3 ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС І ВИТРАТА ПАЛИВА

Ефективність використання палива в котлоагрегаті визначається двома факторами: повнота процесу спалювання палива і глибина охоло-дження продуктів згорання.

Більша частина теплоти, яка вноситься в котельний агрегат сприймається поверхнями нагріву і передається робочому тілу. За рахунок цієї теплоти відбувається нагрів води до температури кипіння, випаровування і перегрів пари. Це – корисно використана теплота.

Решта теплоти, що складає приблизно 6…20%, не використо-вується на отримання та перегрів пари. Це пояснюється різного роду втратами теплоти, що супроводжують роботу котла.

Розподіл корисної теплоти та внесеної в котлоагрегат прово-диться шляхом складання теплового балансу котла.

В загальному вигляді рівняння теплового балансу котла при усталеному режимі роботи записується так (рис. 3.1)

{Q_н} = {Q_1} + {Q_2} + {Q_3} + {Q_4} + {Q_5} + {Q_6}   (3.1)


де Qн – наявна теплота на 1 кг (1 м3) робочого палива, кДж/кг або кДж/м3;
Q1 – корисно використана теплота, кДж/кг або кДж/м3;
Q2 – втрати теплоти з відхідними газами, кДж/кг або кДж/м3;
Q3 – втрати теплоти від хімічної неповноти згорання, кДж/кг або кДж/м3;
Q4 – втрати теплоти від механічної неповноти згорання, кДж/кг або кДж/м3;
Q5 – втрати теплоти в навколишнє середовище через огородження котла, кДж/кг або кДж/м3;
Q6 – втрати з фізичною теплотою шлаку, кДж/кг або кДж/м3.

Якщо обидві частини рівняння (3.1) розділити на Qн, то отримаємо

{q_1} + {q_2} + {q_3} + {q_4} + {q_5} + {q_6} = 100\%.   (3.2)

Відношення корисної теплоти до наявної називається коефіцієнтом корисної дії

{{{Q_1}} \over {{Q_н}}} = {q_1} = {\eta _k}.   (3.3)

ККД котла може бути визначений за прямим та за зворотним балансом. Рівняння (3.3) є визначенням за прямим балансом у загальному вигляді, ККД за зворотним балансом визначається за формулою

{\eta _k} = 100 - \left( {{q_2} + {q_3} + {q_4} + {q_5} + {q_6}} \right).   (3.4)

ККД котла показує наскільки ефективно (повно) використовується наявна теплота.

Для сучасних (не конденсаційних) котлів ККД сягає 95%. Часто із збільшенням типорозміру котла ККД збільшується. Крім того ККД залежить від виду палива та умов експлуатації котлоагрегату.

В наведеному вище показнику не враховані експлуатаційні витрати, що супроводжують роботу котла, наприклад, витрати електроенергії на насоси, вентилятори, димососи тощо. Тому такий ККД називається ККД брутто котла.

Якщо врахувати всі витрати під час роботи котла можна отримати показник ККД нетто котла.