Тепловой баланс и КПД котла

Тепловой баланс котла. В котлах, как и в других тепловых установках, используется не вся теплота, выделившаяся при сгорании топлива. Значительную часть теплоты уносят отходящие газы, некоторое количество ее теряется через обмуровку котла, возможны также потери из-за химической неполноты сгорания. При сжигании твердого топлива, кроме того, возможны потери от провала или уноса с газами несгоревших частиц (или, как говорят, потери от механической неполноты сгорания) и с физической теплотой шлака. Тепловой баланс котла, отнесенный к 1 м³ сожженного газового топлива, приведенного к 0° С и 760 мм рт. ст., представляет собой равенство, левая часть которого включает располагаемую теплоту, поступившую в топку, а правая часть — сумму полезно использованной теплоты и потерь, ккал/м³.

Некоторые потери теплоты связаны с образованием сажи при неполном сгорании топлива. Потери эти, как правило, незначительны, а выявление их связано с определенными трудностями. Теплотехнические расчеты обычно ведут по низшей (объемной) теплоте сгорания, только контактные котлы и экономайзеры, в которых используется скрытая теплота конденсации, рассчитывают по высшей теплоте сгорания. Обычно физическую теплоту, внесенную в топку воздухом и газом, учитывают соответствующим уменьшением потерь теплоты с отходящими газами. Физическую теплоту нагретого воздуха учитывают только в том случае, если он подогрет вне котла, за счет затраты тепловой энергии.

Потеря теплоты с отходящими газами тем больше, чем выше их температура и чем больше коэффициент избытка воздуха. Температура отходящих газов котлов, не имеющих хвостовых поверхностей нагрева, составляет 250—350 °С, при наличии поверхностных экономайзеров и воздухонагревателей — 120—160 °С, а при наличии контактных экономайзеров — 65—70 °С, что повышает количество полезно использованной теплоты. Вместе с тем снижение температуры отходящих газов допустимо до предела, предотвращающего конденсацию водяных паров на хвостовых поверхностях нагрева, а также образование ледяных наростов в устье дымовой трубы в зимнее время. К росту потери теплоты с отходящими газами приводят также присосы воздуха в топку и газоходы котла. Таким образом, потеря тепла с отходящими газами является неизбежной. Однако снижение их температуры до допустим пределов и поддержание оптимального коэффициента избытка воздуха позволяют довести потерю теплоты с отходящими газами до минимальных значений.

Для уменьшения потери теплоты с отходящими газами необходимо: поддерживать в чистоте наружную сторону поверхности нагрева, а также не допускать образования накипи, что обеспечит хорошую передачу теплоты от газов к воде, а следовательно, приведет к снижению температуры отходящих газов; соблюдать требования, предъявляемые к питательной и котловой воде; не допускать присосов воздуха в топку и газоходы; поддерживать оптимальные режимы работы горелок; обеспечивать нормальную работу хвостовых поверхностей. Включение хвостовых поверхностей нагрева вызывает увеличение сопротивления газового тракта. Требуемый в связи с этим дополнительный расход электроэнергии на работу дымососа экономически оправдан, так как стоимость сэкономленного топлива значительно выше стоимости, дополнительной электроэнергии.

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания характеризуется содержанием в продуктах сгорания горючих газов. Величина потери теплоты от химической неполноты сгорания соответствует тому количеству теплоты, которое могло бы выделиться при сгорании этих газов. Неполнота сгорания наблюдается при недостаточном количестве воздуха, плохом его перемешивании с газом, при снижении температуры в отдельных зонах горящего факела, при соприкосновении его с поверхностями нагрева. Возможна неполнота сгорания и при завышенных значениях коэффициента избытка воздуха, если нарушены; нормальные условия процесса. Газовое топливо можно и нужно сжигать при полном отсутствии химической неполноты сгорания. Поэтому содержание в продуктах сгорания несгоревших газов и наличие потери теплоты от химической неполноты сгорания в тепловом балансе даже в пределах допустимых значений следует считать нежелательным.

Потери тепла в окружающую среду зависят от качества и состояния обмуровки, размеров и взаимного расположения котлов, толщины и качества обмуровки, степени экранирования топки, конструкции фронтовых устройств котла, наличия хвостовых поверхностей. Потери эти возрастают при наличии в котельной сквозняков.

Коэффициент полезного действия котла. Эффективность использования теплоты сгорания топлива, или превращения его химической энергии в тепловую, характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД) брутто, который представляет собой отношение полезно использованной в котле теплоты к затраченной, выраженное в долях от единицы или в процентах.

Источник: ООО «Вемиру»

E-mail: info@stroimrem.ru

URL: www.stroimrem.ru

Вам нужны окна из дерева? Вам необходимо остеклить квартиру, лоджию, балкон? Коттедж, домик в деревне, баню? Не можете выбрать подходящиее стеклопакеты? Терзаетесь выбором - какое сделать остекление? Деревянные евроокна - лучший выбор на сегодняшний день. И этот выбор мы можем обосновать.