2. Тепловая эффективность котлоагрегата и определение расхода топлива

Совершенство работы котлоагрегата – его тепловая эффективность – характеризуется коэффициентом полезного действия , %, который может быть определён после расчёта тепловых потерь:

(2.1)

Потери тепла с уходящими газами q₂ %, рассчитываются по формуле

(2.2)

где H_ух –энтальпия газов, покидающих котлоагрегат, кДж/кг (кДж/м³). Определяется с помощью табл. 1.5 для соответствующей величины избытка воздуха и предварительно принятой из табл. 1.5 температуры газов за воздухоподогревателем;- энтальпия холодного воздуха (на входе в воздухоподогреватель, а в его отсутствие – в котёл), кДж/кг (кДж/м³) определяется по таблице 1.5 для температуры поступающего воздуха (принимают ;q₄ – потери тепла с механическим недожогом топлива, %. Значения q₄ выбирают по табл. 2.2 для газа и мазута (q₄ = 0); - располагаемое тепло сжигаемого топлива, кДж/кг (кДж/м³). Для большинства топлив или . Исключения составляют сильновлажные твёрдые топлива, у которых, а также жидкие топлива. В этих случаях

(2.3)

где – физическое тепло топлива, кДж/кг:

(2.4)

(2.5)

Для твёрдых топлив в расчётах принимается ,

(2.6)

Для углей типов Б, К и группы А, ПА, Т теплоёмкость сухой массы топлива составляет соответственно 0,27; 0,24; 0,22 (кДж/кг).

Мазут используется подогретым до 90-130.

При предварительном подогреве воздуха вне котельного агрегата (в калорифере, отборным паром) тепло подогрева включается в величину , тогда

(2.7)

Таблица 2.1

Средние значения величин присосов в замкнутых системах пылеприготовления, работающих под разрежением

Мельница и тип системы пылеприготовления
ШБМ с промбункером пыли при сушке топлива горячим воздухом	0,10
То же при сушке смесью воздуха и топочных газов	0,12
ММ при работе под давлением горячего воздуха	0,00
ММ, СМ, ШБМ с прямым вдуванием	0,04
Мельницы-вентиляторы с подсушивающей трубой	0,20-0,25

В формуле (2.7)

(2.8)

где

Значение выбирается в соответствии с указаниями (1.9),– из табл. 1.1,– величина присосов в системе пылеприготовления из табл. 2.1.

–энтальпии теоретического объёма воздуха на входе в воздухоподогреватель (предварительно подогретого) и холодного воздуха (после дутьевого вентилятора, обычно среднегодовое значение его температуры ), кДж/кг (кДж/м³). Эти значения энтальпий определяются с помощью табл. 1.5 соответственно по

Предварительный подогрев воздуха осуществляется в зависимости от влажности и сернистости топлива до температуры

При паровом дутье или распыливании мазута паром тепло, вносимое в агрегат рассчитывается по формуле, кДж/кг:

(2.9)

где – расход пара, кг/кг (см. разъяснение к формуле (1.5));– энтальпия пара, идущего на распыливание, кДж/кг.

В этом случае

(2.10)

Потери тепла от химической неполноты сгорания q₃, %. Значение этих потерь выбирается по табл. 2.2. Для котлоагрегатов на твёрдом топливе паропроизводительностью 25-50 т/ч q₃ = 0,5%, для котлоагрегатов большей производительности q₃ = 0. При сжигании мазута и природного газа (для D>75 т/ч) q₃ =0,5 %.

Таблица 2.2

Расчетные характеристики камерных топок

Вид топочного устройства	Топливо		Допустимое теплонапряжение топочного объема	Тонкость помола					Потеря теплоты			Доля уноса золы из топки
Пылеугольных котлов
Камерная топка с твердым шлакоудалением	Антрациты		140	6-7		0		6			0,95
	Полуантрациты		160	6-7		0		4			0,95
	Тощие угли		160	8-10		0		2			0,95
	Каменные угли		175	20-25		0		1-1,5*			0,95
	Отходы от углеобогащения		160	20		0		2-3*			0,95
	Бурые угли		180	40-50		0,8-1		0,5-1*			0,95
	Фрезерный торф		160	-		-		0,5-1			0,95
	Сланцы		120	35		0		0,5-1			0,95
Камерная топка с жидким шлакоудалением	Антрациты и полуантрациты		145	6-7		0		3-4			0,9
	Тощие угли		185	8-10		0		1,5			0,85
	Каменные угли		185	20-25		0		0,5			0,8
	Бурые угли		210	40-50		0,8-1		0,5			0,7-0,8
*Меньшие значения – для малозольных топлив с
Газомазутных котлов
Топливо		Допустимое теплонапряжение топочного объема			Суммарный недожог При нагрузке котла в % от номинальной
					D=100					D<70
Мазут		200-220			0,1-0,15		0,15-0,2			0,3-0,4
Природный, попутный и коксовый газы		200-220			0,05-0,07		0,05-0,1			0,1-0,15

Потери тепла от наружного охлаждения q₅ выбираются по данным рис. 2.1.

Рис. 2.1. Потери тепла от наружного охлаждения: 1 – котельный агрегат с хвостовыми поверхностями нагрева; 2 – собственно котел.

Разбивка потерь тепла от наружного охлаждения по отдельным газоходам осуществляется введением в формулу, определяющую количество тепла, отданного газами, коэффициента сохранения тепла:

(2.11)

Потери тепла со шлаком и потери тепла на охлаждение не включённых в циркуляционную схему котлоагрегата панелей и балок топки, %,:

(2.12)

Расход топлива, подаваемого в топку, кг/ч:

(2.13)

где D, D_пр – количество вырабатываемого пара и расход воды на продувку, кг/ч.

Расчётный расход сжигаемого топлива, кг/ч:

(2.14)

Табл. 2.3, представленная ниже является образцом для оформления отчета по определению теплового баланса в котельном агрегате.

Таблица 2.3