Ефективність використання палива в паровому котлі визначається такими основними чинниками:
1) повнота згорання палива в топочній камері;
2) глибина охолодження продуктів згорання в топці і газоходах котла;
3) величина втрат теплоти в навколишнє середовища.
Коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) котла відображає повноту передачі теплоти, що виділяється при згоранні палива, робочому середовищу котла:
, (2-37)
де: – кількість теплоти, переданої робочому середовищу, кДж/кг;
- наявна теплота палива, кДж/кг.
Величина визначається, як:
, кДж/кг; (2-38)
де:– нижча теплота згорання робочої маси палива, кДж/кг;
– фізична теплота палива, що надходить в топку, кДж/кг;
. Враховується лише при спалюванні мазуту, який надходить у форсунки з температурою не менше 100÷130 0С;
– теплота повітря, яке надходить в котел при його нагріванні за межами котлоагрегату ( в калориферах), кДж/кг;
– теплота пари, яку використовують для розпилювання мазуту в форсунках, кДж/кг;
– теплота розкладу карбонатів мінеральної маси твердого палива (враховується для сланців), кДж/кг.
В той же час можна записати, що
,кДж/кг; (2-39)
де: Q1 – кількість теплоти, яку одержало робоче середовище, з розрахунку на 1 кг (м3) палива
, кДж/кг, (2-40)
в цій формулі:
– кількість пари, що одержують з котла, (продуктивність котла), кг/с (т/год);
В – кількість палива, що згоріло в топці, кг/с (т/год) ;
, ., .– ентальпія, відповідно, перегрітої пари, що виходить з котла (для парового котла, що продукує суху насичену пару для технологічних потреб – ентальпія цієї пари на виході з котла); ентальпія живильної води на вході у водяний економайзер; ентальпія котлової води, що відводиться з барабана котла як продувна вода, кДж/кг;
. – витрата продувної води, кг/сек (м/год);
Q2 – теплота димових газів, що покидають котел, кДж/кг;
Q3 – втрата теплоти з хімічним недопалом палива, кДж/кг;
Q4 – втрата теплоти з механічним недопалом палива, кДж/кг;
Q5 – втрата теплоти в навколишнє середовище через обмурівку, кДж/кг;
Q6 – втрата фізичної теплоти шлаків, що відводяться з топки, кДж/кг.
Якщо ліву і праву частину рівняння розділити на і помножити на 100, то матимемо
, % (2-41)
де: – к.к.д. котла в %,
Величина складових теплових втрат залежить від виду палива, досконалості процесу горіння, теплової продуктивності котла.
Розрізняють к.к.д. котла брутто і нетто.
К.к.д. брутто
, %. (2-42)
Він характеризує досконалість роботи власне котла.
Слід також врахувати витрату електричної енергії на механізми і агрегати, які забезпечують роботу котельної установки – на димососи, вентилятори, живильні насоси, обладнання пилосистем, обдувочні апарати, електродвигуни автоматичного і дистанційного керування, сумарна електрична потужність яких дорівнює Nвл.потр.,(кВт).
Доля витрат, пов’язаних з використанням електричної енергії на власні потреби котла, дорівнює
, (2-43)
де: - к.к.д. вироблення електричної енергії на електростанції;
B – витрата палива в кг/сек.
К.к.д. котлоагрегата нетто, ,визначається як
, %. (2-44)
Залежно від продуктивності котла величина дорівнює 4-6%.
Контрольні питання
1. В чому суть ступеневого випаровування і як його реалізують?
2. Як визначається коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) котла?