Тепловой баланс котла

+ Q5 + Q6 кДж/кг(м3)
QPP – располагаемое тепло, вносимое в котел
Q1 – полезно используемое тепло, которое идет на
нагрев воды, ее испарение и перегрев пара
Q2 – потери тепла с уходящими газами
Q3 – потери тепла с химическим недожогом
Q4 – потери тепла с механическим недожогом
Q5 – потери тепла в окружающую среду через
обмуровку
Q6 – потери тепла с физическим теплом шлака

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА

баланса в процентах:
100 = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6

4,5 – 7 %

2 – 5 %
(низкореакц. тв.т)

< 1 %

< 1 %

< 1 %

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА

камеры, кДж/кг;
Qкпе, Qвт – тепловосприятие пара в конвективных поверхностях основного и промежуточного (вторичного) перегревателей, кДж/кг;
Qэк – тепловосприятие экономайзера, кДж/кг.

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.

Qпроч

QPН – низшая теплота сгорания топлива
Qтл – физическая теплота топлива, поступающего на сжигание
в горелки (учитывается при сжигании мазута)
Qф – теплота пара, поступающего в форсунки для
распыливания пара
Qв.вн – теплота, поступающая в котёл с воздухом при
подогреве его вне агрегата

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛА

– Iх.в = I0г + (αух – 1)·I0в – αух· I0х.в
I0г = V0г·сг·ϑух – энтальпия теоретического объёма уходящих газов при α=1
(αух – 1)·I0в – энтальпия избыточного воздуха в потоке газов при ϑух
I0х.в = V0в·св·tх.в – энтальпия теоретического объёма холодного воздуха

ПОТЕРЯ ТЕПЛА C УХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ

+ (αух – 1)·I0в – αух· I0х.в

V0г , ϑух

αух

На Q2 влияют

топливо

присосы

конвективные
поверхности
нагрева

ПОТЕРЯ ТЕПЛА C УХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ

тракта и увеличение затрат эл.энергии на тягу и дутье
увеличение интенсивности сернокислотной коррозии

Негативные
последствия

ПОТЕРЯ ТЕПЛА C УХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ

поверхности нагрева;
2 и 2' – затраты на дорогое и дешевое топливо;
3 и 3' – суммарные расчетные затраты;

ПОТЕРЯ ТЕПЛА C УХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ

– сухое топливо (W < 0,7)
5 –влажное топливо (1-1,5)

При большой влажности растет объем продуктов сгорания топлива и их удельная теплоемкость. Поэтому при охлаждении газов на одинаковое число градусов Δυух при большой влажности необходимо отвести большее количество теплоты, что требует дополнительного увеличения поверхности нагрева по сравнению с сухим топливом.
При более низкой стоимости влажного топлива увеличение поверхности не окупается, в результате оптимальная температура уходящих газов с повышением влажности растет

присос в газоходах, тем больше объем продуктов сгорания за агрегатом, что увеличивает Q2
Присос холодного атмосферного воздуха в газоходах охлаждает продукты сгорания и снижает теплоотдачу за счет уменьшения температурного напора
Увеличении нагрузки на дымососы, а следовательно, и расхода электроэнергии на собственные нужды.

ПОТЕРЯ ТЕПЛА C УХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ

Q3 = VCO·QCO + VH2·QH2 + VCH4·QCH4
В нормальных режимах для низкореакционных твердых топлив эта потеря равна 0 (q3 = 0).
Для высокореакционных каменных углей, бурых углей, газа и мазута q3 <0,5%

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ОТ ХИМИЧЕСКОЙ
НЕПОЛНОТЫ ГОРЕНИЯ

нагрузке
3 – реальная зависимость при пониженной нагрузке

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ОТ ХИМИЧЕСКОЙ
НЕПОЛНОТЫ ГОРЕНИЯ

в топке
качества смесеобразования
времени пребывания топлива в топке
температуры процесса горения, которая зависит от теплотворной способности топлива, нагрузки котла, температуры горячего воздуха.

могло бы выделиться при дожигании несгоревших частиц, составляет:
Q4 = αун·Ар·Qк.о·Гун·/(1-Гун)

αун- доля уноса золовых частиц из топки
Ар – зольносьт рабочей массы топлива, %
Qк.о – расчётная теплота сгорания коксового остатка в уносе, МДж/кг
Гун – доля горючих элементов в общем уносе золы

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ОТ МЕХАНИЧЕСКОЙ
НЕПОЛНОТЫ ГОРЕНИЯ

q4 = 0 %
Для тв.т. при Vг > 25 % q4 = 0,5 – 1,5 %
Для тв.т. при Vг < 15 % q4 = 4 – 6 % (тв. золоуд.)
(антрацит) q4 = 2 – 4 % (жид. золоуд.)

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ОТ МЕХАНИЧЕСКОЙ
НЕПОЛНОТЫ ГОРЕНИЯ

количества тепла
Тепло, которое могло бы выделиться при дожигании несгоревших частиц, составляет:
Q6 = αшл·Ар·(с·ϑ )шл

αшл - доля шлакоудаления в топке (αшл +αун =1)
Ар – зольность рабочей массы топлива, %

ПОТЕРЯ С ТЕПЛОМ
УДАЛЯЕМОГО ШЛАКА

жидком шлакоудалении αшл = 0,15-0,30, ϑшл =1400-1600 оС

q6 = 0

q6 = 0,5 – 1,5 %

ПОТЕРЯ С ТЕПЛОМ
УДАЛЯЕМОГО ШЛАКА

q3, q4 существенно и по-разному зависит от избытка воздуха.
Необходимо установить оптимальное значение αт

являются q2 + q3

при сжигании твердого топлива определяющими являются q2 + q4