Нефтяные котлы-утилизаторы (Ефанов) - страница 6

Как правило уравнения теплового баланса записывают в теплотехнике при принятии располагаемой теплоты за 100%:

Располагаемая теплота состоит из низшей теплоты сгорания (см. выше), физической теплоты газообразной смеси, внесенной теплоты с подогретым от какого-либо источника воздуха вне воздухоподогревателя котла-утилизатора [6, 7]:

Физическая теплота смеси [6, 7]:

При этом теплота отходящих газов равна их энтальпии

По указанию [6] значением

Теплота, выносимая из котла с отходящими газами [6, 7]:

– энтальпия продуктов сгорания;

– энтальпия теоретического расхода холодного воздуха;

– коэффициент избытка воздуха в отходящих газах.

Теплота, вносимая с подогретым воздухом вне подогревателя равна разности энтальпий на входе в воздухоподогреватель и холодного воздуха [6, 7]:

Тепловыделение в топке котла-утилизатора [6, 7]:

Паропроизводительность котла-утилизатора без промежуточного перегрева пара (с отсутствием вторичного пароперегревателя) [6, 7]:

qх – потери от неполноты химических реакций сгорания

Рассмотрим расчет теплообмен на поверхностях нагрева

Для всех тепловых устройств, входящих в состав котла-утилизатора (пучков испарения, воздухоподогревателя, пароперегревателя, экономайзера) рассчитываются тепловые балансы и теплопередача.

Основание методики расчета [7] в том, что тепло от горячего теплоносителя равно теплу, полученному холодным теплоносителем за вычетом потерь.

Для тепловых устройств котла теплота, переходящая от горячего к холодному теплоносителю, определяется по формуле [6]:

При отсутствии присоса воздуха в газоход

Уравнение теплопередачи используется общеизвестное:

Коэффициент теплопередачи рассчитывается по общеизвестным формулам.

Коэффициент теплоотдачи путем конвекции определяется также по известным формулам. Для его расчета находят критерии Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля.

Скорость продуктов сгорания [7]:

Коэффициент теплоотдачи излучением рассчитывается по известной формуле по закону Стефана-Больцмана.

По данным [7] расчет поверхности нагрева прекращается при условии невязки баланса:

В расчете котла-утилизатора находят паропроизводительность, температуру горения, коэффициент использования теплоты.

Энергетический баланс графически показывается на диаграмме потоков энергии Сенкея, графику цитируем по источнику [8]:

На диаграмме Сенкея ширина каждой полосы соответствует величине соответствующей энергии

Эксергией является максимальная работа, совершаемая системой при обратимом переходе в равновесие с окружающей средой [9]. По эксергии оценивается резервы утилизации вторичных энергоресурсов (пригодность энергии для совершения работы).