Производственно-отопительная котельная установка с паровым котлом и водяным экономайзером (стр. 7 из 11)
Потери теплоты от наружного охлаждения (q5)обусловлены передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему более низкую температуру. Потери теплоты от наружного охлаждения зависят от теплопроводности обмуровки, ее толщины, поверхности стен, приходящейся на единицу паропроизводительности парового или теплопроизводительности водогрейного котла.
Снижения потерь теплоты q5 можно добиться герметизацией газовоздушного тракта. Необходимо следить за герметичностью обмуровки котлоагрегата, не допускать поступление неорганизованного воздуха в топку и газоходы. Т.к. повышение коэффициента избытка воздуха на 0,1 % вызывает снижение КПД установки на 0,6 %.
8.1 Выбор и обоснование принимаемой температуры уходящих газов
Температура уходящих газов после последней поверхности нагрева (водяного экономайзера или воздухоподоревателя) выбирается по условию эффективного использования теплоты топлива и расхода металла на хвостовые поверхности нагрева. Оптимальное её значение выбирается на основе технико-экономического расчёта.
θух определяется точкой росы водяных паров и паров серной кислоты (при наличие серы в топливе) и составляет от 120°С до 230°С в зависимости от вида сжигаемого топлива. θух должна быть выше точки росы, чтобы не допустить конденсацию водяных паров в уходящих дымовых газах.
Согласно [10, табл. 9-28, С. 174] и [11, табл. 9.12, С. 324] по характеристикам котла и установленного водяного экономайзера выбираем значение θух.
| Топливо | θ"ух, °С |
| Каменные угли с Wп≤6% | 120-150 |
| Бурые угли с Wп=6-16% | 150-170 |
| Топливо с Wп≥16% | 130-200 |
| Торф и древесные отходы при установке воздухоподогревателя | 170-190 |
| Малосернистый мазут | 140-160 |
| Сернистый мазут | 160-180 |
| Высокосернистый мазут | 180-210 |
| Природный газ | 120-140 |
При сжигании сернистого мазута температура уходящих газов составляет
160-180°С [11, табл. 9.12, С. 324]. Принимаем для марки котлоагрегата ДКВр-2,5-13 и установленного водяного экономайзера ЭП2-94: θ"ВЭ = 170°С [11, табл. 8.20, С. 250
8.2 Расчёт потерь теплоты в котельном агрегате
Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой и обозначают
. Располагаемая теплота определяется по формуле:   | (21) |
где
- низшая теплота сгорания рабочей массы топлива; 
- теплота, внесенная поступающим в котлоагрегат воздухом; 
- физическая теплота топлива, учитывается только при сжигании мазута при предварительном подогреве его от постороннего источника теплоты, а также при отсутствии постороннего подогрева для топлива влажностью 
, % где Qirв ккал/кг); 
- теплота, вносимая в агрегат через форсунку при паровом распыливании жидкого топлива (мазута).Определение низшей теплоты сгорания рабочей массы топлива
Для мазута низшая теплота сгорания рабочей массы топлива определяется по формуле:
 , кДж/кг  кДж/кг | (22) |
Определение теплоты, внесённой поступающим в котлоагрегат воздухом
При отсутствии воздухоподогревателя теплота, внесённая поступающим в КА воздухом определяется по формуле:
 | (23) |
где  - энтальпия теоретического объема холодного воздуха, кДж/м3 (кДж/кг); α'т - коэффициент избытка воздуха на входе в топочную камеру. | |
 , кДж/м3 (кДж/кг) | (24) |
| где св = 1,2981 кДж/(м3°С) – теплоёмкость воздуха; tхв – температура холодного воздуха. Принимаем при отсутствии специальных требований tхв = 30°С; V0 – теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 м3 газа (1 кг мазута или твёрдого топлива), м3/м3 (м3/кг). | |
Определение физической теплоты топлива
Для обеспечения нормальной работы мазутных форсунок мазут необходимо подогревать до температуры, обеспечивающей требуемую его вязкость. В данном случае физическую теплоту мазута можно определить по формуле:
 кДж/кг | (25) |
| где tтл – температура топлива, °С (для мазута в зависимости от его вязкоски 90-130°С); стл = =(1,74+0,0025×tтл) – удельная теплоёмкость мазута, кДж/(кг°С). | |
При отсутствии постороннего подогрева для топлива влажностью
, % где Qirв ккал/кг, физическая теплота топлива определяется аналогично по ф-ле (33): | где tтл – температура топлива, °С. Принимаем tтл =20°С; стл – удельная теплоёмкость топлива, (кДж/кг°С). |
Теплоёмкость рабочей массы твёрдого топлива рассчитывается по выражению:
 , кДж/кг | (26) |
| где сстл – теплоёмкость сухой массы топлива, ккал/(кг°С). Принимается по [12, табл.3-1, С.15] | |
Определение теплоты, вносимой в агрегат паровым дутьём
Теплота, вносимая в КА паровым дутьём («форсуночным» паром), Qф определяется по формуле:
  | (27) |
| где Wф – расход пара, кг/кг. Принимаем по характеристике газомазутной горелки, либо Wф =0,30-0,35 кг/кг; hф – энтальпия пара, расходуемого на распыливание топлива (по характеристике газомазутной горелки), кДж/кг. | |
Тепловой баланс котла по обратному методу составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:
 , | (28) |
Потери теплоты с уходящими газами определяются по формуле:
 , | (29) |
где  - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из табл. 5 в сечении газохода после последней поверхности нагрева (после водяного экономайзера или воздухоподогревателя); НУХ – энтальпия уходящих газов, определяется по табл. 6 при соответствующих значениях  и выбранной температуре уходящих газов, кДж/м3; q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания. | |
При отсутствии эксплуатационных данных значения q3, q4 рекомендуется принимать в соответствии с Методикой определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тонн пара в час или менее 20 Гкал в час, табл. В1, прил. В:
- при сжигании мазута: q3 = 0,2%, q4 = 0,1%;
Потери теплоты от наружного охлаждения котла:
[12, рис.5-1 или 13, табл. 4.5, С. 50].