2.8.2. Аналіз теплових втрат котла

2.8.2.1. Втрати теплоти з димовими газами характеризуються величиною q₂,%, значення якої для промислових котлів лежить в межах 4-7%.

Абсолютні втрати теплоти з димовими газами дорівнюють:

, кДж/кг, (2-45)

де: – ентальпія димових газів на виході з котла;

– ентальпія холодного повітря, теоретично необхідного для спалювання 1кг (м³) палива;

– коефіцієнт надлишку повітря на виході з котла.

Зменшення температури відхідних димових газів на 15÷20⁰С дозволяє збільшити к.к.д. приблизно на 1%.

Рекомендується дотримуватися мінімальної різниці температур димових газів і гарячого повітря на рівні ∆t₁≥30⁰С, різниці температур димових газів і води, яка надійшла в економайзер, на рівні ∆t ₂≥40⁰С.

Збільшення ∆t ₁ і ∆t ₂ приведе до зменшення поверхонь нагріву водяного економайзера і повітряпідігрівника.

Зменшення температури відхідних димових газів, θ_д.г., поряд зі збільшенням к.к.д. котла, пов’язане зі збільшенням поверхонь нагріву хвостових поверхонь, зростанням гідравлічних втрат при русі газів. З цим пов’язана зміна технічних характеристик димососу і витрат електричної енергії на нього.

Таким чином вибір величини θ_д.г. вимагає комплексних техніко-економічних рішень.

На рис. 2-16 схематично наведена залежність сумарних капітальних і експлуатаційних витрат від температури відхідних газів. Оптимальна температура відхідних газів відповідає мінімуму кривої загальних витрат.

2.8.2.2. Втрата теплоти за рахунок хімічного недопалу палива – q₃.

При неоптимальному перебігу стадій процесу згорання палива СО,Н_{2 ,}СН₄ не встигають згорати в зоні оптимальних для цього температур і частково виносяться за межі топки.

Через відносно низьку температуру газів за межами топки і низьку концентрацію самих компонентів та кисню реакція їх окислення припиняється, що і обумовлює хімічний недопал.

В умовах експлуатації q₃ = 0÷0,5%.

2.8.2.3. Втрата теплоти з механічним недопалом – q₄.

При спалюванні твердого палива q₄ визначається наявністю недопалених частин коксу. При спалюванні рідкого палива і газу механічний недопал обумовлений наявністю в димових газах твердих частинок ( залишків після випаровування крапель мазуту) або частинок сажі, які виникають у високотемпературних зонах при браку кисню.

В умовах експлуатації q₄=0,5÷5% для твердого палива (більші цифри відносяться до палив з низьким виходом легких горючих речовин).

Для газу і мазуту q₄≤0,1%

2.8.2.4. Втрата теплоти в навколишнє середовище – q₅.

Вона визначаються за формулою

, кДж/кг, (2-46)

де: , –конвективна і променева складові коефіцієнта тепловіддачі від зовнішньої стінки обмурівки до навколишнього середовища, кВт/м²К;

– температура зовнішньої стінки обмурівки, ≤ 55⁰С , при якій тепловий потік в навколишнє середовище дорівнює q_навк =0,1÷0,2 кВт/м²;

– площа зовнішньої поверхні обмурівки котла, – витрата палива, кг/с.

Таким чином, . Відношення зростає зі зменшенням продуктивності котла.

Величина q₅ лежить в межах 0,2÷1,5% (менші значення відповідають більшій тепловій продуктивності котла).

2.8.2.5. Втрати теплоти зі шлаками, які видаляються з топки – q₆.

Шлаки, що видаляються з топки, мають високу температуру. При рідкому шлаковидаленні їх температура дорівнює 1400÷1600⁰С, при твердому – 600÷700⁰С. Величина q₆ залежить від зольності твердого палива і складає q₆=≤0,5%. Для газу і мазуту q₆ =0%.

Контрольні питання

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

2. В чому полягає різниця між к.к.д. брутто і к.к.д.нетто котла?

3. Який фізичний зміст втрат теплоти з механічним і хімічним недопалом палива та для яких видів палива та способів їх спалювання вони актуальні?