Иркутск 2009 г.
Введение
Полнота передачи располагаемой теплоты топлива в котле к рабочей среде определяется коэффициентом полезного действия (КПД) котла брутто. Коэффициент полезного действия котла брутто можно определить, установив сумму тепловых потерь при его работе [4]:
Такой метод определения называют методом обратного баланса. Погрешность определения КПД методом обратного баланса зависит от точности измерения тепловых потерь котлом. Каждая из них определяется со значительной погрешностью [5] 
, но относительная доля тепловых потерь составляет около десятой части общей теплоты топлива.
Среднестатистические данные по тепловым потерям q3, q4, q5 приведены в нормативном методе тепловых расчетов, потери теплоты топлива q2, q6 определяются расчетом.
Наибольшее значение из тепловых потерь имеет отвод теплоты из котла с уходящими газами q2. Она составляет q2 = 4,5-12,0%. При сжигании малореакционных твердых топлив (каменный уголь) в зависимости от способа сжигания могут оказаться значительными потери теплоты с механическим недожогом топлива (q4 =2-5%). Остальные потери в сумме не превышают обычно 1%.
Целью расчетно-графической работы является определение КПД котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича и оценка погрешности его расчетов относительно расчетного.
Задание
Составить тепловой баланс котлоагрегата по упрощенной методике теплотехнических расчетов Равича М.Б. и определить КПД котла.
Исходные данные
Доля золы топлива в уносе: а ун=0,95;
Содержание горючих в золе-уносе: с ун=3 %.
Таблица 1. Техническая характеристика котлоагрегата
| Основные сведения | Характеристика | |
| Марка котлоагрегата | ГОСТ 3619-69 | Е-50-3,9 |
| Заводская | БКЗ-50-3,9 | |
| Производительность | т/ч | |
| Параметры пара | Давление на выходе Р, МПа | 3,9 |
| Температура t, °С | ||
| Топливо | Березовскийбурый уголь | |
Расчетный КПД брутто  , %
| 91,8 | |
| Температура уходящих газов, ºС |
Таблица 2. Расчетные характеристики топлива из [3]
| Месторождение | Марка | Элементарный состав на рабочую массу топлива, % | Низшая теплота сгорания  , МДж/кг,(ккал/кг)
| Выход летучих
 ,%
| ||||||
| Березовское | Б2Р | Влажность, WP | Зольность, AP | Сера, SP | Углерод, CP | Водород, HP | Азот, NP | Кислород, OP | 15,67 (3740) | 48,0 |
| 33,0 | 5,4 | 0,26 | 36,3 | 4,3 | 0,6 | 20,2 |
1. Расчет объемов воздуха и продуктов горения
Расчет объемов воздуха и продуктов горения ведется на 1кг рабочего топлива при нормальных условиях (0оС и 101,3 кПа) по [6].
Теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива при α=1, определяется по формуле
м3/кг.
Теоретические объемы продуктов горения (при α=1):
объем трехатомных газов
м3/кг;
объем водяных паров
м3/кг;
объем азота
м3/кг;
объем влажных газов
м3/кг;
объем сухих газов
м3/кг.
Действительные объемы воздуха и продуктов сгорания (при αух =1,4):
объем водяных паров
м3/кг;
объем дымовых газов
м3/кг;
объем сухих газов
м3/кг;
м3/кг.
Определение обобщенных характеристик топлива
Жаропроизводительность топлива – температура, до которой нагревались бы образующиеся продукты сгорания, если бы сгорание происходило в адиабатических условиях без подогрева воздуха и при стехиометрическом [соответствующем строго реакции горения (α =1)] расходе воздуха по [6].
Жаропроизводительность топлива без учета влаги в воздухе по [4]
ºС,
где 
=4,5563 м3/кг – объем влажных газов.
Жаропроизводительность топлива с учетом влаги в воздухе по [4]
ºС.
Жаропроизводительность топлива с учетом расхода теплоты на расплавление золы и влаги, содержащейся в воздухе по [4]:
ºС.
Максимальное теплосодержание сухих продуктов горения топлива по[4]
ккал/м3.
Изменение объема сухих продуктов горения в действительных условиях и при теоретических по[4]
.
Соотношение объемов влажных и сухих продуктов горения при α=1 по[4]
.
Отношение средней теплоемкости не разбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tух =145ºС к их теплоемкости в температурном интервале 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5] c ' = 0,835.
Отношение средней теплоемкости 1м3 воздуха в температурном интервале от 0ºС до tух =145ºС к теплоемкости 1м3 неразбавленных воздухом продуктов горения в температурном интервале от 0ºС до tмакс =2042,26ºС по табл. 14-12 [5] k = 0,79.
Содержание трехатомных газов в сухих газах по [4]
.
Максимальное содержание трехатомных газов в сухих газах по[4]
.