19.11.2012 - Лекция 10

Тепловой балланс высокотемпературной теплотехнологической установки.

Основным инструментом, с помощью которого оценивают уровень использования полезного энергопотребления, и выявляет дальнейший рационализирующий путь, являются тепловый схемы ВТУ, его отдельных зон, элементов, тепловые и энергетические балансы ВТУ в целом.

Напишем уравнение теплового балланса теплотехнологического реактора ВТУ. Уравнением ТР, является выражение закона сохранения энергии. Оно включает в себя приходные и расходные части этого уравнения. В общем случае уравнение теплового балланса ТР имеет вид:

Приходные статьи ур-я	Услов. обозн.	Расход. ур-я	Усл. обозн.
Химическое тепло топлива		Теплота технологического продукта
Теплота, вносимая в теплотехнологический реактор окислителем		Теплота отходящих газов
Теплота, вносимая в теплотехнологический реактор восстановителем		Теплота выбивающихся газов
Теплота, вносимая в теплотехнологический реактор исходными технологическими материалами		Потери теплоты от неплоноты гарения топлива - хим. недожог топлива - мех. недожог топлива
Теплота, вносимая в теплотехнологический реактор в результате экзотермических реакций		Потери тепла в окружающую среду потери тепла теплопроводнстью через футеровку потери тепла через открытые окна и щели через поверхность охлаждающих элементов и с охлаждающей водой С транспортирующими устройствами
Физическое тепло топлива и воздуха		Потери теплоты с шлаковыми отходами
Итого	Qприх	Тепловой эффект эндотермических реакций
		Расход тепла на разогрев футеровки теплотехнологического реактора (на аккумуляцию)
		Итого	Qрасх

По характеру зависимостей статей теплового балланса от расхода топлива, их можно разделить на 3 группы.

Значение первой группы пропорционально расходу топлива: , где В - расход топлива, Qн - низшая теплота граения топлива, Нт - энтальпия топлива (физическое тепло топливо), q - процент недожога от химической и физической неполноты горения.

Ко второй группе теплового балланса относят такие статьи как: . Эти статьи теплового балланса, не зависят от расхода топлива.

К третье группе теплового балланса относятся: . Каждая из этих величин является суммой двух слогаемых, одна из которых зависит от расхода топлива. Как пример, выражение для потерь тепла с отходящими газами: , где первое слогаемое - теплота содержащаяся в продуктах горения топлива, состаящей из энтальпии продуктов горения и расхода топлива, а второе слогаемое - это теплота отходящих газов технологического процесса.

Из уравнения теплового балланса, определяется расход топлива. Для стационарного технологического процесса:

, где Qтех - потребление тепла технологическими материалами; Qр - расплогаемая теплота технологического процесса; Нр - распологаема теплота топочного процесса; Нпот - тепловые и гарючие потери топлива. ;

, где Со - коэффициент абс. черн. тела; Тэф - температура в ТР; Фи - доля времени, в течении которого, рабочее окно открыто; Пси - обобщающий угловой коэффициент переноса лучистой энергии через открытое окно или отверстие в обмуровке в окружающую среду (коэффициент диафрагмирования).

, где Qохл - расход охлаждающей воды для охлаждаемых элементов ТР; t’’ и t’ - температура на выходе и входе; Сохл - средняя теплоемкость воды на выходе и входе.