КПД парового котла
При выработке пара в котле рабочее вещество - вода обычно проходит последовательно водонагревательные, испарительные и пароперегревательные поверхности. В отдельных случаях паровые котлы могут не иметь экономайзера или пароперегревателя. Теплота, воспринятая водой в экономайзере, МДж/кг (или МДж/м3), составляет
где h'пв, h"пв - энтальпии питательной воды на входе и выходе экономайзера, МДж/кг.
Тепловосприятие испарительных поверхностей, если условно считать пар сухим насыщенным,
Тепловосприятие пароперегревателя
Суммарное количество теплоты, пошедшей на выработку пара, МДж/кг (или МДж/м3),
С учетом продувки из котла части воды для поддержания определенного ее солесодержания, а также при наличии в котельной установке передачи части насыщенного пара на сторону и при дополнительном пароперегревателе для вторичного перегрева пара полезно затраченная теплота на единицу сжигаемого топлива, МДж/кг (или МДж/м3), составит
где DПр, D нас и Dвт.п - расходы продувочной воды, насыщенного пара и пара через вторичный пароперегреватель, кг/с; hкв, h'втп, h''втп - энтальпии продувочной воды, пара па входе и выходе вторичного пароперегревателя, МДж/кг.
Расход продувки Dnp для котельных установок промышленных предприятий доходит до 5-10% его паропроизводительности D; для котлов конденсационных электростанций он не превышает 1 -2 % D. При определении затрат теплоты на выработку пара Qпол, если Р= Dпр/D ≤ 2% продувка может не учитываться.
При расходе топлива В в единицу времени, кг/с (или м3/с), полезно затраченная теплота, МВт, составляет
По определению ȵк = Qпол/Qpp 100%.
С учетом выработки перегретого и насыщенного пара, наличия продувки воды и вторичного перегрева пара КПД парового котла, %, подсчитывается по формуле
Расход топлива в кг/с (или м3/с) при этом составляет
Определение КПД парового котла по (2.28) как отношение полезно затраченной теплоты к располагаемой теплоте топлива - это определение его по прямому балансу.
КПД парового котла можно определить и по обратному балансу - через тепловые потери. Из (2.20) и (2.21) для установившегося теплового состояния получаем
КПД парового котла, определяемый по (2.28) или по (2.30), не учитывает затрат электрической энергии и теплоты на собственные нужды (на приводы насосов, вентиляторов, дымососов, механизмов топливоподачи и пылеприготовления, работы обдувочных аппаратов и т.д.). Такой КПД парового котла называют КПД брутто и обозначают ȵбр или ȵк.
Если потребление энергии в единицу времени на указанное вспомогательное оборудование составляет ΣNС, МДж, а удельные затраты топлива на выработку электроэнергии b, кг/МДж, то КПД парового котла с учетом потребления энергии вспомогательным оборудованием (КПД нетто), %,
Иногда ȵку называют энергетическим КПД парового котла. Для котельных установок промышленных предприятий затраты энергии на собственные нужды составляют около 4 % вырабатываемой энергии.