Расчет теплового агрегата

Тепловой баланс котельного агрегата устанавливает равенство между поступающим в агрегат количеством теплоты и его расходом.

На основании теплового баланса определяют расход топлива и вычисляют коэффициент полезного действия, эффективность работы котельного агрегата. 
 
В котельном агрегате химически связанная энергия топлива в процессе горения преобразуется в физическую теплоту горючих продуктов сгорания.  

Эта теплота  расходуется на выработку и перегрев пара или нагревания воды. Вследствие неизбежных потерь при передаче теплоты и преобразования энергии вырабатываемый продукт (пар, вода и т.д.) воспринимает только часть теплоты.  

Другую часть  составляют потери, которые зависят  от эффективности организации процессов  преобразования энергии (сжигания потлива) и передачи теплоты вырабатываемому  продукту. 
 
Уравнение теплового баланса для установившегося теплового состояния агрегата записывают в следующем виде: 
 
Q^p_p=Q₁+ Q_п 
 
или Q ^р_р= Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄+ Q₅+ Q₆ 

где Q^p_p – теплота, которой располагают;  

Q₁ – использованная теплота;

Q _п - общие потери;

Q₂ – потери теплоты с уходящими газами;

Q₃ – потери теплоты от химического недожога;

Q₄ – потери теплоты от механической неполноты сгорания;

Q₅ – потери теплоты в окружающую среду;

Q₆ – потери теплоты с физической теплотой шлаков. 
 
Левая приходная часть уравнения теплового баланса является суммой следующих величин:

Q ^р_р= Q ^р_н + Q _в.вн+ Q _пар + Q _физ.т. (14.2) 

где Q_в.вн – теплота, вносимая в котлоагрегат с воздухом на 1 кг топлива эта теплота учитывается тогда, когда воздух нагревается вне котельного агрегата (например, в паровых или электрических калориферах, устанавливаемых до воздухоподогревателя)

Если воздух нагревается только в воздухонагревателе, то, теплота не учитывается, так как она возвращается в топку агрегата;

Q _пар - теплота, вносимая в топку с дутьевым (форсуночным) паром на 1 кг потлива;

Q _физ.т. - физическая теплота 1 кг или 1 м³ топлива. 
 
 
 

Теплоту, вносимую с воздухом, рассчитывают по равенству:

Q _в.вн = b^/V⁰с_р/(T _г.вз – Т _х.вз) 

где b^/ - отношение количества воздуха на входе в воздухоподогреватель к теоретически необходимому; с_р^/= 1,33 кДж/(м³·К),  

При температуре воздуха до 600К; Т_г.вз , Т_х.вз – температуры горячего о холодного воздуха, обычно Т_х.вз = 300К. 
 

Теплоту, вносимую с паром для распыления мазута (форсуночный пар), находят по формуле:

Q _пар = W_ф (i_ф – r)

 
где W_ф – расход форсуночного пара, равный 0,3-0,4 кг/кг; i_ф – энтальпия форсуночного пара, кДж/кг; r – теплота парообразования, кДж/кг. 
 
Физическая теплота 1 кг топлива:

Q _физ.т. = с_т (Т_т – 273) , _. (14.5)

где с_т – теплоемкость топлива, кДж/(кг· К); Т_т – температура топлива. 

Если предварительный  подогрев воздуха и топлива отсутствует и пар для распыления топлива не используется, то Q ^р_р= Q ^р_н.