Как оценить экономичность котельной установки?

Экономичность работы котельной установки определяется степенью со­вершенства организации процессов горения и передачи теплоты от продуктов сгорания рабочему телу.

Теплота сгорания топлива за вычетом ее потерь от механического и хи­мического недожога, с уходящими газами и в окружающую среду, полезно используется для нагрева воды в водогрейном котле и испарения ее в паро­вом котле.

Распределение тепла, выделяющегося при сжигании топлива, на полез­ное и потери носит название теплового баланса котельной установки.

Баланс тепла котельной установки для 1 кг или 1 м³ сжигаемого топлива выражается равенством:

=Q₁+ Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆, где

 

- располагаемое тепло топлива, т.е. вносимое в котельный агрегат, МДж/кг (ккал/кг);

Q₁ - полезно используемое тепло, получаемое в виде пара или горячей воды, МДж/кг (ккал/кг);

Q₂ - тепло, теряемое с уходящими газами (продуктами сгорания), МДж/кг (ккал/кг);

Q₃ - потеря тепла от химической неполноты сгорания, МДж/кг(ккал/кг);

Q₄ - потеря тепла от механической неполноты сгорания, МДж/кг (ккал/кг);

Q₅ - потеря тепла всеми элементами котельной установки в окружающую среду, МДж/кг (ккал/кг);

Q₆ - потери физического тепла с удаленными из топки шлаком и золой, МДж/кг (ккал/кг).

Располагаемое тепло представляет собой только тепло, вносимое в ко­тельный агрегат с топливом и воздухом. В него входят:

 

= + Q_b + О_фт + Q_ф,где

 

- низшая рабочая теплотворность топлива;

Q_b - тепло, вносимое в топку с воздухом;

О_фт - физическое тепло топлива;

Q_ф - тепло, вносимое паром, используемого в паромеханических форсун­ках для распыления мазута; Значения Q_b, О_фт, Q_ф исключительно малы и не превышают 0,1-0,2 %

теплоты сгорания топлива, их обычно исключают и принимают =

Уравнение теплового баланса в процентах от теплоты сгорания:

 

 

и, если обозначить:

 

и т.д., то получим

100 % = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆, где

 

q₁ - полезно используемое тепло, %,

q₂ – q₆ соответствующие потери тепла в процентах от теплоты сгорания топлива.

Полезно используемое тепло, отнесенное к располагаемому теплу топ­лива, является, по существу, коэффициентом полезного действия котельной установки, т.е.

 

q₁ = η = 100% - (q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆).

 

Значение коэффициента полезного действия может быть также пред­ставлено как отношение полезно используемого тепла к затраченному.

 

 

Выведенный коэффициент полезного действия (КПД) называется КПД брутто.

Котельная установка имеет собственные расходы тепла, пара и воды на паровые насосы, отопление, продувку котла и трубопроводов, парение и утечки воды. Поэтому не все использованное тепло топлива удается отдать потребителям.

Коэффициент полезного действия котельной, учитывающий ее собст­венный расход тепла, называется КПД нетто в отличие от более высокого КПД брутто.