Полезно используемая теплота и к. п. д. парового котла

Уравнение для можно составить, если рассмотреть схему котла, представленную на рис. 3.3. В котел поступает питатель­ная вода в количестве , кг/с, с энтальпией , МДж/кг. Эта вода вносит в котел в единицу времени теплоту , МВт. Вода в кот­ле нагревается, кипит и превращается в перегре­тый пар. Из котла выхо­дит перегретый пар , кг/с, с энтальпией , МДж/кг. Следовательно, с перегретым паром из котла уносится теплота в количестве , МВт.

Разница между тепло­той, уносимой из котла с перегретым паром, и теплотой, вносимой в не­го с питательной водой, является полезно использованной теплотой, то есть

 

. (3.6)

 

В постоянном режиме работы уровень воды в котле не дол­жен изменяться. Для выполнения этого требования необходимо соблюдать условие . Тогда из выражения (3.6) полу­чим, МВт,

 

, (3.7)

 

Рис. 3.3. К определению полезно исполь­зуемой теплоты

 

откуда

 

. (3.8)

 

Отношение полезно используемой теплоты к располагаемой называется коэффициентом полезного действия парового котла, %,

 

. (3.9)

 

Подставив в формулу (3.9) значение из (3.8), для по­лучим, %,

 

. (3.10)

 

Для вспомогательного парового котла, выдающего потре­бителям не перегретый, а влажный пар, определяется по фор­муле, %,

 

, (3.11)

 

где – соответственно расход и энтальпия влажного пара на выходе из пароводяного коллектора, кг/с и МДж/кг.

 

Метод расчета к. п. д. котла по формулам (3.10) и (3.11) на­зывают методом прямого теплового баланса. В настоящее время значения для главных судовых котлов составляют 93–95%, для вспомогательных 80–90%. Метод прямого теплового баланса устанавливает связь между к. п. д., расходом и энтальпией пара и питательной воды, расходом топлива и теплотой его сгорания.

Кроме метода прямого теплового баланса для определения к. п. д. котла существует метод обратного теплового баланса. Суть его заключается в следующем. Возьмем уравнение теплового ба­ланса в виде (3.5), разделим все члены этого уравнения на ве­личину и умножим на 100. Тогда получим, %,

 

, (3.12)

 

где – относительные тепловые потери, %.

 

Из формулы (3.12) получим выражение для к. п. д. котла по обратному тепловому балансу, %,

 

. (3.13)

 

Это выражение связывает к. п. д. котла с тепловыми потерями: к. п. д. котла тем выше, чем меньше тепловые потери.

Теперь подробнее рассмотрим вопрос о тепловых потерях.