Потери теплоты

Потеря теплоты с уходящими газами в тепловом балансе котла является наибольшей. Охладить дымовые газы в котле до температуры окружающей среды невозможно, т.к. с уменьшением разности температур t _ух – t _хв уменьшается температурный напор в поверхности нагрева.

Для ГК q ₂ = 2 – 10%, для ВК q ₂ = 5 – 25%.

q ₂ =

I _ух – энтальпия уходящих газов при данной температуре, кДж/кг;

I _хв – энтальпия холодного воздуха, кДж/кг.

Значение q ₂ зависит от коэффициента избытка воздуха α и температуры уходящих газов t _ух. Снижение t _ух на 10 – 15°C уменьшает q ₂ примерно на 1%.

Для уменьшения q ₂ необходимо снижать I _ух путём поддержания минимального значения коэффициента избытка воздуха, обеспечения чистоты поверхностей нагрева, применения экономайзера и воздухоподогревателя.

С уменьшением α потеря q ₂ снижается, но при этом возможно повышение потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива. Оптимальное значение величины α учитывают по минимуму суммы q ₂ и q ₃.

Одним их основных эксплуатационных мероприятий по поддержанию оптимального значения q ₂ является удаление сажи и накипи путём систематической обдувки поверхностей нагрева и их очистки.

Потеря теплоты от химической неполноты сгорания обусловлена тем, что практически невозможно достичь идеального смесеобразования в топке котла.

q ₃ определяется содержанием в уходящих газах продуктов неполного сгорания топлива (СО, Н₂, СН₄ и других углеводородов). При определении потери q ₃ учитывают лишь содержание окиси углерода (который за время нахождения топлива в топке не успевает окислиться до СО₂), т.к. содержание других веществ ничтожно мало.

Полнота сгорания топлива зависит от качества распыливания и перемешивания топлива с воздухом, значения коэффициента избытка воздуха и температурного уровня горения.

Потери q ₃ возрастают не только при недостатке воздуха, но и при подаче большого количества холодного воздуха, что приводит к переохлаждению топки. При этом увеличивается потеря теплоты из-за увеличения объёма газов.

q ₃ = 100 [%]

СО, СН₄, Н₂ – содержание окиси углерода, метана и водорода в сухих газах, %;

V_сг – удельный объём сухих газов, м³/кг;

3018, 8555, 2579 – теплота сгорания окиси углерода, метана и водорода, кДж/м³.

Причины ухудшения смесеобразования:

износ сопла форсунки; закоксованность фурмы или головки форсунки; неправильная установка форсунки или диффузора; засорение паровых каналов форсунки; неправильная установка или деформация воздухонаправляющего устройства; понижение температуры или давления топлива и попадание в него воды; снижение температуры воздуха.

При оптимальном α и хорошем смесеобразовании значение q ₃ не превышает 0,5%. Этот вид тепловых потерь зависит от вида топлива, способа его сжигания и конструкции топки.

Потеря теплоты от механической неполноты сгорания возможна в случае образования сажи и кокса в отдельных частях топки при нарушении процесса горения:

— неправильное обслуживание;

— сжигание топлива с чрезмерным избытком или недостатком воздуха;

— неудовлетворительное качество распыливания топлива;

— низкая температура в топке.

При правильной эксплуатации котлов, работающих на жидком топливе, потери q ₄ практически нет и её не учитывают (q ₄ = 0).

Потеря теплоты в окружающую среду зависит от размеров котла, компоновки воздушных трактов, тепловых нагрузок, паропроизводительности, обшивки и качества изоляции.

Обшивку современных котлов выполняют с двойными стенками. Между ними движется холодный воздух, подаваемый в топку, что значительно уменьшает теплоотдачу в окружающую среду.

При работе котла с неполной нагрузкой значение q ₅ возрастает. Для водотрубных котлов q ₅ составляет 0,5 – 4%, для огнетрубных 2 – 6%.

При теплотехнических испытаниях котла потерю q ₅ определяют как остаточный член уравнения теплового баланса

q ₅ = 100 – (η_к + q ₂ + q ₃).

Дата добавления: 2015-06-27