Потеря тепла с уходящими газами q2. Величина этой потери под­считывается по формуле

где 2 V^yx — теплосодержание уходящих газов в ккал/кг, определяе­мое по табл. 10;

Qtp. m — физическое тепло топлива в ккал/кг;

Qx. e — теплосодержание поступающего в топку и газоходы холод­ного воздуха в ккал/кг;

Q# —тепло, вносимое в установку с паровым дутьем, в ккал/кг. Физическое тепло топлива подсчитывается по формуле

(2ф т = Cmtx. т ккал/кг, (78^

где ст — теплоемкость топлива в ккал/кг °С; tx. m — температура топлива в ° С.

Для твердых топлив теплоемкость определяется по выражению

где сс = 0,25 — теплоемкость сухой массы твердого топлива в ккал/кг °С.

Теплосодержание холодного воздуха подсчитывается по формуле

Qx. « = ayxV0(ct)x. е ккал/кг; (80)

(cf)x. в — теплосодержание влажного воздуха в ккал/нм3 (определяется по табл. 10).

При расчете типовых конструкций температура холодного воздуха принимается равной 30°. В расчетах конкретных объектов она прини­мается в зависимости от местных условий.

Тепло, вносимое в установку с паровым дутьем, находят по фор­муле

Q*p = ^ф(ін — 600) ккал/кг, (81)

где Wф — расход пара на дутье в кг/кг;

ін — теплосодержание сухого насыщенного пара в ккал/кг (нахо­дится по таблицам водяного пара).

Для снижения потери q2 желательно наиболее полное охлаждение продуктов сгорания в котельном агрегате, но это охлаждение нельзя доводить до температуры рабочего тела.

При приближении температуры уходящих газов к температуре рабо­чего тела интенсивность теплообмена резко падает, а размеры поверх­ностей нагрева соответственно растут. Поэтому уходящие газы выходят из агрегата обыкновенно с довольно высокой температурой з 250—400° и даже выше.

Потеря тепла с уходящими газами будет также тем больше, чем больше коэфициент избытка воздуха. Для уменьшения потери q2 необ­ходимо подавать в топку воздух в количестве, не большем, чем это требуется для экономного сжигания топлива, топливо загружать в топку равномерно, стенки котлов содержать без налета на них сажи и накипи, питательную воду очищать от масла и других примесей. Потеря тепла q2 может быть снижена на 5—7°/0 за счет установки водяного эконо­майзера.

В табл. 11 приведены потери q2 в локомобилях по данным испыта­ний локомобильных заводов.

Потеря тепла от химической неполноты горения q3. Эта потеря тепла равна сумме теплотворных способностей продуктов неполного горения СО, СН4, Н2, содержащихся в уходящих газах. В расчетах обычно принимается, что все недогорание происходит за счет СО.

Процентное содержание окиси углерода в сухих газах можно либо измерить газоанализатором, либо подсчитать по формуле (60).

СО

В 1 м3 сухих газов заключается ^ м3 окиси углерода, при сжига­нии же 1 кг топлива объем окиси углерода будет равен

нм3/кг

Чтобы определить количество тепла, теряемое вследствие неполноты горения, надо объем окиси углерода умножить на ее удельный вес, равный 1,251 кг/нм3, и на ее теплотворную способность, равную 2436 ккал/кг-.

1,251 -2436- 1,86/Ср

Ч' сс: -7IZ ЄО

1001 ’ ro2 + co

Эта потеря, выраженная в процентах от Q", будет

При проектировании новых котлов задаются величиной q3, равной 2—10% в зависимости от вида топлива.

По данным материалов испытаний локомобилей, выпускаемых нашими, заводами, величина q3 колеблется от 1,5 до 16% в зависимости от ка­чества и вида применяемого топлива и конструкции топки (табл. Н).

Необходимо отметить, что величина потери от химической непол­ноты горения в большой мере зависит от квалификации кочегара, его добросовестного отношения к работе и приспособленности конструкции топки для сжигания применяемого вида топлива.

Поступление в топку большого количества воздуха вызывает пони­жение температуры в топочной камере, что ухудшает условия горения, или даже прекращает горение летучих и увеличивает тем самым потери от их недогорания.

Потеря тепла от механической неполноты горения q±. Обычно потерю от механической неполноты горения разбивают на три составляю­щие: потеря со шлаком, потеря с провалом и потеря с уносом. Вели­чину потери уноса газами измерить очень трудно, поэтому ее в расчет не вносят.

Для определения потери тепла все количество золы, шлака и горю­чего, выгребаемых из поддувала и топок во время их чистки, собирают, а затем делают отбор части выгреба среднего состава. Отобранную часть подвергают анализу в лаборатории.

Путем выжигания горючих веществ определяют количество горючих и негорючих частей выгреба. При этом допускают, что попавшие в про­вал и выгреб частицы горючего состоят только из чистого углерода»

Отношение горючей части к негорючей равно

1 - г ’

где z — доля горючих веществ в выгребе.

Весовое количество выгреба, приходящееся на 1 кг топлива, обо­значим через X кг. Тогда можем написать, что количество золы, содер­жащееся в 1 кг топлива, будет равно

— Х{1 — z) кг.

Отсюда найдем количество выгреба на 1 кг топлива при условии, что уноса нет и все недогоревшее топливо находится в золе и шлаке:

х=ТГ-гут кг/кг-

В этом количестве выгреба будет заключаться углерода zX кг.

Зная теплотворную способность углерода, равную 8100 ккал/кг, можно определить количество теряемого тепла:

Количество теряемого тепла в процентах от Q":

_ 81002% _ 81 zAp 0,

Чі ~ Q“(l—2) l-г /0’

Для подсчета потери тепла от механической пользуются и другим уравнением:

где G' — вес выгреба за определенный промежуток времени в кг (на­пример за период испытания котла);

В — вес сожженного топлива за тот же период времени, что и для G', в кг.

Если имеется возможность лабораторным путем установить тепло­творную способность выгреба, то потерю qi можно подсчитать по фор­муле

= ^ 100'7о, (89)

где Q’ — теплотворная способность выгреба в ккал/кг.

Числовые значения потерь тепла от механической неполноты горе­ния приведены в табл. 11. Для уменьшения потери q4 необходимо со­держать колосниковую решетку в исправном состоянии, шлаки выгре­бать без кусков топлива, очень мелкий уголь перед набрасыванием в топку смачивать водой. Для уменьшения потери с уносом не следует применять слишком сильной тяги. Необходимо иметь в виду, что при сильном форсировании горения топлива с мелочью потеря с уносом может достигать большой величины.

Потеря тепла в окружающую среду qy Наружная поверхность котла, стенки топки и другие нагретые части котла передают тепло окружающему воздуху. Для уменьшения величины потери тепла нагре­тые части котла, соприкасающиеся с наружным воздухом, покрывают изоляцией.

Величина потери тепла в окружающую среду зависит от конструк­ции котла и топки, размеров котла, принятой нагрузки, качества при­мененной изоляции и температурного напора. В малых котлах потеря qi относительно больше.

Для котлов паровозного типа и цилиндрических, где внутренняя топка (огневая коробка) окружена водой и тепло непосредственно в окружающую среду может передаваться только через небольшую дверку шуровочного отверстия, принимают, что qf = 0, т. е. что потеря котла
в окружающую среду идет исключительно через стенки самого котла, омываемые с одной стороны горячей водой или паром, а с. другой окружающим воздухом.

В цилиндрических котлах с удлиненной топкой некоторая доля тепла будет уходить непосредственно из топки через верхнюю часть барабана предтопка в окружающую среду. Ввиду небольших размеров предтопка можно считать, что

4f =

Для котлов паровозного типа и цилиндрических с внешней топкой, а также для водотрубных котлов, где большая часть или почти вся наружная поверхность топки омывается наружным воздухом, обычно принимают, что потери тепла топкой составляют около половины потери тепла в окружающую среду всей котельной установкой, т. е.

q£zz. Q,bq5.

Ввиду трудности теоретического подсчета потери qb ее величину определяют на основании опытных данных с локомобильными котлами.

По данным испытаний передвижного сельскохозяйственного локомо­биля марки П-25, проведенных Сызранским заводом, величина qb при нормальных нагрузках колеблется в пределах 3—8°/0 (табл. 11).

Потери тепла в локомобильных котлах по опытным данным

Таблица 11 Марка локомобиля Вид топки Род топлива Потери тепла ц 0 0 Я% <7з ?5 П-25 Внутренняя Солома 27—30 10-16 1,5—2 5-6 я Дрова 28—30 3—5 2—5 3-6 Уголь 27—30 2—4 6-8 5-8 П-1 Солома 30 Ю 00 1 GO 3 5—7 я Дрова 19—22 3—5 3 6 П-3 18,5 3,6 3—4 8—10 СВ-1 22—25 3—4 3 7 СК-125 Приставная Солома 30-35 4 5 3 Дрова 22—25 3 2 8—10 Уголь 17—20 4 6—9 8—10 Ш ахтная Торф 20—25 1,5-2 2,5-3 7—10 СК-2 Приставная Дрова 19 3 3 7 СК-250 я — 2,5 0,5 2 Уголь 14,3 1.7 10 „ Шахтная Дрова — 2 0,5 5 9 Торф — 2 2 5 СК-4 Приставная Дрова 18 3 2 4 СК-5 ш 13-18 3 3-4 10 Внутренняя Уголь 14-16 3 5—8 7-8 СТК-4 Приставная Дрова 16 4 3-4 3-5 СТ-4 я 19 2 6 4 СТ-5 • " 17 4 3 3-4

Для новейших конструкций котлов прямоточного типа потери дъ получаются в пределах 2—4°/0.

Потеря с физическим теплом шлаков qпроисходит из-за высокой температуры (порядка 700°) шлаков, выгребаемых из топки при слое­вом сжигании. При небольшом количестве золы в топливе эта потеря очень мала по сравнению с другими, и поэтому ею без ущерба для точности пренебрегают. Но если зольность топлива велика (Ар > > 0,01Q"), то д£л необходимо учитывать по формуле

Так как для обычных топлив эта потеря очень редко учитывается, то в общее уравнение баланса котельной установки член д™л не введен.