Топлинният баланс на котелния агрегат установява равенство между количеството топлина, постъпващо в блока, и нейното потребление. Въз основа на топлинния баланс на котелния агрегат се определя разходът на гориво и се изчислява коефициентът на полезно действие, който е най-важната характеристика на енергийната ефективност на котела.

В котелния агрегат химически свързаната енергия на горивото по време на процеса на горене се преобразува във физическата топлина на горимите продукти от горенето. Тази топлина се използва за генериране и прегряване на пара или загряване на вода. Поради неизбежните загуби при пренос на топлина и преобразуване на енергия, продуктът (пара, вода и др.) поема само част от топлината. Другата част се състои от загуби, които зависят от ефективността на организацията на процесите на преобразуване на енергия (изгаряне на гориво) и пренос на топлина към произвеждания продукт.

Топлинният баланс на котелния агрегат е да се установи равенство между количеството топлина, получено в блока, и сумата на използваната топлина и топлинните загуби. Топлинният баланс на котелния агрегат се съставя за 1 kg твърдо или течно гориво или за 1 m 3 газ. Уравнението, в което топлинният баланс на котелния агрегат за стационарно топлинно състояние на агрегата се записва в следната форма:

Q p / p = Q 1 + ∑Q n

Q p / p \u003d Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 (19.3)

Където Q p / p е наличната топлина; Q 1 - използвана топлина; ∑Q n - общи загуби; Q 2 - загуба на топлина с изходящи газове; Q 3 - загуба на топлина от химическо недоизгаряне; Q 4 - загуба на топлина от механична непълнота на изгаряне; Q 5 - загуба на топлина в околната среда; Q 6 - загуба на топлина с физическата топлина на шлаката.

Ако всеки член от дясната страна на уравнение (19.3) се раздели на Q p / p и се умножи по 100%, получаваме втората форма на уравнението, в която топлинният баланс на котелния агрегат:

q 1 + q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6 = 100% (19.4)

В уравнение (19.4) стойността q 1 представлява ефективността на инсталацията "бруто". Не се отчитат енергийните разходи за обслужване на котелната инсталация: задвижването на димоотводи, вентилатори, захранващи помпи и други разходи. "Нетният" коефициент на ефективност е по-малък от "брутния" коефициент на ефективност, тъй като отчита енергийните разходи за собствените нужди на централата.

Лявата входяща част от уравнението на топлинния баланс (19.3) е сумата от следните количества:

Q p / p \u003d Q p / n + Q v.vn + Q пара + Q физически (19.5)

където Q B.BH е топлината, въведена в котелния агрегат с въздух на 1 kg гориво. Тази топлина се взема предвид, когато въздухът се нагрява извън котела (например в парни или електрически нагреватели, монтирани преди въздушния нагревател); ако въздухът се нагрява само в въздушния нагревател, тогава тази топлина не се взема предвид, тъй като се връща в пещта на уреда; Q пара - топлина, въведена в пещта с доменна (дюза) пара на 1 kg гориво; Q физически t - физическа топлина на 1 kg или 1 m 3 гориво.

Топлината, въведена с въздуха, се изчислява по равенството

Q V.BH \u003d β V 0 C p (T g.vz - T h.vz)

където β е съотношението на количеството въздух на входа на въздушния нагревател към теоретично необходимото; c p е средният обемен изобарен топлинен капацитет на въздуха; при температури на въздуха до 600 K може да се разглежда с p = 1,33 kJ / (m 3 K); T g.vz - температура на нагрятия въздух, K; T x.vz - температурата на студения въздух, обикновено приемана за 300 K.

Топлината, въведена с пара за пръскане на мазут (пара на дюзата), се намира по формулата:

Q двойки \u003d W f (i f - r)

където W f - разход на инжекторна пара, равен на 0,3 - 0,4 kg/kg; i f - енталпия на парата на дюзата, kJ/kg; r е топлината на изпаряване, kJ/kg.

Физическа топлина на 1 кг гориво:

Q физическо t - с t (T t - 273),

където c t е топлинният капацитет на горивото, kJ/(kgK); T t - температура на горивото, K.

Стойността на Q физическо. t обикновено е незначително и рядко се взема предвид при изчисленията. Изключение правят мазут и нискокалоричен горим газ, за ​​които стойността на Q физически.t е значителна и трябва да се вземе предвид.

Ако няма предварително загряване на въздуха и горивото и парата не се използва за пулверизиране на горивото, тогава Q p / p = Q p / n. Членовете на топлинните загуби в уравнението на топлинния баланс на котелния агрегат се изчисляват на базата на уравненията, дадени по-долу.

1. Топлинните загуби с отработени газове Q 2 (q 2) се определят като разликата между енталпията на газовете на изхода на котелния агрегат и въздуха, влизащ в котелния агрегат (въздухонагревателя), т.е.

където V r е обемът на продуктите от горенето на 1 kg гориво, определен по формулата (18.46), m 3 / kg; c р.r, с р.в - средни обемни изобарни топлинни мощности на продуктите от горене на гориво и въздух, определени като топлинни мощности на газовата смес (§ 1.3) с помощта на таблици (виж Приложение 1); T uh, T x.vz - температури на димните газове и студения въздух; a - коефициент, отчитащ загубите от механично недоизгаряне на горивото.

Котелни агрегати и промишлени пещи работят, като правило, при известен вакуум, който се създава от димоотводи и комин. В резултат на това чрез липсата на плътност в оградите, както и чрез ревизионни люкове и т.н. от атмосферата се изсмуква определено количество въздух, чийто обем трябва да се вземе предвид при изчисляване на I ux.

Енталпията на целия въздух, влизащ в уреда (включително вендузите), се определя от коефициента на излишния въздух на изхода на инсталацията α ux = α t + ∆α.

Общото засмукване на въздух в котелни инсталации не трябва да надвишава ∆α = 0,2 ÷ 0,3.

От всички топлинни загуби Q 2 е най-значителен. Стойността на Q 2 нараства с увеличаване на съотношението на излишния въздух, температурата на димните газове, съдържанието на влага на твърдото гориво и баластирането с негорими газове на газообразно гориво. Намаляването на засмукването на въздуха и подобряването на качеството на горене водят до известно намаляване на топлинните загуби Q 2 . Основният определящ фактор, влияещ върху загубата на топлина от отработените газове, е тяхната температура. За да се намали T uh, площта на използващите топлина нагревателни повърхности - въздушни нагреватели и икономийзери - се увеличава.

Стойността на Tx влияе не само върху ефективността на уреда, но и върху капиталовите разходи, необходими за инсталиране на въздухонагреватели или икономийзери. С намаляване на Tx ефективността се увеличава и разходът на гориво и разходите за гориво намаляват. Това обаче увеличава площите на използващите топлина повърхности (при малка температурна разлика площта на топлообменната повърхност трябва да се увеличи; виж § 16.1), в резултат на което се увеличават разходите за монтаж и експлоатационни разходи. Следователно, за новопроектирани котелни агрегати или други инсталации, консумиращи топлина, стойността на T uh се определя от техническо и икономическо изчисление, което отчита влиянието на T uh не само върху ефективността, но и върху размера на капиталовите разходи и оперативни разходи.

Друг важен фактор, влияещ върху избора на Tx, е съдържанието на сяра в горивото. При ниски температури (по-ниски от температурата на точката на оросяване на димните газове) водната пара може да кондензира по тръбите на нагревателните повърхности. При взаимодействие със серни и серни анхидриди, които присъстват в продуктите на горенето, се образуват сярна и сярна киселини. В резултат на това нагревателните повърхности са подложени на интензивна корозия.

Съвременните котелни агрегати и пещи за изгаряне на строителни материали имат T uh = 390 - 470 K. При изгаряне на газ и твърди горива с ниска влажност T uh - 390 - 400 K, мокри въглища

T yx \u003d 410 - 420 K, мазут T yx = 440 - 460 K.

Влагата на горивото и негоримите газообразни примеси са газообразуващ баласт, който увеличава количеството на продуктите от горенето, получени от изгарянето на горивото. Това увеличава загубата Q 2 .

Когато се използва формула (19.6), трябва да се има предвид, че обемите на продуктите от горенето се изчисляват без да се отчита механичното недоизгаряне на горивото. Действителното количество продукти от горенето, като се вземе предвид механичната непълнота на горенето, ще бъде по-малко. Това обстоятелство се взема предвид чрез въвеждане на корекционен коефициент a = 1 - p 4 /100 във формула (19.6).

2. Загуба на топлина от химическо недоизгаряне Q 3 (q 3). Газовете на изхода на пещта могат да съдържат продукти от непълно изгаряне на гориво CO, H 2 , CH 4 , чиято топлина на горене не се използва в обема на пещта и по-нататък по пътя на котелния агрегат. Общата топлина на изгаряне на тези газове определя химическото недоизгаряне. Причините за химическо недоизгаряне могат да бъдат:

• липса на окислител (α<; 1);
• лошо смесване на горивото с окислителя (α ≥ 1);
• голям излишък на въздух;
• ниско или прекомерно високо специфично отделяне на енергия в горивната камера q v , kW/m 3 .

Липсата на въздух води до факта, че част от горимите елементи на газообразните продукти от непълно изгаряне на горивото може изобщо да не горят поради липсата на окислител.

Лошото смесване на горивото с въздуха е причина или за локална липса на кислород в зоната на горене, или, обратно, за голям излишък от него. Големият излишък на въздух причинява понижаване на температурата на горене, което намалява скоростта на реакциите на горене и прави горивния процес нестабилен.

Ниското специфично топлоотдаване в пещта (q v = BQ p / n / V t, където B е разходът на гориво; V T е обемът на пещта) е причина за силно разсейване на топлината в обема на пещта и води до намаляване в температура. Високите стойности на qv също причиняват химическо недоизгаряне. Това се обяснява с факта, че е необходимо определено време за завършване на реакцията на горене и със значително надценена стойност на qv, времето, прекарано от сместа въздух-гориво в обема на пещта (т.е. в зоната на най-високите температури ) е недостатъчна и води до появата на горими компоненти в газообразните продукти на горене. В пещите на съвременните котелни агрегати допустимата стойност на qv достига 170 - 350 kW / m 3 (виж § 19.2).

За новопроектирани котелни агрегати стойностите на qv се избират според нормативните данни в зависимост от вида на изгореното гориво, метода на горене и конструкцията на горивното устройство. По време на балансовите тестове на работещи котелни агрегати, стойността на Q 3 се изчислява според данните от газовия анализ.

При изгаряне на твърди или течни горива стойността на Q 3, kJ / kg, може да се определи по формулата (19.7)

3. Загуба на топлина от механично непълно изгаряне на гориво Q 4 (g 4). При изгарянето на твърди горива остатъците (пепел, шлака) могат да съдържат определено количество неизгорели горими вещества (главно въглерод). В резултат на това химически свързаната енергия на горивото се губи частично.

Топлинните загуби от механично непълно изгаряне включват топлинни загуби поради:

• пробив на малки частици гориво през пролуките в решетката Q CR (q CR);
• отстраняване на част от неизгоряло гориво с шлака и пепел Q shl (q shl);
• увличане на малки горивни частици от димните газове Q un (q un)

Q 4 - Q pr + Q un + Q sl

Топлинните загуби q yn придобиват големи стойности по време на изгаряне на прахообразно гориво, както и при изгаряне на незалепващи въглища в слой върху неподвижни или подвижни решетки. Стойността на q un за пластови пещи зависи от видимото специфично освобождаване на енергия (топлинно напрежение) на огледалото за горене q R, kW / m 2, т.е. върху количеството освободена топлинна енергия, отнесено към 1 m 2 от горящия слой гориво.

Допустимата стойност на q R BQ p / n / R (B - разход на гориво; R - площ на огледалото за горене) зависи от вида на изгореното твърдо гориво, конструкцията на пещта, коефициента на излишък на въздух и др. В пластовите пещи на съвременните котелни агрегати стойността на q R има стойности в диапазона от 800 - 1100 kW / m 2. При изчисляване на котелни агрегати стойностите q R, q 4 \u003d q np + q sl + q un се вземат съгласно нормативните материали. По време на балансовите тестове загубата на топлина от механично недоизгаряне се изчислява според резултатите от лабораторен технически анализ на сухи твърди остатъци за тяхното съдържание на въглерод. Обикновено за пещи с ръчно зареждане на гориво q 4 = 5 ÷ 10%, а за механични и полумеханични пещи q 4 = 1 ÷ 10%. При изгаряне на прахообразно гориво в факел в котелни агрегати със средна и висока мощност q 4 = 0,5 ÷ 5%.

4. Загубата на топлина в околната среда Q 5 (q 5) зависи от голям брой фактори и основно от размера и конструкцията на котела и пещта, топлопроводимостта на материала и дебелината на стената на облицовката, топлинната производителност на котелния агрегат, температура на външния слой на облицовката и околния въздух и др. d.

Топлинните загуби към околната среда при номинален капацитет се определят според нормативните данни в зависимост от мощността на котелния агрегат и наличието на допълнителни нагревателни повърхности (икономайзер). За парни котли с капацитет до 2,78 kg / s пара q 5 - 2 - 4%, до 16,7 kg / s - q 5 - 1 - 2%, повече от 16,7 kg / s - q 5 \u003d 1 - 0 ,5%.

Топлинните загуби в околната среда се разпределят през различни газопроводи на котелния блок (пещ, паронагревател, икономийзер и др.) пропорционално на топлината, отделяна от газовете в тези газопроводи. Тези загуби се вземат предвид чрез въвеждане на коефициента на запазване на топлината φ = 1 q 5 / (q 5 + ȵ k.a), където ȵ k.a е ефективността на котелния агрегат.

5. Загубата на топлина с физическата топлина на пепелта и шлаката, отстранена от пещите Q 6 (q 6) е незначителна и трябва да се вземе предвид само при послойно и камерно изгаряне на многопепелни горива (като кафяви въглища, шисти), за които е 1 - 1, 5%.

Топлинни загуби с гореща пепел и шлака q 6,%, изчислени по формулата

където a shl - делът на горивната пепел в шлаката; С sl - топлинен капацитет на шлаката; T sl - температура на шлаката.

В случай на изгаряне на прахообразно гориво, a shl = 1 - a un (a un е делът на горивната пепел, отнесена от пещта с газове).

За пещи с пластове a sl shl = a sl + a pr (a pr е делът на горивната пепел в „потапянето“). При сухо отстраняване на шлаката температурата на шлаката се приема за Tsh = 870 K.

При отстраняване на течна шлака, което понякога се наблюдава по време на изгаряне на прахообразно гориво, T slug \u003d T пепел + 100 K (T пепел е температурата на пепелта в течно състояние на топене). При послойно изгаряне на нефтени шисти, пепелното съдържание Ar се коригира за съдържанието на въглероден диоксид в карбонатите, равно на 0,3 (СО 2), т.е. съдържанието на пепел се приема равно на A P + 0,3 (CO 2) p / k. Ако отстранената шлака е в течно състояние, тогава стойността на q 6 достига 3%.

В пещите и сушилните, използвани в производството на строителни материали, освен разглежданите топлинни загуби, е необходимо да се вземат предвид и топлинните загуби на транспортните устройства (например колички), върху които материалът е подложен на топлинна обработка. Тези загуби могат да достигнат до 4% или повече.

По този начин "брутната" ефективност може да се определи като

ȵ k.a = g 1 - 100 - ∑q загуби (19.9)

Означаваме топлината, възприемана от продукта (пара, вода), като Qk.a, kW, тогава имаме:

за парни котли

Q 1 \u003d Q k.a = D (i n.n - i p.n) + pD / 100 (i - i p.v) (19.10)

за бойлери за гореща вода

Q 1 = Q k.a = M in с r.v (T out - T in) (19.11)

където D е капацитетът на котела, kg/s; i p.p - енталпия на прегрята пара (ако котелът произвежда наситена пара, тогава вместо i p.v трябва да се постави (i pn) kJ / kg; i p.v - енталпия на захранващата вода, kJ / kg; p - количество вода, отстранено от котелният агрегат, за да се поддържа допустимото съдържание на сол в котелната вода (т.нар. непрекъснато продухване на котела), %; i - енталпия на котелната вода, kJ / kg; M in - воден поток през котелния блок, kg/s; c r.v - топлинен капацитет на водата, kJ/(kgK); Tout - температура на горещата вода на изхода на котела; Tin - температура на водата на входа на котела.

Разходът на гориво B, kg / s или m 3 / s, се определя по формулата

B \u003d Q k.a / (Q r / n ȵ k.a) (19.12)

Обемът на продуктите от горенето (виж § 18.5) се определя без да се вземат предвид загубите от механично недоизгаряне. Следователно по-нататъшното изчисляване на котелния блок (топлообмен в пещта, определяне на площта на нагревателните повърхности в газопроводите, въздушния нагревател и икономийзера) се извършва според прогнозното количество гориво Вр:

(19.13)

При изгаряне на газ и мазут B p \u003d B.

Ефективност на котела брутенхарактеризира ефективността на използване на топлината, подадена към котела, и не взема предвид цената на електрическата енергия за задвижване на вентилатори на тяга, димоотвод, захранващи помпи и друго оборудване. При работа на газ

h br k \u003d 100 × Q 1 / Q c n. (11.1)

Разходите за енергия за спомагателни нужди на котелната инсталация се отчитат от ефективността на котела нето

h n k \u003d h br k - q t - q e, (11.2)

където q t, q e- относителни разходи за собствени нужди от топлинна и електрическа енергия, съответно. Топлинните загуби за собствени нужди включват топлинни загуби при продухване, продухване на екрани, пръскане на мазут и др.

Основните сред тях са топлинните загуби при продухване.

q t \u003d G pr × (h k.v - h p.v) / (B × Q c n) .

Относителна консумация на електроенергия за собствени нужди

q el \u003d 100 × (N p.n / h p.n + ​​N d.v / h d.v + N d.s / h d.s) / (B × Q c n) ,

където N p.n, N d.v, N d.s - цената на електрическата енергия за задвижване на захранващи помпи, вентилатори на тягата и димоотводи, съответно; h p.n, h d.v, h d.s - ефективност на захранващите помпи, вентилаторите за тяга и димоотводите, съответно.

11.3. Методика за извършване на лабораторна работа
и резултатите от обработката

Балансовите тестове в лабораторни условия се извършват при стационарна работа на котела, при спазване на следните задължителни условия:

Продължителността на монтажа на котела от разпалването до началото на изпитването е най-малко 36 часа,

Продължителността на поддържане на тестовото натоварване непосредствено преди теста е 3 часа,

Допустимите колебания на натоварването в интервала между два съседни експеримента не трябва да надвишават ± 10%.

Измерването на стойностите на параметрите се извършва с помощта на стандартни инструменти, монтирани на щита на котела. Всички измервания трябва да се извършват едновременно поне 3 пъти с интервал от 15-20 минути. Ако резултатите от два едноименни експеримента се различават с не повече от ±5%, тогава за резултат от измерването се приема тяхното средноаритметично. При по-голямо относително несъответствие се използва резултатът от измерването в третия, контролен експеримент.

Резултатите от измерванията и изчисленията се записват в протокола, чийто вид е даден в табл. 26

Таблица 26

Определяне на топлинните загуби от котела

Име на параметъра	символ	Мерна единица мярка.	Резултати в експерименти
№1	№2	№3	Средното
Обем на димните газове	V g	m 3 / m 3
Среден обемен топлинен капацитет на димните газове	C g ¢	kJ / (m 3 K)
Температура на димните газове	Дж	°C
Загуба на топлина с димни газове	Q2	MJ / m 3
Обем на 3-атомни газове	V-RO 2	m 3 / m 3
Теоретичен обем на азота	V° N 2	m 3 / m 3
Излишък от кислород в димните газове	ъгъл	---
Теоретичен обем на въздуха	V° ин	m 3 / m 3
Обем на сухите газове	V sg	m 3 / m 3
Обем на въглероден окис в димните газове	CO	%
Топлина на горене CO	Q CO	MJ / m 3
Обем на водорода в димните газове	H 2	%
Калорична стойност H 2	Q H 2	MJ / m 3
Обем на метан в димните газове	CH 4	%
Калорична стойност CH 4	Q CH 4	MJ / m 3
Загуба на топлина от химическо непълно изгаряне	Q 3	MJ / m 3
	q 5	%
Загуба на топлина от външно охлаждане	Q5	MJ / m 3

Краят на масата. 26

Таблица 27

Брутна и нетна ефективност на котела

Име на параметъра	символ	Мерна единица мярка.	Резултати в експерименти
№1	№2	№3	Средното
Консумация на електроенергия енергия за задвижване на захранващи помпи	N б.с.
Консумация на електроенергия енергия за задвижване на вентилаторите на вентилатора	N d.v
Консумация на електроенергия енергия за задвижване на димоотводи	N d.s
Ефективност на захранващите помпи	ч пн
Ефективност на вентилаторите	h dv
Ефективност на димоотводите	ч дм
Относителна консумация ел. енергия за собствени нужди	q имейл
Нетната ефективност на котела	h net to	%

Анализ на резултатите от лабораторната работа

Стойността на h br k, получена в резултат на работата по метода на директния и обратния баланс, трябва да се сравни със стойността на паспорта, равна на 92,1%.

Анализирайки влиянието върху ефективността на котела на количеството топлинна загуба с димни газове Q 2 , трябва да се отбележи, че повишаване на ефективността може да се постигне чрез понижаване на температурата на димните газове и намаляване на излишния въздух в котела. В същото време понижаването на температурата на газовете до температурата на точката на оросяване ще доведе до кондензация на водни пари и нискотемпературна корозия на нагревателните повърхности. Намаляването на стойността на коефициента на излишния въздух в пещта може да доведе до недоизгаряне на горивото и увеличаване на загубите Q 3 . Следователно температурата и излишният въздух не трябва да са под определени стойности.

След това е необходимо да се анализира влиянието върху ефективността на работата на котела на натоварването му, с чийто растеж се увеличават загубите с димни газове, а загубите Q 3 и Q 5 намаляват.

Лабораторният доклад трябва да заключи за нивото на ефективност на котела.

тестови въпроси

1. По какви показатели за работата на котела може да се направи извод за ефективността на неговата работа?
2. Какъв е топлинният баланс на котела? По какви методи може да се компилира?
3. Какво се разбира под брутна и нетна ефективност на котела?
4. Какви топлинни загуби се увеличават по време на работа на котела?
5. Как може да се увеличи q 2?
6. Какви параметри оказват значително влияние върху ефективността на котела?

Ключови думи:топлинен баланс на котела, брутна и нетна ефективност на котела, корозия на нагревателните повърхности, коефициент на излишък на въздух, натоварване на котела, топлинни загуби, димни газове, химическа непълнота на изгаряне на горивото, ефективност на котела.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процеса на провеждане на лабораторен семинар по курса на котелни инсталации и парогенератори, студентите се запознават с методите за определяне на калоричността на течното гориво, влажността, летливите мощности и съдържанието на пепел в твърдото гориво, дизайна на DE- парен котел 10-14GM и експериментално изследвайте протичащите в него топлинни процеси.

Бъдещите специалисти изучават методите за изпитване на котелно оборудване и придобиват необходимите практически умения, необходими за определяне на топлинните характеристики на пещта, съставяне на топлинния баланс на котела, измерване на неговата ефективност, както и съставяне на солевия баланс на котела и определяне на стойност на оптималното продухване.

Библиографски списък

1. Хлебников В.А. Тестване на оборудването на котелната инсталация:
Лабораторна практика. - Йошкар-Ола: MarGTU, 2005.

2. Сиделковски Л.Н., Юренев В.Н. Котелни инсталации на промишлени предприятия: Учебник за ВУЗ. – М.: Енергоатомиздат, 1988.

3. Трембовля V.I., Finger E.D., Avdeeva A.A. Топлотехнически изпитания на котелни инсталации. - М.: Енергоатомиздат, 1991.

4. Александров А.А., Григориев Б.А. Таблици на топлофизичните свойства на водата и парата: Наръчник. Rec. състояние. стандартна услуга за справочни данни. GSSSD R-776-98. – М.: Издателство МЕИ, 1999.

5. Липов Ю.М., Третяков Ю.М. Котелни инсталации и парогенератори. - Москва-Ижевск: Изследователски център "Регулярна и хаотична динамика", 2005.

6. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Третяков Ю.М., Смирнов О.К. Изпитания на оборудването на котелното на ТЕЦ MPEI. Лабораторен семинар: Учебник за дисциплината "Котелни инсталации и парогенератори". – М.: Издателство MPEI, 2000.

7. Roddatis K.F., Poltaretsky A.N. Наръчник за котелни инсталации с малък капацитет / Изд. K.F.Roddatis. – М.: Енергоатомиздат, 1989.

8. Янкелевич V.I. Регулиране на нефт-газови промишлени котелни. – М.: Енергоатомиздат, 1988.

9. Лабораторна работа по дисциплините "Топлогенериращи процеси и инсталации", "Котелни инсталации на промишлени предприятия" / Комп. Л. М. Любимова, Л. Н. Сиделковски, Д. Л. Славин, Б. А. Соколов и др. / Изд. Л. Н. Сиделковски. – М.: Издателство МЕИ, 1998.

10. Топлинно изчисление на котелни агрегати (Нормативен метод) / Изд. Н. В. Кузнецова. - М.: Енергия, 1973.

11. SNiP 2.04.14-88. Котелни инсталации/Госстрой на Русия. - М .: CITP Госстрой на Русия, 1988 г.

Учебно издание

ХЛЕБНИКОВ Валерий Алексеевич

КОТЕЛНИ ИНСТАЛАЦИИ
И ПАРОГЕНЕРАТОРИ

Лабораторен цех

Редактор КАТО. Емелянова

компютърен комплект В. В. Хлебников

Компютърно оформление В. В. Хлебников

Подписан за публикуване на 16.02.08г. Формат 60x84/16.

Офсетна хартия. Офсетов печат.

R.l. 4.4. Uch.ed.l. 3.5. Тираж 80 бр.

Заповед No 3793. С - 32

Марийски държавен технически университет

424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3

Редакционно-издателски център

Марийски държавен технически университет

424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

През 2020 г. се планира генерирането на 1720-1820 милиона Gcal.

Милиграмов еквивалент е количеството на веществото в милиграми, числено равно на съотношението на молекулното му тегло към валентността в дадено съединение.

Топлинният баланс на котелния агрегат установява равенство между количеството топлина, постъпващо в блока, и нейното потребление. Въз основа на топлинния баланс се определя разходът на гориво и се изчислява коефициентът на полезно действие и ефективността на котелния агрегат.

В котелния агрегат химически свързаната енергия на горивото по време на процеса на горене се преобразува във физическата топлина на горимите продукти от горенето. Тази топлина се използва за загряване на вода. Поради неизбежните загуби при пренос на топлина и преобразуване на енергия, продуктът (вода) получава само част от топлината. Другата част се състои от загуби, които зависят от ефективността на организацията на процесите на преобразуване на енергия (изгаряне на гориво) и пренос на топлина към произвеждания продукт.

Уравнението на топлинния баланс за стационарно термично състояние на уреда:

(37)

(38)

къде е наличната топлина, ;

- полезна топлина, ;

Общо загуби, ;

– загуба на топлина с изходящи газове, ;

– загуба на топлина от химическо недоизгаряне, ;

– загуба на топлина от механична непълнота на изгаряне, ;

– загуба на топлина в околната среда, ;

- загуба на топлина с физическата топлина на шлаката.

Лявата входяща част от уравнението на топлинния баланс (38) е сумата от следните количества:

(39)

където е топлината, въведена в котелния агрегат с въздух за 1 гориво; тази топлина се взема предвид, когато въздухът се нагрява извън котела (например в парни или електрически нагреватели, монтирани преди въздушния нагревател); ако въздухът се нагрява само в въздушния нагревател, тогава топлината не се взема предвид, тъй като се връща в пещта на уреда;

– топлина, въведена с пара за пръскане на мазут (пара на дюзата);

– физическа топлина на 1 гориво.

Защото няма предварително загряване на въздуха и горивото и парата не се използва за пулверизиране на горивото, тогава формула (39) приема формата:

Ефективността на водогреен котел е съотношението на използваната полезна топлина за производство на топла вода към наличната топлина на котела. Не цялата полезна топлина, генерирана от котелния агрегат, се изпраща на потребителите, част от топлината се изразходва за собствени нужди. Имайки предвид това, ефективността на котела се разграничава по генерираната топлина (брутен КПД) и по отделената топлина (нетна ефективност).Потреблението за собствени нужди се определя от разликата между генерираната и отделената топлина.

В резултат на това брутната ефективност на един котел характеризира степента на неговото техническо съвършенство, а нетната ефективност - неговата търговска ефективност. Брутната ефективност на котелния агрегат се определя от уравнението за директен баланс:

където са относителните топлинни загуби с отработени газове, от химическа непълнота на изгаряне на горивото, от външно охлаждане.

Относителните топлинни загуби с изходящите газове се определят по формулата:

- загуба на топлина от механична непълнота на изгаряне (отчита се само при изгаряне на твърди и течни горива), %

6.1.4 Изчисляване на количеството гориво, изгорено в котелния агрегат

Общо изчисление на горивото, подадено в пещта на котелния блок:

където е дебитът на водата през котелния агрегат, kg/s;

- енталпия на топла и студена вода (на изхода и входа на котела), kJ / kg

По този начин,

Списък на използваните източници

1. Строителна климатология. SNiP 23-01-99.

2. Котелни инсталации. SNiP II-35-76.

3. Енергийна ефективност на жилищни и обществени сгради. Норми за консумация на енергия и термична защита. TSN 23-341-2002 на Рязанската областна администрация на Рязанска област, Рязан - 2002 г.

4. Топлинни мрежи. SNiP 2.04.07-86.

5. Топлинно изчисление на котелни инсталации. Методически указания за извършване на селищна работа No1. Мордовски държавен университет на името на Н. П. Орагев. Саранск, 2005 г.

6. Естеркин Р.И. Котелни инсталации. Курсово и дипломно проектиране: учеб. надбавка За техникумите. - Л.: Енергоатомиздат. Ленинград. катедра, 1989г.

7. Избор и изчисляване на топлообменници. Урок. Пензенския държавен университет. Пенза, 2001 г.

8. Roddatis K.F. Котелни инсталации. Учебник за студенти от неенергийни специалности на университети. - М .: "Енергия", 1977.

9. Roddatis K.F., Poltaretsky A.N. Наръчник за котелни инсталации с ниска производителност. – М.: Енергоатомиздат, 1989.

10. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзинш Е.Я. Производствени и отоплителни котли, 2-ро изд. – М.: Енергоатомиздат, 1984.

11. Наръчник на оператора на газифицирани котелни. Л. Я. Порецки, Р. Р. Рибаков, Е. Б. Столпнер и други - 2-ро изд., преработено. и вътр. - Л.: Недра, 1988.

12. Александров А.А., Григориев Б.А. Таблици на топлофизичните свойства на водата и парата: Наръчник. Rec. състояние. стандартна услуга за справочни данни. GSSSD R-776-98 - M .: Издателство MPEI. 1999 г.

13. Уебсайт на Viessmann www.viessmann.ru

14. Уебсайт на Grundfos www.grundfos.ru

15. Сайтът на фирма "Ридан" www.ridan.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица A.1 - Енергийни единици

Таблица A.2 - Характеристики на някои видове гориво

маса 1 - Климатични параметри на студения период на годината

град	Температура на въздуха през най-студения ден, °C, сигурност	Температура на въздуха от най-студената петдневка, °С, охрана	Температура на въздуха, °С, сигурност 0,94	Абсолютна минимална температура на въздуха, °C	Среднодневна амплитуда на температурата на въздуха за най-студения месец, °С	Продължителност, дни и средна температура на въздуха, °С, на периода със среднодневна температура на въздуха	Средна месечна относителна влажност на въздуха за най-студения месец, %	Средна месечна относителна влажност на въздуха към 15:00 часа на най-студения месец, %.	Валежи за ноември-март, мм	Преобладаваща посока на вятъра за декември-февруари	Максимумът на средните скорости на вятъра в точки за януари, m/s	Средна скорост на вятъра, m/s, за периода със средна дневна температура на въздуха £ 8 °C
		£ 0°C	£ 8°C	£ 10°С
0,98	0,92	0,98	0,92	продължителност	средна температура	продължителност	средна температура	продължителност	средна температура
Москва	-36	-32	-30	-28	-15	-42	6,5		-6,5		-3,1		-2,2				ЮЗ	4,9	3,8
Нижни Новгород	-38	-34	-34	-31	-17	-41	6,1		-7,5		-4,1		-3,2				ЮЗ	5,1	3,7
Оренбург	-37	-36	-34	-31	-20	-43	8,1		-9,6		-6,3		-5,4				AT	5,5	4,5
орел	-35	-31	-30	-26	-15	-39	6,5		-6		-2,7		-1,8				ЮЗ	6,5	4,8
пермски	-42	-39	-38	-35	-20	-47	7,1		-9,5		-5,9		-4,9				Ю	5,2	3,3
Екатеринбург	-42	-40	-38	-35	-20	-47	7,1		-9,7		-6		-5,3				У		3,7
Саратов	-34	-33	-30	-27	-16	-37	6,9		-7,5		-4,3		-3,4				СЗ	5,6	4,4
Казан	-41	-36	-36	-32	-18	-47	6,8		-8,7		-5,2		-4,3				Ю	5,7	4,3
Тула	-35	-31	-30	-27	-15	-42	6,8		-6,4		-3		-2,1				SE	4,9
Ижевск	-41	-38	-38	-34	-20	-48	6,9		-9,2		-5,6		-4,7				ЮЗ	4,8

Забележка - Абсолютната минимална температура на въздуха е избрана от поредица от наблюдения за периода 1881-1985 г.; в SNiP 2.01.01-82 "Строителна климатология и геофизика", абсолютната минимална температура на въздуха за отделни точки се определя по метода на редукция.

Ефективността на един котелен агрегат е съотношението на полезната топлина, използвана за генериране на пара (гореща вода) към наличната топлина (топлинната енергия, подадена към котелния блок). Не цялата полезна топлина, генерирана от котела, се изпраща на потребителите, част от нея се изразходва за собствени нужди (задвижване на помпи, теглени устройства, консумация на топлина за загряване на вода извън котела, нейното обезвъздушаване и др.). в тази връзка се прави разлика между ефективността на блока по отношение на генерираната топлина (брутна ефективност) и ефективността на блока по отношение на топлината, отделена към консуматора (нетна ефективност).

Брутната ефективност може да се определи по формулата:

Нетната ефективност се определя от обратния баланс като:

Съвременни методи за повишаване на ефективността на котелната инсталация.

Можете да увеличите мощността на парния котел, като вземете следните мерки:

§ ограничаване на обема на въздуха в горивната камера, монтаж на прегради;

§ използване на системи за оползотворяване на топлината на отработените газове;

§ използване на кондензни или традиционни икономийзери (бойлери за захранваща вода);

§ извършване на топлоизолация на стените на котела;

§ чрез предварително загряване на въздуха, впръскван в горивната камера;

§ редовно продухване на котела;

§ установено възстановяване (“улавяне”) на кондензат.

Методи за повишаване на ефективността на топлинния цикъл на топлоелектрическите централи.

За повишаване на ефективността се използва технологична схема за комбинирано производство на електрическа и топлинна енергия, доставяна на потребителите за производствени нужди или за отопление и топла вода. За целта в турбините след съответните етапи се избира парата с необходимите параметри. В същото време през кондензатора преминава много по-малко пара, което прави възможно повишаването на ефективността до 60 ... 65%.

Повишаване на ефективността може да се постигне и чрез повишаване на параметрите на жива пара. Според експерти повишаването на температурата на парата до 600 ° C ще увеличи ефективността с около 5%, а повишаването на налягането до 30 MPa - с 3 ... 4%. Вярно е, че това ще изисква метал с по-високи показатели за якост.

Какво определя оптималния режим на работа на парния котел.

Температура на газовете в ротационната камера, налягане на въздуха зад въздушния нагревател, съпротивление на въздушния нагревател, въздушен поток към мелниците.

Влияние на режимите на работа на спомагателното оборудване върху ефективността на котелната инсталация.

За нормална и непрекъсната работа на котелните инсталации е необходимо горивото им да се подава непрекъснато. Процесът на доставка на гориво се състои от два основни етапа: 1) доставка на гориво от мястото на добива до складове, разположени в близост до котелното; 2) доставка на гориво от складове директно до котелни помещения.

Всички нарушения на режимите на работа на спомагателното оборудване на парния котел, като системи за подготовка на прах, системи за пречистване на вода, теглени машини и др. оказват значително влияние върху производството на пара с необходимите параметри от парен котел.

Влияние на шлаковането на нагревателните повърхности върху режимите на работа на котелния агрегат.

Интензивното замърсяване или шлака на нагревателните повърхности води до повишаване на температурата на газовете на изхода на пещта и в резултат на това допълнително замърсяване (шлака) на следващите нагревателни повърхности на котела, появата на повишена неравномерност в температурата и скорост на газа в отделни пакети и намотки, повишаване на температурата на прегрята пара и металните тръби на пароперегревателя, повишаване на съпротивлението на газовия път на котела и намаляване на неговата икономическа ефективност.

Съвременни технологии за изгаряне на гориво.

Вихрово горене на гориво, слоесто горене.

кислородно гориво. Основният принцип е, че от въздуха се отделя кислород, който се смесва с въглищния прах и се изгаря. Когато въглищата се изгарят в чист кислород, не се образуват азотни оксиди. След няколко етапа на пречистване в d.g. остава само CO2.

Сред основните технологии за изгаряне на горива си струва да се откроят нискотемпературната технология на горене, технологията с пръстеновидна пещ, използването на водно-въглищно гориво и CCGT с вътрешноциклова газификация на въглища.

Поради което ефективността на топлоелектрическите централи се увеличава в турбинния кондензатор

Ефективността на турбината може да се увеличи чрез повишаване на температурата и налягането на парата, влизаща в турбината, или чрез понижаване на температурата и налягането на наситената пара, излизаща от турбината. Последното се постига чрез кондензиране на парата, излизаща от турбината, което възниква в кондензатор, инсталиран за тази цел, когато към нея се подава охлаждаща вода.

Топлинен баланс на парния котел. ефективност на котела

Общото уравнение на топлинния баланс на котелния агрегат

Съотношението, свързващо пристигането и консумацията на топлина в топлогенератора, е неговият топлинен баланс. Целите на съставянето на топлинния баланс на котелния агрегат са определяне на всички входящи и изходящи балансови позиции; изчисляване на ефективността на котелния агрегат, анализ на разходните позиции на баланса с цел установяване на причините за влошаване на работата на котелния агрегат.

В котелния агрегат, когато горивото се изгаря, химическата енергия на горивото се преобразува в топлинна енергия на продуктите от горенето. Освободената топлина от горивото се използва за генериране на полезна топлина, съдържаща се в пара или гореща вода и за покриване на топлинните загуби.

В съответствие със закона за запазване на енергията трябва да има равенство между постъпването и потреблението на топлина в котелния агрегат, т.е.

За котелни инсталации топлинният баланс е на 1 kg твърдо или течно гориво или 1 m 3 газ при нормални условия ( ). Статиите приход и потребление в уравнението на топлинния баланс имат размерност MJ/m 3 за газообразни и MJ/kg за твърди и течни горива.

Нарича се още топлината, получена в котелния агрегат от изгарянето на горивото налична топлина,обозначава се. В общия случай входяща часттоплинният баланс се записва като:

където е най-ниската калоричност на твърдо или течно гориво на работна маса, MJ/kg;

Низна калоричност на газообразно гориво на суха база, MJ/m 3 ;

Физическа топлина на горивото;

Физическа топлина на въздуха;

Топлината, въведена в пещта на котел с пара.

Нека разгледаме компонентите на входящата част от топлинния баланс. При изчисленията най-ниската работна калоричност се взема в случай, че температурата на продуктите от горенето, излизащи от котела, е по-висока от температурата на кондензация на водната пара (обикновено t g = 110 ... 120 0 С). При охлаждане на продуктите от горенето до температура, при която е възможна кондензация на водна пара върху нагревателната повърхност, изчисленията трябва да се извършват, като се вземе предвид по-високата калоричност на горивото

Физическата топлина на горивото е:

където с t е специфичният топлинен капацитет на горивото, за мазут и за газ;

т t – температура на горивото, 0 С.

Поради това при влизане в котела твърдото гориво обикновено има ниска температура, приближаваща се до нула Вф.т. е малък и може да се пренебрегне.

Течното гориво (течно гориво), за да се намали вискозитета и да се подобри пръскането, влиза в пещта, загрята до температура 80 ... 120 0 С, поради което неговата физическа топлина се взема предвид при извършване на изчисления. В този случай топлинният капацитет на мазута може да се определи по формулата:

Счетоводство Вф.т. се извършва само при изгаряне на газообразно гориво с ниска калоричност (например газ от доменни пещи), при условие че се нагрява (до 200 ... 300 0 С). При изгаряне на газообразни горива с висока калоричност (например природен газ) се наблюдава повишено масово съотношение на въздуха и газа (около 10 1). В този случай горивото - газ обикновено не се нагрява.

Физическа топлина на въздуха В f.v. се взема предвид само когато се нагрява извън котела поради външен източник (например в парен нагревател или в автономен нагревател, когато в него се изгаря допълнително гориво). В този случай топлината, въведена от въздуха, е равна на:

където е съотношението на количеството въздух на входа на котела (въздухонагревателя) към теоретично необходимото;

Енталпията на теоретично необходимия въздух, предварително загрят преди въздушния нагревател, :

,

ето температурата на загрятия въздух пред въздушния нагревател на котелния агрегат, 0 С;

Енталпията на теоретично необходимия студен въздух, :

Топлината, въведена в пещта на котела с пара по време на парно разпръскване на мазут, се взема предвид под формата на формула:

където г p - разход на пара, kg на 1 kg гориво (за парно разпръскване на мазут г n = 0,3…0,35 kg/kg);

з p е енталпията на парата, MJ/kg;

2.51 - приблизителна стойност на енталпията на водната пара в продуктите от горенето, напускащи котелния агрегат, MJ / kg.

При липса на отопление на гориво и въздух от външни източници, наличната топлина ще бъде равна на:

Разходната част на топлинния баланс включва полезна топлина Ветаж в котелното устройство, т.е. топлина, изразходвана за производството на пара (или гореща вода), и различни топлинни загуби, т.е.

където В a.g. – загуба на топлина с изходящи газове;

В c.s. , Вг-ца. - загуба на топлина от химическа и механична непълнота на изгаряне на горивото;

Вно. – топлинни загуби от външно охлаждане на външните корпуси на котела;

Вф.ш. – загуба с физическа топлина на шлаки;

Всъгл. - консумация (знак "+") и приход (знак "-") на топлина, свързани с нестабилния топлинен режим на котела. При стационарно термично състояние Всъгл. = 0.

Така общото уравнение на топлинния баланс на котелния агрегат в стационарния топлинен режим може да се запише като:

Ако и двете части на представеното уравнение се разделят и умножат по 100%, тогава получаваме:

където компоненти на разходната част на топлинния баланс, %.

3.1 Топлинни загуби с димни газове

Загубата на топлина с отработените газове възниква поради факта, че физическата топлина (енталпия) на газовете, излизащи от котела, е при температура т a.g. , надвишава физическата топлина на въздуха, влизащ в котела α a.g. и гориво ст т t. Разликата между енталпията на димните газове и топлината, подадена към котела с въздух от околната среда α a.g. , представлява топлинните загуби с димни газове, MJ / kg или (MJ / m 3):

.

Загубата на топлина с отработените газове обикновено заема основно място сред топлинните загуби на котела, възлизащи на 5 ... 12% от наличната топлина на горивото. Тези топлинни загуби зависят от температурата, обема и състава на продуктите от горенето, което от своя страна зависи от баластните компоненти на горивото:

Съотношението, характеризиращо качеството на горивото, показва относителния добив на газообразни продукти от горенето (при α = 1) на единица топлина на изгаряне на горивото и зависи от съдържанието на баластни компоненти в него (влага Уп и пепел НО p за твърди и течни горива, азот н 2, въглероден диоксид ТАКА 2 и кислород О 2 за газообразно гориво). С увеличаване на съдържанието на баластни компоненти в горивото и следователно топлинните загуби с отработените газове съответно се увеличават.

Един от възможните начини за намаляване на топлинните загуби с димните газове е да се намали коефициентът на излишния въздух в димните газове α напр., което зависи от коефициента на въздушния поток в пещта и баластния въздух, засмукан в газопроводите на котела, които обикновено са под вакуум:

Възможност за намаляване α , зависи от вида на горивото, начина на неговото изгаряне, вида на горелките и тласкача. При благоприятни условия за смесване на гориво и въздух излишният въздух, необходим за горене, може да бъде намален. При изгаряне на газообразно гориво коефициентът на излишък на въздух се приема за 1,1, при изгаряне на мазут = 1,1 ... 1,15.

Всмукването на въздуха по пътя на газа на котела може да бъде намалено до нула в границата. Пълното запечатване на местата, където тръбите преминават през тухлената зидария, запечатването на люкове и надзорници е трудно и практически = 0,15..0.3.

Баластният въздух в продуктите на горенето в допълнение към увеличаването на топлинните загуби В a.g. също води до допълнителни енергийни разходи за димоотвод.

Друг важен фактор, влияещ върху стойността Внапр. е температурата на димните газове т a.g. . Намаляването му се постига чрез монтиране на топлоизползващи елементи (икономайзер, въздухонагревател) в задната част на котела. Колкото по-ниска е температурата на отработените газове и съответно колкото по-малка е температурната разлика между газовете и нагрятия работен флуид (например въздух), толкова по-голяма е площта на нагревателната повърхност за охлаждане на продуктите от горенето.

Повишаването на температурата на димните газове води до увеличаване на загубите c В a.g. и следователно до допълнителни разходи за гориво за производството на същото количество пара или топла вода. Поради тази причина оптималната температура т a.g. се определя на база технико-икономически изчисления при сравняване на готовите капиталови разходи за изграждане на нагревателната повърхност и цената на горивото (фиг. 3.).

Освен това, по време на работа на котела, нагревателните повърхности могат да бъдат замърсени със сажди и горивна пепел. Това води до влошаване на топлообмена на продуктите от горенето с нагревателната повърхност. В същото време, за да се поддържа дадена мощност на пара, е необходимо да се премине към увеличаване на разхода на гориво. Приплъзването на нагревателните повърхности също води до увеличаване на съпротивлението на газовия път на котела. В тази връзка, за да се осигури нормална работа на уреда, е необходимо системно почистване на нагревателните му повърхности.

3.2 Топлинни загуби от химическо непълно изгаряне

Загубата на топлина от химическа непълнота на изгаряне (химическо недоизгаряне) възниква, когато горивото не е изгоряло напълно в горивната камера и в продуктите на горенето се появяват горими газообразни компоненти - CO, H 2, CH 4, C m H n и др. от тези горими газове извън пещите е почти невъзможно поради относително ниската им температура.

Причините за химическо непълно изгаряне могат да бъдат:

Обща липса на въздух

Лошо образуване на смес, особено в началните етапи на изгаряне на горивото;

ниска температура в горивната камера, особено в зоната на последващо изгаряне;

Недостатъчно време на престой на горивото в горивната камера, по време на което химическата реакция на горене не може да бъде завършена напълно.

При количество въздух, достатъчно за пълно изгаряне на горивото и добро образуване на смес, загубите зависят от обемната плътност на отделянето на топлина в пещта, MW / m 3:

Където AT– разход на гориво, kg/s;

V t е обемът на пещта, m 3.

Ориз. 14.9 Зависимост на топлинните загуби от химическата непълнота на изгаряне q x.n, % от обемната плътност на отделяне на топлина в пещта qv, MW / m 3.

Характерът на зависимостта е показан на фиг.4. . В областта на ниски стойности (лявата страна на кривата), т.е. при нисък разход на гориво B загубите се увеличават поради намаляване на нивото на температурата в горивната камера. Увеличаването на обемната плътност на отделянето на топлина (с увеличаване на разхода на гориво) води до повишаване на нивото на температурата в пещта и намаляване на

Въпреки това, при достигане на определено ниво с по-нататъшно увеличаване на разхода на гориво (дясната страна на кривата), загубите започват да се увеличават отново, което е свързано с намаляване на времето на престой на газовете в обема на пещта и невъзможността, следователно, за завършване на реакцията на горене.

Оптималната стойност, при която загубите са минимални, зависи от вида на горивото, метода на неговото изгаряне и конструкцията на пещта. За съвременните горивни устройства загубата на топлина от химическо непълно изгаряне е 0 ... 2% при .

Когато се обработват тестови материали за котелна инсталация, топлинните загуби от химическо непълно изгаряне се определят по формулата:

Ефективност на котела

Ефективностна котелен агрегат е съотношението на полезната топлина, използвана за генериране на пара (или гореща вода) към наличната топлина на котелния блок. Въпреки това, не цялата полезна топлина, генерирана от котелния агрегат, се изпраща на потребителите, част от топлината се изразходва за собствени нужди. Имайки предвид това, ефективността на котелния агрегат се отличава по генерираната топлина (КПД - бруто) и по отделената топлина (КПД - нето).

Според разликата между генерираната и отделената топлина се определя потреблението за собствени нужди. За собствени нужди се консумира не само топлина, но и електрическа енергия (например за задвижване на димоотвод, вентилатор, захранващи помпи, механизми за подаване на гориво), т.е. потреблението за собствени нужди включва потреблението на всички видове енергия, изразходвани за производството на пара или топла вода.

И така, ефективността - бруто на един котелен агрегат характеризира степента на неговото техническо съвършенство, а ефективността - нетна - търговска ефективност.

Коефициент на полезно действие - брутната котелна единица може да бъде определена или по директното балансово уравнение, или по обратното уравнение на баланса.

Според уравнението на директния баланс:

Например, при производството на водна пара, използваната полезна топлина е ( виж въпрос 2) :

Тогава

От представения израз можете да получите формула за определяне на необходимия разход на гориво, kg / s (m 3 / s):

Според обратното уравнение на баланса:

Определянето на КПД - бруто по уравнението на директния баланс се извършва основно при отчитане за отделен период (десетилетие, месец), а по обратно уравнение за баланс - при изпитване на котелни агрегати. Изчисляването на ефективността чрез обратния баланс е много по-точно, тъй като грешките при измерване на топлинните загуби са по-малки, отколкото при определяне на разхода на гориво.