Потери тепла с уходящими газами

Потери тепла с уходящими газами Q₂ являются наибольшими из всех потерь в котле и составляют 4 ÷ 25 % от Ql для котлов с вентиляторным дутьем и 8 ÷ 16 % для высоконапорных котлов. Поэтому они главным образом определяют экономичность котла:

Потери тепла Q₂ растут с ростом объема продуктов сгорания V_r, получающихся при сжигании 1 кг топлива (т. е. с ростом коэффициента избытка воздуха - а), и с ростом температуры уходящих газов - t_yx.

Температура уходящих газов _tyx в работающем котле зависит от нагрузки котла и от состояния поверхностей нагрева. Чем больше сажи и накипи на поверхностях нагрева, тем хуже условия теплопередачи, тем с большей температурой уходят их котла газы и больше потеря тепла Q₂.

Физический смысл роста потери Q₂ с ростом объема газов V_r и температуры уходящих газов t_yx заключается в том, что избыточный воздух, введенный в топку или попавший через неплотности, имея температуру t_yx выбрасывается в атмосферу, унося с собой то количество тепла, которое израсходовано на его нагрев до этой температуры.

Поэтому при эксплуатации котлов стремятся обеспечить минимально возможное значение коэффициента избытка воздуха - а, чистоту и исправность поверхностей нагрева и герметичность обшивки котла.

Потери тепла от химической неполноты горения топлива

Эти потери имеют место в том случае, если в процессе сжигания топлива наряду с продуктами полного горения (CO₂, SO₂ и H₂O) образуются газообразные продукты неполного горения (CO, CH₄ и др.).

Обычно эти потери составляют Q₃ = 0,5 ÷ 1,0 % в зависимости от типа топочных устройств и нагрузки котла.

Потеря Q₃ может увеличиться по сравнению с расчетной в следующих случаях:

• при слишком большом или малом коэффициенте избытка воздуха;

• при большом содержании влаги в топливе и его низкой температуре;

• при большом содержании в топливе золы и механических примесей;

• при плохом распыле топлива и недостаточном его перемешивании с воздухом;

• при слишком большой производительности отдельных форсунок (износ распылителей) и неправильной центровке и установке форсунок по отношению к фурмам;

• при малом объеме топочного пространства, недостаточном для завершения процесса горения топлива.

Зависимости Q₂ = f (а)и Q₃ = f («) приведены на графике:

Горение топлива в котле должно быть бездымным, с минимальным коэффициентом избытка воздуха. Недожог топлива в топочном объеме приводит к его догоранию на стенках конвективных поверхностей нагрева, что может привести к появлению локальных высокотемпературных очагов на стенках труб и пережогу поверхностей нагрева, особенно трубной системы пароперегревателя.

При эксплуатации котлов желательно выбирать такой коэффициент избытка воздуха а, при котором суммарная потеря тепла (Q₂ + Q₃) минимальна.