35.Тепловой баланс котлоагрегата.

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:

Qpp=Q1+ Qп

Или

Qрр=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

где Qpp – теплота, которой располагают;

Q1 – использованная теплота; Qп - 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 (14.1) является суммой следующих величин:

Qрр=Qрн+Qв.вн+Qпар+Qфиз.т.

где Qв.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; Qпар - теплота, вносимая в топку с дутьевым (форсуночным) паром на 1 кг потлива; Qфиз.т. - физическая теплота 1 кг или 1 м3 топлива.

Теплоту, вносимую с воздухом, рассчитывают по равенству:

Qв.вн = b/V0ср/(Tг.вз – Тх.вз),

где b/ - отношение количества воздуха на входе в воздухоподогреватель к теоретически необходимому; ср/= 1,33 кДж/(м3·К), при температуре воздуха до 600К; Тг.вз , Тх.вз – температуры горячего о холодного воздуха, обычно Тх.вз = 300К.

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

Qпар = Wф (iф – r) ,

где Wф – расход форсуночного пара, равный 0,3-0,4 кг/кг; iф – энтальпия форсуночного пара, кДж/кг; r – теплота парообразования, кДж/кг.

Физическая теплота 1 кг топлива:

Qфиз.т. = ст (Тт – 273) ,

где ст – теплоемкость топлива, кДж/(кг· К); Тт – температура топлива.

Если предварительный подогрев воздуха и топлива отсутствует и пар для распыления топлива не используется, то Qрр=Qрн.

36.Конструктивные особенности паровых и водонагревательных котлов.

Водотрубные паровые котлы создавался в связи с образовавшейся необходимостью в высоких показателях производительности и давления пара. Если водяной пар под высоким давлением пропускается по трубе, с небольшим диаметром, потребность в небольшой толщине стенок не вызывает больших затруднений.

Конструктивные особенности водотрубных паровых котлов, намного более сложные, чем у газотрубных. Но их преимуществами является: быстрое поднятие температуры, взрывобезопасность, легко подстраиваются под изменяемую нагрузку, несложная перезагрузка. Водотрубные паровые котлы помимо своих преимущество имеют и следующие недостатки: очень усложнена конструкция, высокие требования к герметичности соединений.

Конструкция водотрубного парового котла представляет собой набор труб, объединенных между собой с помощью барабана, вся конструкция располагается над истопочной камерой и сверху закрыта специальным кожухом. Специальные перегородки вынуждают разогретые в топке газы проходить через трубы в несколько циклов, это дает максимально возможную отдачу тепла.

Выше описанный барабан представляет собой емкость для пара и воды, обычно диаметр их делается небольшой, для того чтобы предотвратить проблемы характерные для газотрубных паровых котлов.

Водотрубные паровые котлы делятся на ряд типов: горизонтальные, вертикальные, радиационные и комбинированные.

Для водотрубных паровых котлов нередко применяются топочные экраны, они дают возможность увеличить выделение тепла и уменьшить тепловую нагрузку на стенки топки, за счет этого уменьшаются издержки на обслуживание и увеличивается КПД, а помимо этого уменьшается потребность в тепловой изоляции. Такие экраны представляют собой трубы, по которым пускается вода из котла. Вырабатывающийся пар направляется в барабан парового котла.

Стальные водогрейные твердотопливные котлы предназначены для получения горячей воды давлением до 0,6 МПа (6,0 кгс/см2) c номинальной температурой до 95°С, используемой в системах теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий.

Основные конструктивные особенности водогрейных твердотопливных котлов серии «КВр-А»:

-котел водотрубный с малой металлоёмкостью имеет небольшой вес;

-топочная камера выполнена из трубных экранов, соединенных между собой мембраной, что увеличивает площадь нагрева и позволяет выполнить лёгкую изоляцию из минераловатных плит;

-конструкция топки выполнена таким образом, что фронт котла является охлаждающим;

-универсальная топочная камера позволяет сжигать все виды твердого топлива (уголь, дрова, отходы деревообработки, торф, горючие сланцы и т.д.);

-котел за счет увеличения размеров топочной дверки является ремонтно-пригодным;

-предусмотрен люк очистки труб конвективного блока и люк удаления золы, сажи из дымохода;

-полная заводская готовность оборудования.

Серийно выпускаются котлы мощностью:

125 кВт 250 кВт 400 кВт

630 кВт 800 кВт 1000 кВт