Тепловой расчет котельного агрегата типа КВ-ТС (стр. 3 из 6)
3. Тепловой баланс котельного агрегата
3.1 Расчёт потерь теплоты:
При работе котельного агрегата вся поступившая в него теплота Q РР расходуется на выработку полезной теплоты Q 1, содержащейся в паре или горячей воде, и на покрытие различных тепловых потерь. Тепловой баланс котельного агрегата на единицу рассчитываемого топлива имеет вид,
, 
,(3.1)
или в относительных величинах по отношению к располагаемой теплоте Q PP:
;(3.2)
Где Q PP – располагаемая теплота, определяемая по формуле 3.3, кДж/м 3
Q 1, q 1 – полезная теплота, содержащаяся в паре или горячей воде, кДж/м 3, %
Q 2, q 2 – потери теплоты с уходящими газами, кДж/м 3, %
Q 3, q 3 – потери теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/м 3, %
Q 4, q 4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания, кДж/м 3, %
Q 5, q 5 – потери теплоты от наружного охлаждения агрегата, кДж/ 3, %
Q 6, q 6 – потери от физической теплоты удаляемого шлака, охлаждения панелей и балок, не включённых в циркуляционный контур котла, кДж/м 3, %.
Доля потерь теплоты с уходящими газами определяем по формуле:
;(3.3)
Где I УХ, α УХ – энтальпия и коэффициент избытка воздуха уходящих газов за последней поверхностью нагрева котельного агрегата
I 0ХВ – энтальпия теоретического объёма воздуха V 0, требующегося на горение. При расчётах котлов принимается при температуре 30 °С и рассчитывается по формуле:
;(3.4)
В начале расчёта котельного агрегата температуру выбираем в соответствии с таблицей 3.1 [1]. При принятии температуры уходящих газов равной 150 °С
Долю потерь теплоты от химической неполноты сгорания q 3, обусловленную наличием в уходящих продуктах сгорания горючих газов СО, Н 2, СН и других, берём в соответствии с типом топки и сжигаемым топливом по таблице 3.2 [1]. Для камерной топки q 3 = 0,5 %.
Потерю теплоты от механического недожога q 4, наблюдаемую только при сжигании твёрдых топлив и обусловленную наличием в очаговых остатках твёрдых горючих частиц определяем по той же таблице, q 4 = 6,3 %.
%.Потерю теплоты от наружного охлаждения q 5, обусловленную передачей теплоты через обмуровку котельного агрегата наружному воздуху, находим по рисунку 3.1 [1], по известной паропроизводительности , q 5 = 1,47 %.
Потерю теплоты со шлаком и от охлаждения балок и панелей q 6, не включенных в циркуляционный контур котла, определяем по формулам, %
;(3.5)
= (1-0,06516)*8*526/14790; (3.6) 
%3 .2 Расчёт КПД котельного агрегата, расхода топлива и
коэффициента сохранения теплоты:
Коэффициент полезного действия котла по выработанной теплоте, называемый КПД брутто, определяем по уравнению обратного теплового баланса, %
;(3. 7 )
Расход натурального топлива, подаваемого в топку котла, рассчитываем по формуле
: 
;(3.9)
Где Q К и Q PP – должны быть в соотносимых единицах измерения.
Коэффициент сохранения теплоты рассчитываем по формуле:
;(3.10)
4. Тепловой расчёт топочной камеры
Конечной целью поверочного теплового расчёта топочной камеры является определение теоретической температуры горения υ А и расчётной температуры газов на выходе из топки υ Т``.
4.1 Определение геометрических и тепловых характеристик топочной
камеры:
На основании чертежа котла и его технических характеристик (Карауш С.А. Современные котлы малой и средней мощности: Методические указания. ТГАСУ, 2000 – 37с. В дальнейшем [2]), определяем: внутренние границы топочной камеры, её объём, площади поверхности стен топочной камеры, занятые экранами, и поверхности стен топочной камеры. Размеры всех поверхностей нагрева, их конструктивные характеристики: длину, ширину, высоту, диаметр, шаг, число и расположение применяемых труб, расположение решётки.
Выражаем высоту ( h ) из формулы объёма:
; 
;(4.1)
Средний коэффициент тепловой эффективности экранов топочной камеры вычисляем по формуле:
;(4.2)
Где φ ЭК.i – угловой коэффициент экрана, зависящий от расположения экранных труб относительно обмуровки, определяем по рисунку 4.1 [1] Для рассчитываемого котла расположение экранных труб топочной камеры показано на рисунке 1.
ξ ЭК,i – Коэффициент загрязнения экранов топочной камеры находим по таблице 4.1 [1]
F СТ =80,4 – полная площадь внутренних поверхностей стен топочной камеры.
(0,98*0,6*11,2435/80,4)+2*(0,6*0,84*9,8611/80,4)+2*(0,6*0,98*13,3672/80,4)=0,402При тепловых расчётах топочной камеры часто используют величину – тепловое напряжение топочного объёма q V,кВт/
(4.3)
Где V T – объём топочной камеры, м 3
4.2 Поверочный тепловой расчёт топочной камеры
4.2.1. Принятие температуры на выходе из топки
Предварительно задаёмся температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры υ T``. Температура задаётся по таблице 4.2 [1]. Для топочной камеры сжигающей уголь принимаем 850 °С.
4.2.2. Расчёт полезного тепловыделения
Подсчитываем полезное тепловыделение в топочной камере на единицу количества топлива:
(4.4)
Где Q В – теплота, вносимая в топку воздухом. Для промышленных или водогрейных котлов без воздухоподогревателя определяется так:
(4.5)
4.2.3. Определение эффективной толщины излучающего слоя газа в топке,м
