Расход топлива и КПД котла

При выработке пара в котле рабочее вещество — вода обычно проходит последовательно водонагревательные, испарительные и пароперегревательные поверхности. В от­дельных случаях котел может не иметь экономайзера или пароперегревателя.

Теплота, воспринятая водой в экономайзере, МДж/кг (или МДж/м³), составляет

 ,                                                    (2.22)

где h’_п.в., h’’_п.в.—энтальпии питательной воды на входе и выходе экономайзера, МДж/кг.

Тепловосприятие испарительных поверхностей, если ус­ловно считать пар сухим насыщенным,

 ,                                          (2.23)

Тепловосприятие пароперегревателя

.                                       (2.24)

Суммарное количество теплоты, пошедшей на выработ­ку пара, МДж/кг (или МДж/м³),

.                                     (2.25)

С учетом продувки из котла части воды для поддержа­ния определенного ее солесодержания, а также при наличии в котельной установке передачи части насыщенного пара на сторону и при дополнительном пароперегревателе для вторичного перегрева пара полезно затраченная теп­лота на единицу сжигаемого топлива, МДж/кг (или МДж/м³), составит

, (2.26)

где D_пр, D_нас и D_вт.п — расходы продувочной воды, насы­щенного пара и пара через вторичный пароперегреватель, кг/с; h_кв, h’_вт.п, h’’_вт.п —энтальпии продувочной воды, пара на входе и выходе вторичного пароперегревателя, МДж/кг.

Расход продувки D_пр для котельных установок про­мышленных предприятий доходит до 5 – 10% его паропроизводительности D; для котлов конденсационных электро­станций он не превышает 1 – 2 % D. При определении за­трат теплоты на выработку пара Q_пол, если , продувка может не учитываться.

При расходе топлива В в единицу времени, кг/с (или м³/с), полезно затраченная теплота, МВт, составляет

. (2.27)

По определению  .

С учетом выработки перегретого и насыщенного пара, наличия продувки воды и вторичного перегрева пара КПД котла, %, подсчитывается по формуле

(2.28)

Расход топлива в кг/с (или м³/с) при этом составляет

  (2.29)

Определение КПД котла по (2.28) как отношение по­лезно затраченной теплоты к располагаемой теплоте топ­лива — это определение его по прямому балансу. КПД кот­ла можно определить и по обратному балансу — через теп­ловые потери. Из (2.20) и (2.21) для установившегося теплового состояния получаем

;                     (2.30)

.                                                (2.30а)

КПД котла, определяемый по (2.28) или по (2.30), не учитывает затрат электрической энергии и теплоты на соб­ственные нужды (на приводы насосов, вентиляторов, ды­мососов, механизмов топливоподачи и пылепригоговления, работы обдувочных аппаратов и т.д.). Такой КПД котла называют КПД брутто и обозначают или .

Если потребление энергии в единицу времени на ука­занное вспомогательное оборудование составляет  МДж, а удельные затраты топлива на выработку электро­энергии b, кг/МДж, то КПД котельной установки с учетом потребления энергии вспомогательным оборудованием (КПД нетто), %,

 .  (2.31)

Иногда называют энергетическим КПД котельной установки.

Для котельных установок промышленных предприятий затраты энергии на собственные нужды составляют около 4 % вырабатываемой энергии.