Тепловий баланс котельного агрегату встановлює рівність між надходять в агрегат кількістю теплоти і його витратою. На підставі теплового балансу визначають витрата палива і обчислюють коефіцієнт корисної дії, ефективність роботи котельного агрегату. У котельному агрегаті хімічно зв'язана енергія палива в процесі горіння перетворюється у фізичну теплоту горючих газів. Ця теплота витрачається на вироблення і перегрів пари або нагрівання води. Внаслідок неминучих втрат при передачі теплоти і перетворення енергії виробляється продукт (пар, вода і т.д.) сприймає тільки частина теплоти. Іншу частину складають втрати, які залежать від ефективності організації процесів перетворення енергії (спалювання палива) і передачі теплоти виробляється продукту.
Запишемо рівняння теплового балансу в загальному вигляді:
Прибуткова частина теплового балансу для заданого виду палива запишеться у вигляді:
-располагаемое кількість теплоти;
-нізшая теплота згоряння палива;
Qфт - фізична теплота палива, кДж / кг;
-у теплоти, яке вносить у двох;
Qф - теплота, внесена паром на розпил мазуту, кДж / кг
Qк - теплота, що йде на розкладання карбонатів в сланцях, кДж / кг
1) Нижча теплота згоряння для нової вологості пилу визначається за формулою Менделєєва:
= 338 + 1025-108,5 (-) - 25 = 338 * 62.234 + 1025 * 2.586 + 108,5 (1.493-2.387) -25 * 5.52 = 24996.7
2) Розрахуємо фізичну теплоту палива.
Визначимо фізичну теплоту палива:
де Ст - теплоємність робочого палива, кДж / кг * ˚С.
Для обчислення робочої теплоємності спочатку знаходять теплоємність на сухий склад () по температурі палива. Визначимо її по таблиці.
Методом інтерполяції визначимо при температурі пилу
Тепер обчислимо за такою формулою:
3) Qвв = 0, т.к повітря в калорифері не підігрівати.
Qхв = α * Vв0 * (сt) вп, де (сt) вп - питома ентальпія повітря, взята при температурі повітря на вході в підігрівач повітря (tвп = 30,18 ° С);
Використовуючи Таблицю 5 і інтерполіруя, отримуємо:
5) Підставляючи пораховані значення в формулу для розрахунку, отримаємо:
6) Визначимо видаткову частину теплового балансу, яка в загальному випадку записується у вигляді:
,
-Корисні використовується кількість теплоти;
-втрати тепла з димовими газами;
- втрати тепла від хімічного недожога палива;
- втрати тепла від механічного недожога палива;
- втрати тепла в навколишнє середовище;
- втрати тепла з фізичної теплотою шлаку;
4) Визначення корисно використовуваного кількості теплоти:
Так як вторинний пароперегрівач відсутня, то будемо проводити розрахунки за формулою:
- ентальпія перегрітої пари; . Визначається по температурі і тиску перегрітої пари. Визначається за таблицями.
-Ентальпія живильної води ;. Знаходиться на лінії насичення по температурі живильної води. Визначається за таблицями.
-Ентальпія котельної води; . Знаходиться на лінії насичення по тиску води в барабані. Визначається за таблицями.
, .
7) Визначення втрат тепла з газами, що:
-механічний недожог палива.
питома ентальпія повітря;
-Ентальпія продуктів згоряння ;. Визначається за формулою:
Де - питома ентальпія трьохатомних газів;
- питома ентальпія азоту;
- питома ентальпія кисню;
питома ентальпія водяної пари;
-визначати з таблиці 8 при температурі відхідних газів.
Визначаємо питомі ентальпії продуктів згоряння при температурі відхідних газів ():
7) Визначення втрат тепла від хімічної неповноти згоряння палива:
Обумовлена сумарною теплотою згоряння продуктів неповного згоряння, що містяться у вихідних газах. Величина визначається в залежності від виду топки і палива.
8) Визначення втрат тепла від механічного недожога палива:
-визначається по довідковій літературі в залежності від марки палива, паропродуктивності котла, типу топки.
9) Визначення втрат тепла в навколишнє середовище:
Величина визначається з графіка втрат теплоти від зовнішнього огородження ..
10) Визначення втрат тепла з фізичної теплотою шлаку:
(Сt) шл - питома ентальпія шлаку. ентальпія шлаку (сt) шл береться з Таблиці 5 пріtшл = 600 ˚ С і дорівнює (сt) шл = 560,2 кДж / кг;
αшл - частка золи палива в шлаку, αун = 0,95
11) Тепер підставляємо отримані дані в формулу і знаходимо В.
12) Визначаємо коефіцієнт корисної дії котла:
Результати розрахунку зводимо в таблицю.