2.8.Тепловий баланс теплового котла

2.8.1. Коефіцієнт корисної дії парового котла

Ефективність використання палива в паровому котлі визначається такими основними чинниками:

1. повнота згорання палива в топочній камері;

2. глибина охолодження продуктів згорання в топці і газоходах котла;

3. величина втрат теплоти в навколишнє середовища.

Коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) котла відображає повноту передачі теплоти, що виділяється при згоранні палива, робочому середовищу котла:

, (2-37)

де: – кількість теплоти, переданої робочому середовищу, кДж/кг;

- наявна теплота палива, кДж/кг.

Величина визначається, як:

, кДж/кг; (2-38)

де: – нижча теплота згорання робочої маси палива, кДж/кг;

– фізична теплота палива, що надходить в топку, кДж/кг;

. Враховується лише при спалюванні мазуту, який надходить у форсунки з температурою не менше 100÷130 ⁰С;

– теплота повітря, яке надходить в котел при його нагріванні за межами котлоагрегату ( в калориферах), кДж/кг;

– теплота пари, яку використовують для розпилювання мазуту в форсунках, кДж/кг;

– теплота розкладу карбонатів мінеральної маси твердого палива (враховується для сланців), кДж/кг.

В той же час можна записати, що

,кДж/кг; (2-39)

де: Q₁ – кількість теплоти, яку одержало робоче середовище, з розрахунку на 1 кг (м³) палива

, кДж/кг, (2-40)

в цій формулі:

– кількість пари, що одержують з котла, (продуктивність котла), кг/с (т/год);

В – кількість палива, що згоріло в топці, кг/с (т/год) ;

_{, .}, _.– ентальпія, відповідно, перегрітої пари, що виходить з котла (для парового котла, що продукує суху насичену пару для технологічних потреб – ентальпія цієї пари на виході з котла); ентальпія живильної води на вході у водяний економайзер; ентальпія котлової води, що відводиться з барабана котла як продувна вода, кДж/кг;

_. – витрата продувної води, кг/сек (м/год);

Q₂ – теплота димових газів, що покидають котел, кДж/кг;

Q₃ – втрата теплоти з хімічним недопалом палива, кДж/кг;

Q₄ – втрата теплоти з механічним недопалом палива, кДж/кг;

Q₅ – втрата теплоти в навколишнє середовище через обмурівку, кДж/кг;

Q₆ – втрата фізичної теплоти шлаків, що відводяться з топки, кДж/кг.

Якщо ліву і праву частину рівняння розділити на і помножити на 100, то матимемо

, % (2-41)

де: – к.к.д. котла в %,

Величина складових теплових втрат залежить від виду палива, досконалості процесу горіння, теплової продуктивності котла.

Розрізняють к.к.д. котла брутто і нетто.

К.к.д. брутто

, %. (2-42)

Він характеризує досконалість роботи власне котла.

Слід також врахувати витрату електричної енергії на механізми і агрегати, які забезпечують роботу котельної установки – на димососи, вентилятори, живильні насоси, обладнання пилосистем, обдувочні апарати, електродвигуни автоматичного і дистанційного керування, сумарна електрична потужність яких дорівнює N_{вл.потр.},(кВт).

Доля витрат, пов’язаних з використанням електричної енергії на власні потреби котла, дорівнює

, (2-43)

де: - к.к.д. вироблення електричної енергії на електростанції;

B – витрата палива в кг/сек.

К.к.д. котлоагрегата нетто, ,визначається як

, %. (2-44)

Залежно від продуктивності котла величина дорівнює 4-6%.

Контрольні питання

1. В чому суть ступеневого випаровування і як його реалізують?

2. Як визначається коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) котла?