Энергетическое топливо и его виды

 
2.4 Тепловой баланс процесса горения 
 
Эффективность использования топлива в топочном устройстве
определяется двумя основными факторами: полнотой сгорания топлива в
топочной камере и глубиной охлаждения продуктов сгорания.
Распределение вносимой в топку теплоты на полезно используемую и
тепловые потери производится путем составления теплового баланса.
Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива либо на
1 м
3 
газообразного топлива.
Располагаемая теплота: 
Q
p
=Q
r
i
+i
тл
+Q
ф
+Q
в.вн
,кДж/кг(кДж/м
3
) (54) 
где Q
r
i
– низшая теплота сгорания рабочей массы топлива; i
тл
- физическая
теплота топлива; Q
ф 
– теплота, вносимая в топку с паровым дутьем или при

---

65 
паровом распылении мазута; Q
в.вн 
– теплота, внесенная в топку воздухом при
его подогреве вне котла. 
Для большей части достаточно сухих и малосернистых твёрдых топлив
принимается Q
р = 
Q 
i
r
, а для газового топлива – Q
p
= Q
i
d .
Для твёрдых топлив с высоким содержанием влаги и жидких топлив
учитывается физическая теплота топлива i
тл, 
которая зависит от температуры
и теплоёмкости поступающего на горение топлива:
i
тл
=c
тл
t
тл
, (55) 
где с
тл 
– удельная теплоемкость топлива, кДж/(кг∙°C);
t
тл 
– температура 
топлива, °С.
В летний период времени температура топлива принимается равной
t
тл 
= 20 °С, а теплоёмкость топлива определяется по формуле:
C
тл
=0,042 W
r
t
+c
d
тл
(1-0,01W
r
t
), кДж/(кг∙
°C) (56) 
Теплоёмкость сухой массы топлива с
d
тл
составляет:
- для бурых углей – 1,13 кДж/(кг∙ °С);
- для каменных углей – 1,09 кДж/(кг∙°С);
- для углей А, ПА, Т – 0,92 кДж/(кг∙°С).
В зимний период принимается t
тл 
= 0 °С, и физическая теплота топлива
не учитывается.
Температура мазута для обеспечения тонкого распыла в форсунках
котельного агрегата должна быть достаточно высокой. Обычно она составляет:
t
тл 
= 90÷140 °С
. 
Теплоёмкость мазута c
тл
=1,74+0,0025t
тл
, кДж/(кг ∙°С).
При распылении мазута с помощью паромеханических форсунок в
топку котельного агрегата вместе с разогретым мазутом поступает пар,
который вносит в топку дополнительную теплоту Q
ф, 
определяемую по формуле: 
Q
ф
=G
ф
(i
ф
-2380), кДж/кг, (57) 
где G
ф 
– удельный расход пара на 1 кг мазута, кг пара/кг мазута; iф –

---

66 
энтальпия пара, поступающего в форсунку, кДж/кг.
Параметры пара, поступающего на распыл мазута: Р = 0,3÷0,6 МПа,
t = 280÷350 °С, удельный расход пара G
ф 
= 0,03÷0,05 кг пара/кг мазута
.
В случае предварительного (внешнего) подогрева воздуха в
калориферах перед его поступлением в воздухоподогреватель котельного
агрегата, теплота такого подогрева Q
в.вн 
включается в располагаемую
теплоту топлива и рассчитывается по формуле: 
Q
в.в
=
β
В
(I
O`
В
-I
O
XB
), (58) 
где β
в 
– отношение количества предварительно подогретого воздуха к
теоретически необходимому; I
o
XB
– энтальпия теоретического объёма
холодного воздуха; I
о`
в
– энтальпия теоретического объёма воздуха на входе в 
воздухоподогреватель.
Располагаемая теплота Q
р 
расходуется на производство полезной
теплоты Q
1 
и тепловые потери на 1 кг твердого или жидкого топлива либо
на 1м
3 
газообразного топлива:
Q
p
=
Q 
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
6
, (59)
где Q
1 
– полезно используемая теплота; Q
2 
– потери теплоты с уходящими
газами; Q
3 
- потери теплоты с химической неполнотой сгорания топлива;
Q
4 
– потери теплоты с механической неполнотой сгорания; Q
5 
– потери
теплоты в окружающую среду через обмуровку; Q
6 
– потери с физической
теплотой шлака.