Bilans cieplny to porównanie ciepła użytkowego użytego do wytworzenia pary lub gorącej wody, strat ciepła i całkowitej ilości ciepła wprowadzanego do pieca.
Rodzaje bilansów cieplnych kotłów
1. Równanie bilansu bezpośredniego określa zależność pomiędzy zużyciem paliwa a mocą grzewczą kotła.
W takim przypadku koniecznie mierzy się parametry i ilość wytworzonej pary lub wody.
2. Równanie odwrotnego bilansu ciepła ustala zależność między sprawnością kotła a stratami ciepła (wartości wyrażone są w procentach).
Bilans cieplny sporządzany jest w celu analizy procesów zachodzących w palenisku kotła podczas spalania paliwa, w celu: określenia przyczyn obniżenia wydajności kotła/bloku; opracować środki niezbędne do poprawy wydajności.
Warunki bilansu cieplnego
Bilans cieplny kotła można zapisać jako równanie Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, gdzie Q jest całkowitą ilością ciepła dostarczonego do pieca. Składa się z ciepła spalania paliwa, jego ciepła fizycznego oraz ciepła dostarczanego do paleniska parą i powietrzem doprowadzonym do spalania: Q = Qn + Qf.t + Qf.w + Qpara.
Qн - najniższe ciepło spalania paliwa, które uwalnia się podczas całkowitego spalania bez uwzględnienia ciepła kondensacji pary wodnej.
Qf.t - fizyczne ciepło paliwa, brane pod uwagę, jeśli paliwo jest podgrzewane przed wprowadzeniem do paleniska.
Qf.v - ciepło powietrza wprowadzanego do paleniska jest uwzględniane w przypadku montażu nagrzewnic powietrza w kotłowni.
Qsteam - ciepło pary dostarczanej do pieca.
Prawa strona równania to suma ciepła zużytego do wytworzenia pary lub wody (Q1) i strat ciepła (Q2 + Q3 + Q4 + Q5)
Q1 - ciepło użytkowe wykorzystywane do produkcji pary lub gorącej wody.
Q2 - straty ciepła ze spalinami (największe co do wartości, sięgające 4-10% dla nowoczesnych kotłów. Ich wartość zależy od rodzaju stosowanego paliwa, obciążenia agregatu / agregatu, temperatury i objętości spalin, a istotnie wzrasta wraz ze wzrostem ilości powietrza dostarczanego do spalania).
Q3 - straty ciepła z chemicznej niekompletności spalania paliwa (wzrost wraz ze spadkiem dopływu powietrza do spalania, dodatkowo zależą od rodzaju spalanego paliwa, sposobu jego spalania, konstrukcji pieca i innych czynników).
Q4 - straty ciepła z fizycznej niekompletności spalania paliwa (uwzględniane tylko przy pracy na paliwie stałym).
Q5 - strata ciepła do otoczenia (zależy od jakości i grubości wykładziny kotła, współczynnika przewodzenia ciepła materiału, temperatury powietrza zewnętrznego, powierzchni itp.). Obliczane na podstawie przybliżonych wzorów.
Bilans cieplny sporządzany jest przy ustalonej pracy kotła, wyrażony w kJ/kg (kJ/m3) i zwykle dotyczy 1m3 gazu lub 1kg paliwa stałego i ciekłego przy T=0°C i P=760 mm Hg. Sztuka. (0,1 MPa).
Równanie odwróconego salda
Służy głównie do testowania kotłów. W tym przypadku oblicza się wartość strat ciepła i ze znanego ciepła spalania paliwa określa się sprawność brutto kotła: ηbr = 100 - (Q2 + Q3 + Q5).
Błędy w wyznaczaniu strat ciepła są mniejsze niż przy obliczaniu zużycia paliwa, dlatego metoda wyznaczania sprawności z bilansu odwrotnego jest dokładniejsza.
