Энергетическая характеристика котлоагрегата

Получение энергетических характеристик котлоагрегатов связано со значительными трудностями в связи со сложностью физических процессов горения, тепловыделения и теплоотдачи, лежащих в основе работы котлоагрегата. Его подведенная мощность определяется количеством тепла, выделяемого при сжигании топлива

Q_а = B × Q_р^н,

Q_е = Q_а – Q_и,

где В – расход топлива, Q_р^н – низшая теплотворная способность топлива, Q_и – потери тепла при преобразовании энергии в котлоагрегата.

Процесс преобразования химической энергии в тепловую сопровождается потерями (Q_и): с химическим и механическим недожогом, с физическим теплом очаговых остатков и с уходящими газами, из-за охлаждения котлоагрегата. Величина потерь и вид энергетической характеристики зависят от конструкции котлоагрегата, вид топлива и способ его сжигания.

Принципиально энергетическая характеристика потерь котлоагрегата в зависимости от подведенной мощности имеет сложную форму: выпуклую при малых нагрузках и вогнутую при нагрузках, близких к номинальной мощности. Зависимость же этих потерь от полезной мощности имеет вогнутый характер. Расходная энергетическая характеристика котлоагрегата тоже имеет вогнутый характер.

Ограниченная точность получения данных испытаний позволяет спрямлять энергетические характеристики котлоагегата. Наиболее целесообразны следующие две формы спрямления: линейная и кусочно-линейная.

Рис. 6.1. Спрямление энергетических характеристик котлоагрегата:

а – линейная форма; б – кусочно-линейная форма

1. Линейная форма (рис.6.1,а)

B = B_хх + b×Q_e ,

где В – часовой расход топлива котлоагрегата (тут/час), B_хх –расход топлива на холостой ход агрегата, b – частичный удельный расход топлива для производства единицы теплоты (тут/ Гкал), Q_e – текущая часовая тепловая нагрузка котлоагрегата (Гкал/час).

2. Кусочно-линейная форма (рис.6.1,б) с выделением зоны экономической мощности (*) и зоны повышенных нагрузок (**)

B = B_хх + b^I×Q_e + (b^II – b^I)×(Q_e – Q_{e эк}),

где В – часовой расход топлива котлоагрегата (тут/час), B_хх – расход топлива на холостой ход агрегата, b^I и b^II – частичный удельный расход топлива для производства единицы теплоты соответственно до и после экономической мощности (тут/Гкал), Q_e – текущая часовая тепловая нагрузка котлоагрегата (Гкал/час), Q_{e эк} – экономическая мощность котлоагрегата (Гкал/час).

Существует особенность применения энергетических характеристик кусочно-линейной формы:

- если Q_e ≤ Q_эк, тогда B = B_хх + b^I×Q_e

- если Q_эк < Q_e ≤ Q_ном, тогда B = B_хх + b^I×Q_e + (b^II – b^I)×(Q_e – Q_{e эк}).

Величина частичных удельных расходов по мере увеличения нагрузки агрегата возрастает, что связано с большим расходом подведенной энергии на производство дополнительной единицы энергии в зоне повышенных нагрузок, поэтому значение b^II всегда больше b^I.