КПД котельной установки

КПД котельной

При рассмотрении составляющих баланса тепла котельной установки КПД брутто, т. е. КПД котельной установки без учета служебных расходов энергии на дутьевые вентиляторы, дымососы, питательные насосы и тому подобные расходы, определяется из формулы (94):

КПД котельной установки меньше, так как необходимо учитывать расход тепла и энергии на собственные нужды установки. Повышая эффективность работы КПД котельной установки путем установки дутьевых вентиляторов и дымососов, механизируя трудоемкие процессы топливоподачи и золоудаления, одновременно следует стремиться уменьшать служебные расходы путем рационального проектирования установки в целом и правильной ее эксплуатации.

КПД котельной установки может быть подсчитан следующим образом:

Q_сл подсчитывается в ккал/час, причем, если затрачивается электроэнергия, то ее переводят в расходуемую эквивалентную тепловую с учетом к. п. д. электростанции, для чего, подсчитывая Σ N квт-ч служебных расходов, их умножают на удельный расход тепла на 1 квт-ч выработанной электроэнергии.

Определение КПД котельной установки

Пример. Под чугунным водогрейным секционным котлом ВНИИСТО системы "Универсал" сжигался подмосковный уголь. Топка работала на вентиляторном дутье. В период 6-чаоового "балансового" теплотехнического испытания производились необходимые замеры расхода воды и топлива, измерялись: температура входящей в котел воды и выходящей из его, температура отходящих газов, замерялись разрежения в топке и за котлом, а также давление воздуха в поддувале. Анализ отходящих газов производился приором Орса. Также производился отбор пробы топлива и выгреба из топки шлаков и золы.

Результаты испытания приводятся ниже. Требуется определить КПД котельной, а также и остальные составляющие теплового баланса установки.

Поверхность нагрева котла Як = 24,6 м².

Площадь колосниковой решетки R = 0,625 м².

Объем топочного пространства ly =0,685 м³.

Топливо

Род топлива - подмосковный уголь марки РМ.

Низшая теплотворная способность рабочего топлива Q^p_н в ккал/кг - 2475

Длительность испытания z в час - 6

Количество сожженного топлива за опыт zB в кг - 613

Количество сожженного топлива за 1 час В в кг - 102

Тепловое напряжение колосниковой решетки Q/R в тыс. ккал/м² час - 401

Напряжение топочного пространства Q/V в тыс. ккал\м³ час - 370

Вода

Средний часовой расход воды D в кг - 16600

Температура воды, входящей в котел, t’кв град., - 47,36

Температура воды, выходящей из котла, t”_K в град. - 58,40

Нагрев воды в котле Δt в град. - 11,04

Теплопроизаодительность котла Q_K в ккал/час - 183264

Тепловое напряжение поверхности нагрева Q_K/H_к в ккал/м² час - 7450

Отходящие газы

Средняя температура газов за котлом Т_к=Т_у в град. - 210

Средний состав газов за котлом (%):

RO₂ -11,7

RO₂ + O₂ - 19,5

Решение. 1. Величины К и β находятся по формулам (24) и (54):

2. Величины СО, 0₂ и N₂ определяются по формулам (53) и (60):

3. Определение α_у и L₀ производится по формулам (63), (23) и (25):

4. Количество уноса G_VH в кг/час подсчитывается по золовому балансу (114):

5. Определение потери от механического недожога (Q4, q4) формулы от (109) до (113):

6. Поправочный множетель на механический недожог равен

7. Потеря от химической неполноты сгорания

8. Потеря тепла с отходящими газами

Q₂=I_y - I_в.к.

Теплосодержание отходящих газов вычисляется так (121):

Дутье вентиляторное, поэтому Wф = 0.

Физическое тепло топлива в заданных условиях также не учитывается, i₁ = 0.

Вычисление средних теплоемкостей сухих газов и водяных паров производится следующим образом.

Пользуясь табл. 20, находят средние теплоемкости в пределах от 0 до 210°.

Для трехатомных газов (по С0₂) С₀²¹⁰3 = 0,4308 ккал/нм³ град.

"двухатомных газов (по сухому воздуху)С₀²¹⁰2 = 0,3125"

Средняя теплоемкость сухих тазов, состоящих из смеси трехатомных и двухатомных газов, находится как средняя взвешенная величина:

Для водяных паров С₀²¹⁰= 0,364 ккал/нм³ град.

При подсчетах, когда температура газов не превышает 300°, можно среднюю объемную теплоемкость сухих газов брать равной 0,33 и водяных паров 0,36.

В дальнейшем, подставляя полученные значения теплоемкостей в уравнение теплосодержания отходящих газов, определяют i_у:

Влагосодержание воздуха в котельной во время испытания не определялось, поэтому следует принять обычную цифру d=10 г/кг. Теплосодержание воздуха равно (122):

9. Физическое тепло, потерянное с удаляемыми из топки золой и шлаками (134):

10. Тепло, полезно использованное в установке:

11.Потеря в окружающую среду котельной установки определяется пй разности из баланса тепла как единственно неизвестная величина

Другой вариант подсчетов составляющих теплового баланса выполнен при условии, что известной является потеря тепла котлом в окружающую среду Q^к₃ = 10000 ккал/час.

Искомой величиной в таком случае будет являться потеря от укоса Q^ун₄ ккал/кг.

Первые три пункта первого варианта решения остаются без изменений. Далее определяются Q₁, Q₂, Q₃, Q5 и Q^шл_физ - причем Q₂ и Q₃ -без учета поправки на механический недожог.