Потери тепла в окружающую среду. Потери тепла в окружающую среду q5 водогрейного котла
Потеря тепла в окружающую среду с теплом золы и шлака
Потеря тепла в окружающую среду с теплом золы и шлака
Потеря тепла в окружающую среду с теплом золы и шлака трудно поддается экспериментальному учету.
Потеря тепла в окружающую среду с теплом золы и шлака отдается металлическими поверхностями котла, обмуровкой, топочными дверками и пр. Потеря тепла в окружающую среду с теплом золы и шлака частично теряется тепло за счет излучения топочного факела и слоя топлива при открывании топочных дверок для забрасывания топлива или его разравнивания, чистки шлака и пр. Потеря тепла в окружающую среду с теплом золы и шлака металлическими частями котла не изменяется при колебаниях форсировок, так как температура воды и пара остается постоянной. Наоборот, количество тепла, теряемое обмуровкой, не остается постоянным.
С увеличением форсировок растут температуры в топке и газоходах, до более высоких температур нагреваются стенки обмуровок и увеличивается потеря тепла обмуровкой в окружающую среду. Однако повышение потерь тепла обмуровкой обыкновенно идет не пропорционально увеличению расхода топлива, а сильно отстает, и приблизительно считают, что потеря в окружающую среду всем котлом, включая обмуровку, металлические поверхности котла, топочный фронт и пр., не изменяется при колебаниях нагрузки, а зависит главным образом от соотношений размеров обмуровки и производительности котла.
Пока до получения более уточненных данных можно принимать размеры потерь тепла отопительными котлами различных конструкций Qк5 ккал/час по табл. (27), и потеря в окружающую среду в тепловом балансе котельной установки может быть подсчитана так:
Величины Q5 и q5 в балансе тепла будут изменяться, уменьшаясь при повышении форсировок и, наоборот, увеличиваясь при недогрузках, Qк5 ≈ const.
С особенной яркостью выявляются эти колебания в котлах с внутренними топками, не имеющими омываемых газами кирпичных обмуровок. Если для водотрубных котлов положение о постоянстве часовой потери котлом в окружающую среду можно принять только с известным приближением, в таких котлах, как вертикальные Шухова (рис. 162), локомобильные (рис. 150), паровозные (рис. 151) или чугунные секционные (рис. 139), это вполне оправдывается, так как потеря тепла идет от стенки, режим нагрева которой остается однообразным.
По опытам ВТИ с вертикальным паровым котлом Шухова Нк = 30,65 м2; рк = 6,5 ати; при особо тщательной его изоляции, состоящей из слоя асбестита с кизельгуром толщиной 40 мм, войлока и обшивки снаружи деревянными досками (вся поверхность охлаждения, включая и изолированные лючки, равнялась 21,55 м2), абсолютное количество тепла, теряемое котлом в 1 час, составляло 15800 ккал для высокосортных топлив и 14100 ккал для низкосортных. Различными получились эти потери вследствие того, что потеря лучеиспусканием топочной дверкой как при ее закрытом положении, так и с учетом моментов открывания была определена для высокосортных топлив в 4100 ккал/час, или 61000 ккал/час на 1 м2 поверхности топочной дверки, а для низкосортных - 2400 ккал/час, или 35000 ккал/час на 1 м2 дверки.
При рассмотрении потерь от механического недожога указывалось, что экспериментально трудно поддается учету потеря тепла от уноса и ее часто определяют по разности, зная остальные составляющие теплового баланса. Поэтому при экспериментировании подсчет теплового баланса ведут заранее, задавшись потерей в окружающую среду. Если в установке имеется экономайзер, то к величине q5 принятой для котла, нужно добавить от 0,5 до 1%, в зависимости от размеров экономайзера, боровов, соединяющих его с котлами, а также компактности конструкции. Наиболее точно потерю в окружающую среду котельной установкой можно выяснить путем проведения серии испытаний при сжигании мазута или паза. В таком случае по разности может быть определена потеря не от уноса, который отсутствует, а в окружающую среду.
Получив при различных форсировках работы графин изменения потери в окружающую среду для данной установки, впоследствии при опытах с твердым топливом можно воспользоваться полученной характеристикой изменения этой потери и уже с достаточной точностью находить потерю от уноса.
Для крупных коглоагрегатов ТЭЦ q5 может быть оценена по графику рис. 25.
Потеря тепла в окружающую среду с теплом золы и шлака удаляемых из топок золы и шлаков вообще незначительна, и ее следует учитывать только при сжигании многозольных топлив.
Определение Qшлфиз производится по формуле
где X - множитель меньше единицы, учитывающий золы вследствие уноса;
(ct)а - теплосодержание удаляемого шлака в ккал/кг;
60 - теплота плавления шлака в ккал/кг; учитывается при жидком шлакоудалении.
При незначительности величины Qшлфиз ее можно подсчитать по следующей приблизительной формуле, по которой цифровое значение Qшлфиз совпадает с цифровым значением Ар:
Qшлфиз=Ар ккал/кг. (134)
Формула применима для слоевого сжигания топлива; при камерном сжигании с наличием жидкого шлакоудаления потеря увеличивается примерно в 2 раза.
kotel-kvr.su
Потери тепла в окружающую среду
Топливо и котельные установки
Потери тепла в окружающую среду вызываются охлаждением обмуровки и наружных металлических частей котла во время его работы. Величина этих потерь зависит от размеров наружных
| Рис. 5. Величина потерь тепла в окружающую среду (?5) в зависимости от теплопроизводительности котельного агрегата в ккал{час. |
Поверхностей котла, качества обмуровки и тепловой изоляции, температуры окружающего воздуха и скорости, с которой он омывает наружную поверхность обмуровки. Относительная потеря тепла в окружающую среду, выраженная в процентах от теплотворной способности топлива, зависит от размеров котла. Величина этих потерь при проектировании отопительных котельных агрегатов может быть определена по графику (рис. 5). При нагрузках отличных от нормальной, потеря тепла в окружающую среду д'5 находится из соотношения:
-О
<7,
Где: С? — нормальная теплопроизводительность котла;
— соответствующая ей потеря тепла в окружающую среду в %.
Таким образом, можно считать, что относительная потеря тепла в окружающую среду (<75%) обратно пропорциональна тепловой нагрузке котла.
СЕБЕСТОИМОСТЬ ОТПУЩЕННОГО ТЕПЛА
Итоговым технико-экономическим показателем эксплуатации котельной является себестоимость 1 млн. ккал тепла, отпущенного котельной установкой. Анализ годовых затрат на выработку тепла в котельной установке позволяет выявить недостатки эксплуатации и наметить мероприятия, …
КОМПОНОВКА ОТОПИТЕЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОТЕЛЬНЫХ
Под компоновкой котельной установки подразумевается размещение котельных агрегатов и вспомогательного оборудования в помещении котельной. Компоновка должна обеспечить удобство и безопасность обслуживания котельного оборудования и надлежащие условия труда, но не должна …
Трубопроводы
Паровые котельные установки снабжаются питательными баками, емкость которых принимается равной двухчасовому расходу воды при питании - всех работающих котлов. Обычно уста^- навливают два бака или один бак, разделенный перегородкой на …
msd.com.ua
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС и КПД котла
ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ:
-
Вследствие неизбежных потерь при сжигании топлива в котле химическая энергия не может быть полностью использована. Выделившаяся теплота передаётся лучеиспусканием и конвекцией поверхностям, окружающим топочное пространство. Дымовые газы, проходя по газоходам котла, омывают расположенные на их пути конвективные поверхности нагрева и также отдают им часть своей теплоты. Температура газов постепенно уменьшается, и в дымовую трубу они поступают охлаждёнными. Эти газы получили название: уходящих.
Физическая теплота уходящих газов составляет основную часть потерь в котле.
Устранить полностью потерю теплоты с уходящими газами невозможно, так как для этого необходимо охладить дымовые газы до температуры подаваемого в топку топлива и дутьевого воздуха. По экономическим соображениям делать это нецелесообразно, так как при незначительных перепадах температур между газами и нагреваемым веществом сильно возрастает поверхность нагрева котла.
потери теплоты с уходящими газами,(q2) тем больше, чем выше температура уходящих газов.
На увеличение потерь теплоты влияет коэффициент избытка воздуха.
Попадая в котёл, избыточный воздух поглощает теплоту, поэтому, чем больше воздуха смешивается с уходящими газами, тем больше будут тепловые потери.
-
При неправильной организации процесса горения появляется
потеря теплоты с химической неполнотой сгорания, (q3)
Горение в этом случае протекает неполно, в продуктах горения появляются горючие компоненты, которые способны выделять теплоту при сгорании.
Причинами этих потерь являются: недостаток воздуха, низкая температура в топке, неправильное распределение воздуха и недостаточный объём топочного пространства.
-
При работе котла на твёрдом топливе появляются
потери теплоты от механической неполноты сгорания, (q4)
Причинами этих потерь являются: провал мелких частиц несгоревшего топлива в прозоры колосников, удаление со шлаком частиц несгоревшего топлива и унос мелких топлива в газоходы котла и в дымовую трубу.
Причинами уноса являются: недостаточная высота топки, неправильно выбранный режим топки, сжигание несортированного (рядового) твёрдого топлива.
-
При работе котла стенки его нагреваются и отдают теплоту окружающей среде - тепловые потери, (q5)
Относительное значение наружной площади поверхности обмуровки у малых котлов больше, чем у больших, поэтому потери теплоты в окружающую среду у больших котлов меньше, чем у малых.
Эта потеря для отопительных котлов теплопроизводительностью 0,17 ÷ 1,4 МВт ( 0,15 ÷ 1,2 Гкал/ч ) может изменяться в пределах 5 ÷ 1,5 % при сжигании твёрдого топлива.
- Удельная величина - потери с физической теплотой шлака и золы, (q6)
КПД котла
Полезно используемая теплота определяется, путём вычитания из теплоты сгорания топлива, (Qi) суммарных потерь теплоты (ккал/кг):
Q1 = Qi – (Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6),
или (в процентах): q1(η) = 100 – (q2 + q3 +q4 + q5 + q6).
Отношение полезно использованной теплоты ко всей теплоте, внесённой в топку котла при сжигании топлива, называется коэффициентом полезного действия (КПД) котла:
Например, если при работе водогрейного отопительного котла на твёрдом топливе удельные тепловые потери q2, q3, q4, q5, q6, соответственно составляют 15, 2, 8, 3, и 1 %, то его КПД равняется:
η = 100 – (15 + 2 + 8 + 3 + 1) = 71 %
Величина КПД показывает, что из всей теплоты, получаемой от сжигаемого в котле топлива, полезно расходуется всего лишь 71 %.
Чем выше тепловая нагрузка (форсировка) котла, тем больше топлива сжигается в его топке и тем больше образуется дымовых газов. Одновременно, с увеличением теплопроизводительности котла, при повышенной форсировке растут потери теплоты с уходящими газами, так как температура уходящих газов при увеличении нагрузки возрастает.
С увеличением нагрузки также возрастают потери теплоты от химической и механической неполноты сгорания. Изменение тепловой нагрузки котла влияет на величину тепловых потерь и его КПД.
При минимальной нагрузке основную роль играют потери теплоты в окружающую среду. С ростом нагрузки уменьшаются потери теплоты в окружающую среду, но увеличиваются остальные тепловые потери. КПД котла возрастает и в определённой точке достигает максимальной величины. Потери теплоты с уходящими газами, а также от химической и механической неполноты сгорания (при дальнейшем увеличении нагрузки) возрастают более резко, чем уменьшаются потери теплоты в окружающую среду, КПД котла в этом случае снижается.
Каждый котёл имеет оптимальную нагрузку, являющуюся наиболее экономичной. Эксплуатация котла должна быть организована таким образом, чтобы наибольшую часть времени он работал на максимально экономичном режиме нагрузки.
Чрезмерное уменьшение коэффициента избытка воздуха приводит к появлению химической неполноты сгорания. Потеря теплоты при этом будет тем больше, чем меньше коэффициент избытка воздуха. КПД котла имеет наибольшее значение при определённом коэффициенте избытка воздуха. При чрезмерном увеличении коэффициента избытка воздуха значения потери теплоты с уходящими газами возрастают более резко, чем снижают потери от химической неполноты сгорания, и КПД котла уменьшается.
altai-fakel.ru
