7.1. Общие положения
Тепловой баланс составляется для определения расхода топлива и КПД котлоагрегата при установившемся тепловом состоянии (режиме работы) котла.
Уравнение теплового баланса котлоагрегата на единицу (килограмм) сгоревшего топлива имеет вид
, (27)
где – располагаемая теплота, поступившая в топку котлоагрегата, кДж/кг;
Q1 – теплота, полезно использованная на парообразование, кДж/кг;
- потери теплоты, состоящие из:
Q2 – потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг;
Q3 – потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг;
Q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/кг;
Q5 – потери теплоты в окружающую среду, кДж/кг;
Q6 – потери теплоты с физическим теплом удаляемых шлаков, кДж/кг.
В курсовом проекте в располагаемой теплоте не учитывается теплота горячего воздуха, подаваемого в топку и подогретого вне котлоагрегата, а также тепло парового дутья, затраты теплоты на размораживание смерзшегося топлива и т.д. Поэтому можно считать, что располагаемая теплота равна низшей теплоте сгорания топлива , кДж/кг.
Приняв располагаемую теплоту за 100 %, выражение (25) можно записать в другом виде:
%, (28)
где – относительная величина (доля) i-х тепловых потерь, %.
Если известны все потери теплоты в котлоагрегате, то его коэффициент полезного действия (КПД) "брутто" определяется выражением
, %. (29)
Рассмотрим методику расчета составляющих тепловых потерь котлоагрегата. Потери теплоты с уходящими газами
, кДж/кг; (30)
, %, (31)
где - энтальпия теоретического объема воздуха, подаваемого в топку. В курсовом проекте температуру холодного воздуха следует принять равной tхв = tхво (не следует искать смысловую связь между этими температурами). Объемная теплоемкость воздуха в интервале температур 0…100 С составляет примерно схв = 1,3 кДж/(м3К). Энтальпия теоретического объема воздуха равна
, кДж/кг. (32)
В связи с тем, что объемы продуктов сгорания рассчитываются в предположении полного сгорания топлива, в уравнение (28) введена поправка на величину q4 – долю тепловых потерь от механической неполноты сгорания.
Потери тепла от химической неполноты сгорания (недожога) q3 возникают вследствие неполного сгорания горючих газов и летучих и принимаются по данным таблицы 5 в зависимости от вида топлива и метода сжигания, согласно характеристикам топочных устройств.
Потеря тепла от механической неполноты сгорания (недожога) q4 возникают вследствие провала или уноса частиц твердого топлива с уходящими газами и недожога топлива в шлаках. Значение относительных потерь тепла q4 также можно принять по таблице 5.
Таблица 5 – Характеристики тепловых потерь слоевых и камерных топок
Тип топки | Вид топлива | Относительные потери теплоты | |
от химического недожога q3 , % | от механического недожога q4 , % | ||
Слоевая | Антрацит | 0,5 | 10,0 |
Каменный уголь | 1,0 | 6,0 | |
Бурый уголь | 0,5…1,0 | 7,0 | |
Камерная | Мазут | 1,0 | 0,0 |
Природный газ |
Потери тепла котлоагрегатом в окружающую среду q5 в курсовом проекте могут быть найдены для котлоагрегатов типа КЕ по таблице 6.
Таблица 6 – Потери тепла котлоагрегатами КЕ в окружающую среду
Марка котлоагрегата | Потери тепла в окружающую среду q5 , % | |
без экономайзера | с экономайзером | |
КЕ - 2,5 - 13 | 2,8 | 3,6 |
КЕ - 4 - 13 | 2,2 | 3,0 |
КЕ - 6,5 - 13 | 1,4 | 2,3 |
КЕ - 10 - 13 | 0,9 | 1,7 |
КЕ - 10 - 23 | 0,5 | 1,3 |
Потерями теплоты q6 с физическим теплом удаляемых из топки горячих шлаков в курсовом проекте можно пренебречь (q6 = 0 %).
После нахождения значений всех потерь определяется КПД котлоагрегата "брутто" и расход подаваемого в котел топлива по уравнению
. (33)
С учетом потерь от механического недожога расчетный расход полностью сгоревшего в топке твердого топлива (угля) составит
, кг/с. (34)
- Введение
- 1. Методические указания по курсовому проектированию
- 1.1.Задача курсового проекта
- 1.2.Задания на курсовой проект
- 1.3.Объем курсового проекта
- 1.4.Общие методические указания
- 1.5.Состояния и теплотехнические названия воды и пара
- 1.6.Перечень обозначений к расчету тепловой схемы
- 1.7.Условные графические обозначения, принятые в схемах
- 2. Расчет тепловой схемы котельной
- 2.1. Задание
- 2.2. Определение параметров воды и пара
- 2.3. Общие замечания о расчете водоподогревателей
- 2.4. Расчет подогревателей сетевой воды (бойлеров)
- 2.5. Определение расхода пара на подогрев сетевой воды и на технологические нужды
- 2.6. Определение общего расхода свежего (острого) пара
- 2.7. Расчет редукционно-охладительной установки
- 2.8. Расчет расширителя - сепаратора непрерывной продувки
- 2.9. Расчет расхода химически очищенной воды
- 2.10. Расчет водяного подогревателя сырой воды
- 2 .11. Расчет парового подогревателя сырой воды
- 2.12. Расчет конденсатного бака
- 2.13. Общие замечания о расчете деаэратора
- 2.14. Расчет охладителя выпара
- 2.15. Расчет деаэратора
- 3. Расчет теплового баланса котельной
- 4. Определение количества котлоагрегатов котельной
- 5. Расчет объемов продуктов сгорания
- 5.1. Исходные данные и порядок расчета
- 5.2. Пример расчета объемов продуктов сгорания
- 6. Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха
- 6.1. Исходные данные и порядок расчета
- 6.2. Пример расчета энтальпий
- 6.2.1. Вариант "с" – с установкой экономайзера
- 6.2.2. Вариант "б" – без установки экономайзера
- 7. Расчет теплового баланса котлоагрегата
- 7.1. Общие положения
- 7.2. Пример расчета теплового баланса котла
- 7.2.1. Вариант "с" – с установкой экономайзера
- 7.2.2. Вариант "б" – без установки экономайзера
- 8. Расчет годового расхода и экономии топлива
- 8.1. Общие положения
- 8.2. Пример расчета расхода и экономии топлива
- 9. Тепловой и конструктивный расчет экономайзера
- 9.1. Основы теплового расчета экономайзера
- 9.2. Основы конструктивного расчета экономайзера
- 9.3. Пример теплового расчета экономайзера
- 9.4. Пример конструктивного расчета экономайзера
- Приложение а
- Исходные данные к курсовому проектированию
- П риложение б Тепловые схемы котельных
- Приложение в
- Теоретические основы работы котельной
- Приложение г
- Правила выполнения курсового проекта
- Реферат
- Приложение д
- Контрольные вопросы
- Приложение е
- Библиографический список
- Содержание