КПД котла и котельного агрегата

Коэффициент полезного действия котла или КПД котельного агрегата представляет собой отношение величины использования тепла в котельном агрегате К величине затраченного тепла топлива. Часть пара, произведенного в котельном агрегате, непосредственно расходуется на его собственные нужды, например на питательные насосы, дутьевые вентиляторы, дымососы, обдувку поверхностей нагрева. Учитывая эти расходы, вводят понятие КПД котельного агрегата нетто.

Тепло, использованное в котле на получение пара или горячей воды,

Тепло, использованное в котле на получение пара или горячей воды

где В — часовой расход топлива, кг/ч (м3/ч);

D — часовая производительность котельного агрегата, кг/час;

q _к.а — количество тепла, переданное в котельном агрегате воде для превращения ее в пар или для получения горячей воды и отнесенное к 1 кг пара или воды, кДж/кг (ккал/кг);

ŋ_к.а — кпд котельного агрегата.

Для котла, в котором производится насыщенный пар

количество тепла, переданное от котла к воде для превращения ее в пар

где i " — энтальпия насыщенного пара;

i _п.в— энтальпия питательной воды;

q _пр — количество тепла, удаляемого из котельного агрегата с продувочной водой, кДж/кг (ккал/кг); обычно q _пр = (0,01— 0,02) · i ', где i ' — теплосодержание воды при температуре t_н.

Для водогрейного котла, в котором получают горячую воду

где i ₁ — энтальпия воды, поступающей в котел; i ₂ — энтальпия воды, выходящей из котла.

Если известны количество полученного пара и его энтальпия, а также часовой расход топлива и теплота сгорания топлива, то можно определить КПД котельного агрегата, %:

Формула расчета коэффициента полезного действия КПД котельного агрегата

Для современных котельных агрегатов величина q ₁ в зависимости от паропроизводительности котельного агрегата, температуры уходящих газов, рода сжигаемого топлива и способа его сжигания может изменяться в очень широких пределах от 75 до 80% для котельных агрегатов небольшой производительности, в которых твердое топливо сжигается в слоевых топках, и до 91—95% для больших котельных агрегатов с факельным сжиганием топлива. Наиболее высокие КПД получаются для котельных агрегатов, работающих на жидком и газообразном топливе.

Для котельных агрегатов небольшой производительности потери тепла составляют от 20 до 25%, а для крупных от 5 до 9%. Основными потерями тепла являются потери с уходящими дымовыми газами q ₂

Пример. Определить КПД котла и оценить тепловые потери котла паропроизводительностью Q = 10 тонн/час при параметрах пара: давление P = 1,4 МПа (14 кгс/см2) и температура t = 197,3°С. Часовой расход топлива 1500 кг, температура питательной воды 100°С, теплота сгорания топлива Q ^р_н = 20647 кДж/кг (4916 ккал/кг). Оценку тепловых потерь котельного агрегата провести по средним значениям, данным в соответствующих разделах. Величину q _п_р (количество тепла, удаляемого из котельного агрегата с продувочной водой) принять равной 0.

По таблице и заданным параметрам пара: давлению р и температуре t находим его энтальпию ~ 2790 кДж/кг (666 ккал/кг). При 100°С теплосодержание питательной воды составит примерно 419 кДж/кг (100 ккал/кг). Следовательно, тепло, полученное 1 кг пара согласно формуле , q_к_._а = 2790 — 419 = 2371 кДж/кг ( q _к_._а = 666 — 100 = 566 ккал/кг ).

Коэффициент полезного действия котельного агрегата по формуле

Формула расчета коэффициента полезного действия КПД котельного агрегата

Величина тепловых потерь Σ q _i = 100 — ŋ_к.а = 100 — 76,8 = 23,2%. По средним значениям q ₂ , q ₃ , q ₄ приведенным в § Тепловой баланс котельного агрегата, находим q ₂ = 12,5%, q ₃ = 1%, q ₄ = 6,25%. Следовательно, величина потерь в окружающую среду q ₅ = Σ q _i — q ₂ — q ₃ — q ₄ = 23,2 — 12,5 — 1 — 6,25 = 3,45%. ,