2.8.2.1. Втрати теплоти з димовими газами характеризуються величиною q2,%, значення якої для промислових котлів лежить в межах 4-7%.
Абсолютні втрати теплоти з димовими газами дорівнюють:
, кДж/кг, (2-45)
де: – ентальпія димових газів на виході з котла;
– ентальпія холодного повітря, теоретично необхідного для спалювання 1кг (м3) палива;
– коефіцієнт надлишку повітря на виході з котла.
Зменшення температури відхідних димових газів на 15÷200С дозволяє збільшити к.к.д. приблизно на 1%.
Рекомендується дотримуватися мінімальної різниці температур димових газів і гарячого повітря на рівні ∆t1≥300С, різниці температур димових газів і води, яка надійшла в економайзер, на рівні ∆t 2≥400С.
Збільшення ∆t 1 і ∆t 2 приведе до зменшення поверхонь нагріву водяного економайзера і повітряпідігрівника.
Зменшення температури відхідних димових газів, θд.г., поряд зі збільшенням к.к.д. котла, пов’язане зі збільшенням поверхонь нагріву хвостових поверхонь, зростанням гідравлічних втрат при русі газів. З цим пов’язана зміна технічних характеристик димососу і витрат електричної енергії на нього.
Таким чином вибір величини θд.г. вимагає комплексних техніко-економічних рішень.
На рис. 2-16 схематично наведена залежність сумарних капітальних і експлуатаційних витрат від температури відхідних газів. Оптимальна температура відхідних газів відповідає мінімуму кривої загальних витрат.
2.8.2.2. Втрата теплоти за рахунок хімічного недопалу палива – q3.
При неоптимальному перебігу стадій процесу згорання палива СО,Н2 ,СН4 не встигають згорати в зоні оптимальних для цього температур і частково виносяться за межі топки.
Через відносно низьку температуру газів за межами топки і низьку концентрацію самих компонентів та кисню реакція їх окислення припиняється, що і обумовлює хімічний недопал.
В умовах експлуатації q3 = 0÷0,5%.
2.8.2.3. Втрата теплоти з механічним недопалом – q4.
При спалюванні твердого палива q4 визначається наявністю недопалених частин коксу. При спалюванні рідкого палива і газу механічний недопал обумовлений наявністю в димових газах твердих частинок ( залишків після випаровування крапель мазуту) або частинок сажі, які виникають у високотемпературних зонах при браку кисню.
В умовах експлуатації q4=0,5÷5% для твердого палива (більші цифри відносяться до палив з низьким виходом легких горючих речовин).
Для газу і мазуту q4≤0,1%
2.8.2.4. Втрата теплоти в навколишнє середовище – q5.
Вона визначаються за формулою
, кДж/кг, (2-46)
де: , –конвективна і променева складові коефіцієнта тепловіддачі від зовнішньої стінки обмурівки до навколишнього середовища, кВт/м2К;
– температура зовнішньої стінки обмурівки, ≤ 550С , при якій тепловий потік в навколишнє середовище дорівнює qнавк =0,1÷0,2 кВт/м2;
– площа зовнішньої поверхні обмурівки котла, – витрата палива, кг/с.
Таким чином, . Відношення зростає зі зменшенням продуктивності котла.
Величина q5 лежить в межах 0,2÷1,5% (менші значення відповідають більшій тепловій продуктивності котла).
2.8.2.5. Втрати теплоти зі шлаками, які видаляються з топки – q6.
Шлаки, що видаляються з топки, мають високу температуру. При рідкому шлаковидаленні їх температура дорівнює 1400÷16000С, при твердому – 600÷7000С. Величина q6 залежить від зольності твердого палива і складає q6=≤0,5%. Для газу і мазуту q6 =0%.
Контрольні питання
1. Як визначається коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) котла?
2. В чому полягає різниця між к.к.д. брутто і к.к.д.нетто котла?
3. Який фізичний зміст втрат теплоти з механічним і хімічним недопалом палива та для яких видів палива та способів їх спалювання вони актуальні?