Тепловой баланс процесса

В реальных условиях тепло, выделяющееся при сжигании топлива, никогда не используется полностью для технологических целей, поскольку часть его теряется (не используется полезно). Конечно, уравнение теплового баланса для каждого типа печи имеет свою специфику, но в общем случае оно имеет вид:

, (5.1)

где – приход тепла, – полезно использованное тепло; – потери тепла.

Количество теплоты, выделившееся в процессе сгорания 1 кг (или 1 м³ для газовой смеси) топлива называют теплотой сгорания. В реальных условиях полезно использовать всю теплоту сгорания не удается, поскольку часть её уносится с водяными парами в продуктах сгорания в виде скрытой теплоты парообразования воды . Это связано с высокой температурой отходящих газов. Предельно допустимая температура отходящих газов определяется условиями конденсации водяных паров в дымовых каналах (трубах). Выпадение конденсата в этих элементах нежелательно, поскольку оно сопровождается коррозией самих каналов и нарушением условий отвода дымовых газов. Поэтому различают высшую (полную) теплоту сгорания и низшую теплоту сгорания .

Расшифровав эти составляющие, получим:

, (5.2)

где – физическая теплота, внесенная с топливом; – физическая теплота, внесенная с окислителем (воздухом); – теплота, выделившаяся в технологическом процессе в результате реакций, протекающих в обрабатываемом материале; – теплота, полезно используемая (искомая величина); – теплота, теряемая с отходящими газами; – теплота, недовыделившаяся в процессе сгорания топлива из-за химической неполноты его сгорания (из-за местного или общего недостатка окислителя); – теплота, недовыделившаяся в процессе сгорания топлива из-за механической неполноты его сгорания (из-за уноса и потерь частиц топлива); – теплота, теряемая в окружающую среду за счет теплопередачи от наружной поверхности печи; – неучтенные потери; – теплота, теряемая с охлаждающими агентами (при охлаждении стенок печи). Все составляющие баланса выражаются обычно в относительных единицах и имеют соответствующую размерность (например, кДж/кг топлива, кДж/с или в % от ).

Способы уменьшения каждого из вида потерь зависят от типа печей и особенностей технологического процесса.