Если разделить каждый член уравнения теплового баланса из левой и правой части на QT и умножить его на 100, то получится тепловой баланс в процентах от общего поступившего количества тепла:

q1=Q1*100/QT;
q2=Q2*100/QT и так далее.

Если в котле использовано жидкое или газообразное топливо, то потери q4 и q6 отсутствуют, уравнение теплового баланса котла в процентах принимает вид:

Следует рассмотреть каждый вид тепла и уравнения подробнее.

Тепло, которое было использовано по назначению (q1)

Схема принципа работы стационарного теплогенератора.

Теплом, которое используется для прямого назначения, считается то, которое тратится на нагрев теплоносителя, либо получение пара с заданным давлением и температурой, которая считается от температуры поступившей в экономайзер котла воды. Наличие экономайзера значительно увеличивает величину полезного тепла, так как позволяет в большей степени использовать тепло, которое содержится в продуктах горения.

При работе котла увеличивается упругость и давление пара внутри него. От этого процесса зависит и температура кипения воды.

Если в обычных условиях температура кипения воды равна 100°С, то при повышении давления пара этот показатель увеличивается.

При этом пар, который находится в одном котле вместе с кипящей водой, называют насыщенным, а температура кипения воды при данном давлении насыщенного пара называется температурой насыщения.

Если же в паре отсутствуют капельки воды, то он называется сухим насыщенным паром. Массовая доля сухого насыщенного пара во влажном паре составляет степень сухости пара, выраженную в процентах. В паровых котлах влажность пара колеблется от 0 до 0,1%. Если же влажность превышает данные показатели, котел работает не в оптимальном режиме.

Полезное тепло, которое расходуется на нагрев 1 л воды от нулевой температуры до температуры кипения при постоянном давлении, называется энтальпией жидкости. Тепло, расходуемое на перевод 1 л кипящей жидкости в парообразное состояние, называется скрытой теплотой парообразования. Сумма этих двух показателей составляет общее теплосодержание насыщенного пара.

Потери тепла с продуктами горения, уходящими в атмосферу (q2)
Данный тип потерь в процентном отношении показывает разность энтальпии уходящих газов и холодного воздуха, поступающего в котел. Формулы определения этих потерь отличаются при использовании разных типов топливных веществ.

Сжигание мазута приводит к потерям тепла из-за химического недожога.

При использовании твердого топлива потери q2 составляют:

q2=(Iг-αг*Iв)(100-q4)/QT;
где Iг — энтальпия уходящих в атмосферу газов (кДж/кг), αг — коэффициент избытка воздуха, Iв — энтальпия воздуха, необходимого для горения, при температуре его поступления в котел (кДж/кг).

Показатель q4 вводится в формулу потому, что должно учитываться тепло, выделяемое при физическом сжигании 1 кг топлива, а не для 1 кг топлива, поступившего в топку.

При использовании газообразного или жидкого топлива эта же формула имеет вид:

q2=(( Iг-αг*Iв)/QT)*100%.

Потери тепла с уходящими газами зависят от состояния самого отопительного котла и режима работы. К примеру, при ручной загрузке топлива в топку потери тепла этого типа значительно увеличиваются из-за периодического притока свежего воздуха.

Потери тепловой энергии с уходящими в атмосферу дымовыми газами увеличиваются при увеличении их температуры и количества расходуемого воздуха. К примеру, температура уходящих в атмосферу газов при отсутствии экономайзера и воздухоподогревателя составляет 250-350°С, а при их присутствии — всего 120-160°С, что в несколько раз повышает величину полезно используемого тепла.

Схема обвязки котла.

С другой стороны, недостаточная температура уходящих продуктов горения может привести к образованию конденсата водяных паров на поверхностях нагрева, что также влияет на образование ледяных наростов на дымовых трубах в зимнее время.

Количество расходуемого воздуха зависит от типа горелки и режима работы. Если оно увеличено по сравнению с оптимальным значением, то это приводит к высокому содержанию воздуха в уходящих газах, который дополнительно уносит часть тепла.

Это неизбежный процесс, который нельзя прекратить, но можно довести до минимальных значений.

В современных реалиях коэффициент расхода воздуха не должен превышать 1,08 для горелок с полной инжекцией, 0,6 — для горелок с неполной инжекцией воздуха, 1,1 — для горелок с принудительной подачей и смешением воздуха и 1,15 — для диффузионных горелок с внешним смешением.

К увеличению потерь тепла с уходящим воздухом приводит наличие дополнительных подсосов воздуха в топке и трубах котла. Поддержание расхода воздуха на оптимальном уровне позволяет снизить величину q2 до минимума.

Чтобы минимизировать значение q2, необходимо своевременно чистить внешнюю и внутреннюю поверхность котла, следить за отсутствием накипи, которая снижает передачу тепла от сжигаемого топлива к теплоносителю, соблюдать требования к воде, используемой в котле, следить за отсутствием повреждений в котле и соединениях труб, чтобы не допустить притока воздуха. Использование дополнительных электрических поверхностей нагрева в газовом тракте расходует электроэнергию. Однако экономия от оптимального расхода топлива будет гораздо выше стоимости потребляемой электроэнергии.

Потери тепла от химического недожога топлива (q3)

Данный вид схемы обеспечивает защиту системы отопления от перегрева.

Главным показателем неполного химического сгорания топлива является наличие в отработанных газах окиси углерода (при использовании твердого топлива) или окиси углерода и метана (при сжигании газообразного топлива). Потери тепла от химического недожога равны тому теплу, которое могло бы выделиться при сжигании этих остатков.

Неполное сгорание топлива зависит от недостатка воздуха, плохого смесеобразования топлива с воздухом, снижения температуры внутри котла или при соприкосновении пламени горящего топлива со стенками котла. Однако излишнее повышение количества поступающего кислорода не только не гарантирует полное сжигание топлива, но может нарушить работу котла.

Оптимальное содержание окиси углерода на выходе из топки при температуре 1400°С должно составлять не более 0,05% (в пересчете на сухие газы). При таких значения теплопотери от недожога составят от 3 до 7% в зависимости от топлива. Недостаток кислорода может довести это значение до 25%.

Но необходимо добиваться таких условий, чтобы химический недожог топлива отсутствовал. Необходимо обеспечивать оптимальное поступление воздуха в топку, поддерживать постоянную температуру внутри котла, добиться тщательного перемешивания топливной смеси с воздухом.

Наиболее экономичная работа котла достигается при содержании углекислого газа в продуктах горения, уходящих в атмосферу, на уровне 13-15% в зависимости от вида топлива. При избытке поступления воздуха содержание двуокиси углерода в уходящем дыме может снизиться на 3-5%, однако потери тепла при этом увеличатся.

При нормальной работе отопительного оборудования потери q3 равняются 0-0,5% для пылеугольных и 1% для слоевых топок.

Потери тепла от физического недожога (q4)
Данный вид потерь происходит из-за того, что несгоревшие частицы топлива проваливаются через колосники в зольник или уносятся вместе с продуктами горения через трубу в атмосферу. Потеря тепла от физического недожога напрямую зависит от конструкции котла, расположения и формы колосников, силы тяги, состояния топлива и его спекаемости.

Наиболее значительны потери от механического недожога при слоевом сжигании твердого топлива и излишне сильной тяге. В таком случае большое количество мелких несгоревших частиц уносится вместе с дымом.

Особенно хорошо это проявляется при использовании неоднородного топлива, когда в нем чередуются мелкие и крупные куски топлива. Горение каждого слоя получается неоднородным, так как мелкие куски сгорают быстрее и уносятся с дымом.

В образовавшиеся промежутки поступает воздух, который охлаждает большие куски топлива. Они при этом покрываются шлаковой коркой и не выгорают полностью.

Потери тепла при механическом недожоге составляют обычно около 1% для пылеугольных топок и до 7,5% для слоевых топок.

Потери тепла непосредственно через стенки котла (q5)
Данный вид потерь зависит от формы и конструкции котла, толщины и качества обмуровки как котла, так и дымоотводных труб, наличия теплоизолирующего экрана. Кроме того, большое влияние на потери оказывает конструкция самой топки, а также наличие дополнительных поверхностей нагрева и электрических нагревателей в дымовом тракте.

Эти потери тепла увеличиваются при наличии сквозняков в помещении, где стоит отопительное оборудование, а также от количества и длительности открытия топки и лючков системы. Снижение количества потерь зависит от правильной обмуровки котла и наличия экономайзера. Благоприятно на снижении потерь тепла сказывается теплоизоляция труб, по которым отработанные газы выводятся в атмосферу.

Потери тепла из-за удаления золы и шлака (q6)
Данный тип потерь характерен только для твердого топлива в кусковом и пылевидном состоянии. При его недожоге частицы неостывшего топлива проваливаются в зольник, откуда удаляются, унося с собой часть тепла. Эти потери зависят от зольности топлива и системы шлакоудаления.

Тепловой баланс котла — это величина, которая показывает оптимальность и экономичность работы вашего котла. По величине теплового баланса можно определиться с мерами, которые помогут экономить сжигаемое топливо и увеличить эффективность отопительного оборудования.

Источник: https://1poteply.ru/kotly/teplovoj-balans.html

Расчет теплового баланса котла

Всем известно, что отопительные установки используют не все тепло, которое выделяется при сгорании топлива. Потери тепла происходят сразу в несколько направлениях. Одна часть тепла уходит в окружающую среду, другая теряется через корпус котла, а третья (совсем небольшая) пропадает из-за химического или механического недожога.

Такой недожог включает в себя потерю тепла из-за провала или уноса зольных элементов с несгоревшими частицами (та зола, которую мы с вами выгребаем из котла).

Тепловой баланс котла – это распределение тепловой энергии, которую котел делит на полезное тепло и теряемое. Полезное тепло – это та энергия, которая направляется на обогрев помещения.

За основную величину прихода тепла берется та, которая могла выделиться при низшей теплоте сгорания всего используемого в котле топлива.

Если вы применяете твердотопливный котел или котел на жидком топливе, то тепловой баланс вашего котла будет измеряться в килоджоулях на один килограмм потраченного топлива. Если же речь идет о газовом котле, то баланс будет измеряться в кубических метрах. Так же, тепловой баланс всегда можно измерить в процентах.

Уравнение теплового баланса котла при сжигании газа можно выразить следующей формулой:

QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6;

где QT — общее количество термического тепла, которое поступило в топку котла;

Q1 — полезное тепло, которое используется для нагрева теплоносителя или получения пара;

Q2 — потери тепла, которое уходит вместе с продуктами горения в атмосферу;

Q3 — потери тепла, связанные с неполным химическим сгоранием;

Q4 — потери тепла из-за механического недожога;

Q5 — потери тепла через стенки котла и труб;

Q6 — потери тепла из-за удаления золы и шлака из топки.

Из формулы мы видим, что при сжигании газообразного или жидкого топлива отсутствуют такие величины Q4 и Q6, так как они соответствуют только твердому топливу.

Если же вам будет проще тепловой баланс рассматривать в процентах от общей теплоты (QT=100%), то его определение будет осуществляться через следующую формулу:

100=q1+q2+q3+q4+q5+q6.

Если разделить каждый член уравнения теплового баланса из левой и правой части на QT и умножить его на 100, то получится тепловой баланс в процентах от общего поступившего количества тепла:

q1=Q1*100/QT;

q2=Q2*100/QT и т.д.

100=q1+q2+q3+q5.

Теперь, давайте рассмотрим каждый вид тепла и их уравнения поподробнее.

Если тепло используется напрямую для отапливания помещения или нагрева воды с заданным давлением и температурой, которая считается от температуры поступившей в экономайзер котла воды, его называют полезным. Экономайзер способствует увеличению полезного тепла, так как он ориентирован на получение тепла из топлива в большей степени.

В период, когда котел работает, в нем усиливается упругость и давление пара, так же от работы котла зависит и конечная температура воды.

Соответственно, стандартная температура кипения воды равняется 100°С, но, если перевести котел на усиленный режим работы, то температура кипения возрастет.

При этом пар, который в этот момент находится в котле, будет называться насыщенным, а температура кипения у такой воды будет называться температурой насыщения.

Если при образовании пара, в нем не будут присутствовать капли воды, то такой пар принято называть сухим насыщенным паром. Его массовая доля во влажном паре, как правило, составляет от 0 до 0,1%. Если же этот показатель выше, то работа вашего котла осуществляется не в оптимальном режиме.

Энтальпия жидкости – это полезное тепло, расходуемое для нагрева одного литра воды от ее нулевой температуры до стандартной температуры кипения в 100°С при одном и том же давлении.

Скрытая теплота парообразования – это тепловая энергия, которая затрачивается для нагрева одного литра воды и перевода ее в пар. Именно сумма показателя энтальпии жидкости и скрытой теплоты парообразования составляет общее значение теплосодержания насыщенного пара.

Такие потери, если их перевести в процентное отношение, показывают разность энтальпии уходящих газов и холодного воздуха, который поступает в котел.

В зависимости от видов топлива, применяется особая формула, которая позволяет определить степень эти потерь в процентах.

При использовании твердого топлива потери q2 составляют:

q2=(Iг-αг*Iв)(100-q4)/QT;

где Iг — энтальпия уходящих в атмосферу газов (кДж/кг), αг — коэффициент избытка воздуха, Iв — энтальпия воздуха, необходимого для горения, при температуре его поступления в котел (кДж/кг).

Показатель q4 вводится в формулу потому, что должно учитываться тепло, выделяемое при физическом сжигании 1 кг топлива, а не для 1 кг топлива, поступившего в топку.

При использовании газообразного или жидкого топлива эта же формула имеет вид:

q2=(( Iг-αг*Iв)/QT)*100%.

В зависимости от типа вашего котла, а так же от того режима, в котором он работает, зависят потери тепла с уходящими газами. Например, если вы топливо в котел загружаете вручную, то тепла потеряете больше, так как оно будет расходоваться на периодический приток свежего воздуха из окружающей среды (из-за открытия дверцы).

Так же потери тепла в атмосферу, уходящие с дымом, растут, если увеличивается их температура и количество расходуемого воздуха. Однако, здесь важно найти баланс, так как и недостаточная температура уходящих продуктов горения тоже вредна, она может привести к образованию конденсата. А конденсат очень опасен для практически всех типов котлов.

Количество расходуемого воздуха так же зависит и от типа горелки, установленной на вашем котле и от ее режима работы. Соответственно, если у вас горелка работает на повышенном режиме, то и в уходящих газах будет содержаться большее количество воздуха, что так же приведет к частичной потере тепла. К сожалению, такие потери неизбежны, однако, их можно просто минимизировать.

К настоящему времени приняты стандартные коэффициенты расхода воздуха, которые не должны быть выше следующих значений: 1,08 – для горелок с полной инжекцией, 0,6 – для горелок с неполной инжекцией воздуха, 1,1 – для горелок с принудительной подачей и смешением воздуха и 1,15 – для диффузионных горелок с внешним смешением.

Если вы будете поддерживать расход воздуха на оптимальном уровне, то вы приведете его потери к самому минимальному значению. Чтобы это осуществить, необходимо соблюдать следующие условия:

чистить котел (как снаружи, так и внутри);
следить за тем, чтобы не появлялась накипь;
соблюдать требования к той воде, которая заливается непосредственно в котел;
следить за отсутствием повреждений в самом котле и в трубах – это поможет вам минимизировать количество свежего воздуха, который проникнет в систему.

Если в отработанных газах наблюдается присутствие окиси углерода (относится только к твердому топливу) или окиси углерода и метана (относится только к газообразному топливу), это свидетельствует о неполном химическом сгорании топлива в системе.

Причины этого могут быть самые различные: нехватка воздуха, плохое смесеобразование топлива с воздухом, уменьшение температуры либо внутри самого котла, либо при соприкосновении огня со внутренними стенками котла.

Но, излишнее повышение кислорода не даст полной гарантии сжигания топлива и, дополнительно, может даже нарушить правильную работу котла.

Самое хорошее содержание окиси углерода в газах на выходе из топки при t=1400°С должно составлять 0,05%, не выше (в пересчете на сухие газы). При таком показателе теплопотери составят не более 7% (в зависимости от используемого в котле топлива). Потери тепла при нехватке кислорода могут доходить до 25%.

Самым лучшим будет полное отсутствие химического недожога. Этого можно достичь, обеспечив поступление воздуха в топку в нужном количестве, поддерживая температуру внутри котла на постоянной отметке и добиваясь тщательного перемешивания топливной смеси с воздухом.

Работа котла считается самой экономичной, если уровень содержания углекислого газа в продуктах горения, попадающего в атмосферу, находится в пределах 13-15% (в зависимости от типа топлива), не выше.

Если ваша отопительная система работает в нормальном режиме, то потери q3 составят 0-0,5% для пылеугольных и 1% для слоевых топок.

Такая потеря топлива происходит по тому, что его несгоревшие частицы проваливаются через колосники в зольник или уносятся вместе с продуктами горения через трубу в окружающую среду.

Если говорить о физическом недожоге, то его причинами могут служить:

конструкция котла;
место нахождение его колосников, а так же их форма;
уровень силы тяги;
состояние топлива и его спекаемости.

Больший недожог происходит именно из-за слоевого сжигания топлива (именно твердого), а так же очень сильной тяги, так как именно по этим причинам, с дымом уходит большое количество несгоревших частиц.

Особенно хорошо это видно, если вы в своем котле применяете неоднородное топливо, то есть то топливо, в котором чередуются мелкие и крупные куски.

Конечно, горение таких слоев будет проходить неодинаково, мелкие куски будут сгорать намного быстрее крупных и уноситься с дымом. А в образовавшиеся промежутки поступает воздух, который охлаждает еще горячие крупные куски.

Такое топливо в котле покрывается шлаковой коркой и не выгорает полностью.

Потери тепла при механическом недожоге составляют обычно около 1% для пылеугольных топок и до 7,5% для слоевых топок.

Они зависят от используемого котла, конструкции его топки, толщины и качества обмуровки котла и дымоотводных труб, наличия дополнительных поверхностей нагрева и электрических нагревателей в дымовом тракте, а так же наличия теплоизолирующего экрана.

Если в помещении, где установлен котел, присутствуют сквозняки, то уровень потерь через стенки котла резко возрастет. Однако, если у вас обмуровка котла выполнена хорошо, а так же присутствует экономайзер – вы сможете существенно снизить потери тепловой энергии.

Дополнительно, можно выполнить теплоизоляции тех труб, по которым отработанные газы выводятся на улицу.

Такие потери могут быть только у твердотопливных котлов, в которых применяют кусковое или пылевидное топливо.Если у него происходит недожог, то частицы неостывшего топлива просто попадают в зольник, откуда удаляются, унося с собой часть тепловой энергии. Такие потери напрямую зависят от зольности топлива и системы шлакоудаления.

Тепловой баланс котла – это необходимая величина, с помощью которой можно рассчитать оптимальность и экономичность работы вашего котла. По уровню этой величины, всегда можно будет составить список мер, которые помогут вам сэкономить топливо, одновременно с этим увеличив эффективность всех отопительных элементов.

Интересные статьи:

Источник: https://mtk78.ru/page_raschet_teplovogo_balansa_kotla.html

Тепловой расчет котла

При тепловом расчете парогенератора или водогрейного котла тепловой баланс составляется для определения КПД брутто и расчетного расхода топлива.

Расчет производится в следующем порядке:

1. Определяется располагаемая теплота. Тепловой расчет котла для твердого и жидкого топлива (кДж/кг)

Тепловой расчет котла для газообразного топлива (кДж/м3)

где Qнр – низшая теплота сгорания рабочей массы твердого и жидкого топлива, кДж/кг, принимается по данным табл. 2-7, а при отсутствии данных – на основании анализа проб топлива; Qнс – низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м3, принимается по данным табл. 2-8, а при отсутствии данных – на основании анализа проб газа; Qв.

вн – теплота, внесенная в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата отборным паром, отработанным паром пли другим теплоносителем в калорифере, устанавливаемом перед воздухоподогревателем, кДж/кг или кДж/м3; iтл – физическая теплота, внесенная топливом, кДж/кг или кДж/м3; Qф – теплота, вносимая в агрегат при паровом распыливании жидкого топлива, кДж/кг; QK – теплота, затраченная на разложение карбонатов (учитывается только при сжигании сланцев).

В случае предварительного подогрева воздуха в калорифере теплота, внесенная воздухом, кДж/кг или кДж/м3,

где I°вп – энтальпия теоретического объема воздуха при входе в воздухоподогреватель после предварительного подогрева в калорифере; определяется по температуре воздуха после калорифера tвп линейной интерполяцией значений I°в из табл. 3-7; I°хв – энтальпия теоретического объема холодного воздуха при его расчетной температуре.

Энтальпия холодного воздуха подсчитывается по формуле

где (сƟ)в находится по температуре воздуха из табл. 3-4; при обычно принимаемой температуре холодного воздуха tх.n = 30 °С формула (4-17) принимает вид I°х. n = 39,8 /°.

Отношение количества воздуха на входе в котельный агрегат (воздухоподогреватель) к теоретически необходимому, входящее в формулу (4-16),

где ∆αт, ∆αпл, ∆αвп – присос воздуха в топку, систему пылеприготовления и воздухоподогреватель; принимается по данным табл. 3-5 и 5-9.

Физическая теплота топлива, кДж/кг или кДж/м3,

Где tтл – температура топлива, °С (для твердого топлива принимается 20 °С, для мазута в зависимости от его вязкости 90— 130 °С): стл – удельная теплоемкость топлива, кДж/(кг*К).Удельная теплоемкость твердого топлива

Удельная теплоемкость мазута

Здесь Wp – содержание влаги в рабочей массе топлива, %; сстл – удельная теплоемкость сухой массы топлива, кДж/ (кг *К), принимается для бурых углей 1, 1,3; каменных 1,09; углей типов А, ПА, Т — 0,92.

Физическую теплоту топлива следует учитывать при его предварительном подогреве от постороннего источника теплоты (паровой подогрев мазута, паровые сушилки для твердого топлива и т. д.).

Теплота, вносимая в агрегат через форсунку при паровом распыливании жидкого топлива, кДж/кг,

Где iф – энтальпия пара, расходуемого на распыливание топлива, определяется из таблиц для водяного пара по его параметрам, кДж/кг.

Теплота, затраченная на разложение карбонатов, кДж/кг

где k – коэффициент разложения карбонатов (при слоевом сжигании 0,7; при камерном 1,0); (С02)рк – содержание диоксида углерода в карбонатах в рабочей массе, %.

Для промышленных парогенераторов и водогрейных котлов при сжигании твердого топлива можно принимать QPp = = QHp, а при сжигании газа Qpp=QHc. При сжигании мазута QPP = QHP + iтл.

2. Определяется (только при сжигании твердого топлива) потеря теплоты от механической неполноты горения. Значения потери от механической неполноты горения для различных топок и топлив приведены в табл. 5-1 – 5-4.

3.Определяется потеря теплоты с уходящими газами (%)

где Iух – энтальпия уходящих газов, определяется из табл.

3-7 при соответствующих значениях аух и выбранной температуре уходящих газов, кДж/кг или кДж/м3; Iв° – энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при /„ = 30 °С по формуле (4-17); аух коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, определяется по формуле (3-29).

Для определения потери теплоты с уходящими газами необходимо произвести выбор температуры уходящих газов (Iух). Выбор производится на основе технико-экономического расчета по условию оптимального использования топлива и расхода металла на хвостовые поверхности нагрева.

Однако во избежание низкотемпературной коррозии при температурах металла, меньших температуры точки росы, приходится выбирать повышенные температуры уходящих газов по сравнению с экономически выгодной или принимать специальные меры по защите воздухоподогревателя.

Избежать коррозии поверхности нагрева воздухоподогревателя (без специальных мер защиты) можно, если температура его металлической стенки будет примерно на 10 К выше температуры точки росы.

Для парогенераторов производительностью свыше 75 т/ч среднего и высокого давления обычно принимают меньшие температуры уходящих газов, чем для парогенераторов низкого давления. Для парогенераторов низкого давления с хвостовыми поверхностями нагрева температуру уходящих газов рекомендуется принимать не менее следующих значений (°С):

При сжигании сернистых топлив в качестве специальных мер защиты от коррозии может применяться покрытие поверхности нагрева воздухоподогревателя кислотостойкой эмалью, изготовление воздухоподогревателя из неметаллических материалов (керамика, стекло и др.).

4. Определяется потеря теплоты от химической неполноты горения. Значения этих потерь для различных топок и топлив приведены в табл. 5-1 – 5-4.

5. Определяется потеря теплоты от наружного охлаждения (%) по формулам:

где qном и qвк5ном – потери теплоты от наружного охлаждения при номинальной нагрузке парогенератора и водогрейного котла, определяются по табл. 4-1 и 4-2 соответственно; Dном -номинальная нагрузка парогенератора, т/ч; D – расчетная нагрузка парогенератора, т/ч; Nном -номинальная мощность водогрейного котла, МВт; N – расчетная мощность водогрейного котла, МВт.

6.Определяется потеря в виде физической теплоты шлаков и потеря от охлаждения балок и панелей топки, не включенных в циркуляционный контур котла, %,

где αшл =1 – αуп – доля золы в топливе, перешедшей в шлак; αуп принимается из табл. 5-1, 5-2 и 5-4 в зависимости от способа сжигания топлива; (сƟ)зл – энтальпия золы, кДж/кг; определяется из табл.

3-4 для температуры золы (шлака) 600 °С при сухом шлакозолоудалении; Нохл – лучевоспринимающая поверхность балок и панелей, м2 (для панелей в расчет принимается только боковая, обращенная в топку поверхность); Qпг и Qв.

к – полезная мощность парогенератора водогрейного котла (см. ниже).

При камерном сжигании с твердым шлакоудалением q6шл может не учитываться при Аȵ,>2,5Qнр*10-3. Учитывая, что промышленные паровые и водогрейные котлы, оборудованные слоевыми топками, работают на малозольных топливах, потерей теплоты н в этом случае можно пренебречь.

Определяется КПД брутто парогенератора или водогрейного котла (%) из уравнения обратного теплового баланса

8.Определяется полезная мощность парогенератора или водогрейного котла (кВт) по формулам:

где Dпе – расход выработанного перегретого пара, кг/с; Dн.п – расход выработанного насыщенного пара и пара, отданного потребителям помимо пароперегревателя, кг/с; iп.п, iв.в, iн.

п, iкпп – энтальпия перегретого пара, питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, насыщенного пара и кипящей воды в барабане парогенератора, кДж/кг; Dпр – расход продувочной воды, кг/с; Gв – расход воды через водогрейный котел, кг/с; гх.

в, Кв – энтальпии холодной и горячей воды (на входе и выходе водогрейного котла), кДж/кг;

(здесь р – непрерывная продувка парогенератора, %, учитывается только при р≥2 %).

9.Определяется расход топлива (кг/с или м3/с), подаваемого в топку парогенератора или водогрейного котла;

10.При сжигании твердого топлива определяется расчетный расход топлива (кг/с) с учетом потери тепла от механической неполноты горения

Расчетный расход топлива вносится во все формулы, по которым подсчитывается суммарный объем продуктов сгорания и количество теплоты. При подсчете удельных объемов продуктов сгорания (см. табл. 3-6) и энтальпий (табл. 3-7) поправка на потерю теплоты от механической неполноты горения не вносится.

11.Для последующих расчетов определяется коэффициент сохранения теплоты

Так производится тепловой расчет котла.

Источник: http://toplivopodacha.ru/thermal-design-boiler.html

Тепловой баланс котла

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ

5431. Составление теплового баланса котла заключается в установлении равенства между поступившим в котел количеством тепла, называемым располагаемым теплом 250 кг/с

(900 т/ч) принимается qb =0,2 %.

При нагрузках, отличающихся от номинальном более чем на 25 %, величина з* пересчитывается по формуле

Оi=оI5-1»)

Потеря тепла от наружного охлаждения системы пылепри- готовления невелика; она в значительной мере компенсируется теплом, выделяющимся при работе мельниц, и поэтому не учитывается.

Разбивка потери тепла от наружного охлаждения котла по отдельным газоходам практически не сказывается на результатах расчета.

Доли этой потери, приходящиеся на отдельные газоходы, для упрощения принимаются пропорциональными количеству тепла, отдаваемого газами в соответствующих газоходах.

Поэтому при определении количества тепла, отданного газами, потери от наружного охлаждения учитываются введением коэффициента сохранения тепла

Ф = 1–

Л*

5- 10. Потеря с теплом шлака вводится в расчет для всех твердых топлив при камерном

Камерном сжигании с твердым

Сжигании с жидким шпакоудалением и

Шпакоудалением цщ может не учитываться при А' < Потеря тепла определяется по формуле

?«».- g, Q„Находится по табл. XVIII, XIX и XXI.

(сЭ),* * энтальпия шлака, кДж/кг, определяется по табл. XIV.

Температура золы (шлака) принимается равной: при твердом шлакоудапении • 600 °С, при жидком шлакоудапении-температуре начала нормального жидкого шлакоудаления (табл. II). при отсутствии данных – температуре жидкоплавкого состояния золы 1С. увеличенной на 100 “С.

При слоевом сжигании сланцев в (5-12) вместо АН подставляется выражение Yjf +0ДСО2)^. %. Содержание диоксида карбонатов приведено в табл. I (второе слагаемое

;»графе А1). При камерном сжигании сланцев поправка на содержание диоксида карбонатов

Величину А' не вводится.

5- 11- Потерн тепла на охлаждение не включенных в циркуляционную схему котла панелей и балок топки'при отсутствии специальных указаний определяется по формуле

Qboxn _ „

*•'- 9боХл = —Joo. %

“кли приближенно

НВ1П '

J-ь С X fl

Г =д 100. %.– (5-13J

І где Наш – лучевоспринимающая поверхность балок-и панелей, мг. Для панелей принимается в расчет боковая поверхность, обращенная в топку;

Си ” Полное количество тепла, полезно использованное в котле. кВт, находится по п. 5-13.

5- 12. Суммарная потеря тепла в котле

X? = Яі + Яъ + q* + Яь + Яьохг + 4бш„ • % • * (5-14)

Коэффициент полезного действия котла (брутто)

Лк =Ю0-]Г в дальнейшем во все формулы для определения объемов и количеств тепла подставляется величина Вр. В величины удельных объемов газов и воздуха и их энтальпий поправка на, механическую неполноту сгорания не вносится.

I Для регулирования температуры пара и пара промперегрева в котлах применяются следующие теплообменные устройства- Впрыскивающие пароохладители с впрыском питательной воды или «собственного» конденсата, получаемого в конденсаторах впрыска, паропаровые теплообменники, поверхностные …

Настоящие рекомендации распространяются на топочные усгройства и поверхности нагрева стационарных котлов. Они базируются на широком опыте проектирования, исследования и эксплуатации котлов на разных топливах. Отступления от них допускаются, но должны …

1. Ниже приведены основные сокращения, принятые для индексов, и основные условные обозначения, использованные в тексте. Так как эти условные обозначения и сокращения не могут охватить все встречающиеся случаи, даны общие …

Источник: https://msd.com.ua/teplovoj-raschet-kotlov/teplovoj-balans-kotla-2/

Пример расчета теплового баланса котла

Используемое топливо (каменный уголь) имеет по заданию низшую теплоту сгоранияМДж/кг. Принимаем, что.

Из таблицы 5 для каменного угля, сжигаемого в слоевой топке, находим потери от химической неполноты сгорания q3 = 1,0 % и потери от механической неполноты сгорания q4 = 6,0 %. Температура холодного воздуха tхв = tхво= 25 °С.

Энтальпия теоретически необходимого объема холодного воздуха

кДж/кг.

Составление теплового баланса котлоагрегата выполним отдельно для двух вариантов конструкции.

7.2.1. Вариант “С” – с установкой экономайзера

Потери теплоты с уходящими газами

кДж/кг;

Из таблицы 6 для котлоагрегата КЕ-10-23 находим% и вычисляем КПД “брутто” котла с экономайзером

Из расчета тепловой схемы котельной находим

кг/с;кДж/кг;

кДж/кг;кДж/кг;%.

Расход топлива, подаваемого в топку

кг/с.

Расчетный расход твердого топлива с учетом неполноты его сгорания

кг/с.

7.2.2. Вариант “Б” – без установки экономайзера

Потери теплоты с уходящими газами

кДж/кг;

Так как экономайзер в котлах располагается в виде отдельного агрегата, то его отсутствие уменьшает тепловые потери в окружающую среду. Из таблицы 6 находим% и затем вычисляем КПД котла “брутто”

Расход топлива, подаваемого в топку, изменится только за счет изменения КПД котла. Поэтому

кг/с.

Расчетный расход топлива с учетом неполноты его сгорания

кг/с.

Расчет годового расхода и экономии топлива

Общие положения

Для сравнения экономичности котлоагрегатов различной компоновки необходимо определить годовой расход топлива в одном котельном агрегате при номинальной нагрузке. Учитывая, что график расхода теплоты (свежего пара) для упрощения расчетов не задан, можно принять

где Dгод – годовой расход пара, вырабатываемого одним котлом, кг/год;

6600 – условное число часов работы одного котла при номинальной нагрузке в течение года, ч/год;

3600 – число секунд в одном часе, с/ч.

Возрастание удельной энтальпии рабочей среды в котлоагрегате равнои не зависит от установки экономайзера или его площади.

Годовой расход теплоты в котлоагрегате

, ГДж/год.

Годовой расход топлива для котлоагрегата

, кг/год.

В общем случае применение экономайзера приводит к увеличениюи, следовательно, к снижению затрат топлива. Годовая экономия топлива может быть условно определена при сравнении годового расхода топлива варианта котлоагрегата без экономайзера и варианта с экономайзером.

Источник: https://studlib.info/tehnologii/969255-primer-rascheta-teplovogo-balansa-kotla/

открытая библиотека учебной информации

Эффективность работы и основы теплового расчета котла.

В паровом котле при сжигании органического топлива образуются высокотемпературные продукты сгорания, обладающие большой тепловой энергией.

Значительная часть этой энергии передается радиационным и конвективным теплообменом поверхностям нагрева, заполненным рабочей средой, в результате чего из котла выходит перегретый пар высокого давления и температуры, который направляется далее в паровую турбину.

При сжигании 1 кг (или 1 м3) рабочей массы топлива полное количество теплоты, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может выделиться в топке, принято называть располагаемой теплотой топлива QРР кДж/кг, или кДж/м3

6.1

Здесь QРН – низшая удельная теплота сгорания топлива на рабочую массу, кДж/кг; QДОП – дополнительные источники теплоты, сопутствующие организации сжигания топлива

6.2

где QВНШ – теплота͵ поступившая в котел с воздухом при подогреве его вне агрегата.

Эта теплота учитывается в тех случаях, когда воздух предварительно, до поступления в воздухоподогреватель котла, подогревается от постороннего источника, к примеру в калориферах, паром из отбора турбины; QТЛ – физическая теплота топлива, поступающего на сжигание в горелки, к примеру, при сжигании мазута и подогреве его перед поступлением в котел; QП – теплота пара, поступающего в форсунки для распыления мазута; QК – теплота͵ затраченная на разложение карбонатов рабочей массы сланцев, содержащей СаСО3 и MgCO3 с образованием газообразного СОК2.

Дополнительные источники теплоты учитываются в тепловом балансе, если их значение превышает 0,5% QРН. Обязателœен учет QДОП при сжигании мазута͵ когда в формуле (6.2) QДОП слагается из первых трех членов.

Небольшое различие (QРР > QРН) может иметь место при сжигании углей с высокой влажностью и сернистостью, так как требуется повышение температуры воздуха на входе в воздухоподогреватель для ослабления сернистой коррозии (подвод QВНШ), а при сжигании сланцев QРР = QРН – QК.

При этом в большинстве случаев при сжигании бурых углей, каменных углей и антрацитов различие между QРН и QРР незначительно и не учитывается. То же имеет место при сжигании природного газа.

Соответствующие статьи использования (расхода) выделившейся в топочной камере тепловой энергии в расчете на 1 кг (м3) сожженного топлива, кДж/кг, обычно нумеруются цифрами.

Та часть теплоты, которая затрачивается на подогрев и испарение воды в трубах поверхностей нагрева, а также на перегрев пара, составляет полезно использованное количество теплоты в паровом котле QИСП или Q1 и определяется повышением энтальпии рабочего тела (вода, пар) при прохождении поверхностей нагрева

6.3

где DПЕ, DВТ – расход свежего и вторично перегретого пара, идущего на турбину, кг/с; DПР – расход продувочной воды из барабана котла с естественной или принудительной циркуляцией для поддержания заданного солевого режима в контурах циркуляции, кг/с; hП.П, hП.

В,h' – энтальпия перегретого пара, питательной воды, поступающей в экономайзер котла, и воды на линии насыщения при давлении в барабане, кДж/кг; h'ВТ, h'ВТ – энтальпия вторично перегретого пара на выходе из промежуточного перегревателя и пара на входе в него, кДж/кг; В – расход сжигаемого топлива, кг/с или м3/с.

Остальная часть выделившейся теплоты составляет различные тепловые потери, сопутствующие работе парового котла:

Q2 – потери с теплотой уходящих из котла продуктов сгорания;

Q3 – потери с химическим недожогом топлива (газовые горючие компоненты);

Q4 – потери с механическим недожогом топлива (твердые несгоревшие частицы);

Q5 – потери с рассеянием теплоты через внешние ограждения (тепловую изоляцию);

Q6 – потери с физической теплотой удаляемого из топки шлака.

На относительно небольших по производительности паровых котлах выделяют еще QПР – прочие тепловые потери, связанные с отдачей части насыщенного пара из барабана на нужды электростанции, с отводом теплоты охлаждающими боковыми панелями в топках с цепными решетками и т.п. В итоге уравнение теплового баланса котла записывается в следующем виде:

6.4

Полезно использованное количество теплоты складывается из тепловосприятий отдельных поверхностей нагрева котла:

6.5

где QТ.К- тепловосприятие рабочей среды в поверхностях топочной камеры, кДж/кг; QКПЕ, QВТ – тепловосприятие пара в конвективных поверхностях основного и промежуточного (вторичного) перегревателœей, кДж/кг; QЭК – тепловосприятие экономайзера, кДж/кᴦ.

Из уравнения (6.5) следует, что тепловосприятие воздухоподогревателя прямо не входит в тепловой баланс котла. Это связано с тем, что теплота͵ отданная продуктами сгорания воздуху в этой поверхности, возвращается снова в топочную камеру в виде горячего воздуха и дополнительно увеличивает теплосодержание газов в топке.

Теплота͵ отданная газами в воздухоподогревателœе, рециркулирует внутри газовоздушного тракта. Вместе с тем ввод горячего воздуха в зону сжигания топлива повышает температуру газов, скорость горения топлива и глубину его выгорания, ᴛ.ᴇ. приводит к росту эффективности использования топлива.

Общий баланс между поступлением и распределœением теплоты в паровом котле показан на (рис. 6.1). Здесь теплота горячего воздуха QГ.В выделœена в виде замкнутого внутреннего контура.

Рис. 6.1. Баланс теплоты парового котла: 1 – топочная камера; 2, 3 – поверхности основного и промежуточного пароперегревателœей; 4 – экономайзер; 5 – воздухоподогреватель В случае если отнести всœе расходные статьи теплового баланса к значению QРР, получим относительные доли затрат теплоты в процентах:

6.6

где Qi – любая из абсолютных затрат теплоты. Используя относительные значения затрат теплоты, уравнение теплового баланса (6.4) можно записать так

100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6.

6.7