Баланс энергии в котле

Мы уже знаем, что пар в котле паровоза образуется за счёт использования тепловой энергии топлива, поступившего в топку. Однако не вся тепловая энергия, заключённая в топливе, переходит в энергию пара. Значительная часть её теряется. Эти потери даже в современных паровозных котлах съедают больше 40% содержащегося в топливе тепла. Из чего же они складываются?

Во-первых, потери вызываются неизбежным уносом мелких несгоревших частиц топлива в дымовую трубу. Это - наибольшая часть потерь тепла в тепловом балансе котла. Они являются следствием сильной и при том пульсирующей тяги, искусственно создаваемой конусной дымовытяжной установкой. Ведь газы сгорания вылетают из топки паровоза со скоростью, достигающей 50 - 60 м/сек. Кроме того, часть топлива теряется, проваливаясь в зольник через отверстия колосниковой решётки.

Потери тепла, связанные с уносом и провалом несгоревших частиц топлива, называются механическими потерями. Сюда же относится потеря тепла в шлаке (с недогоревшим топливом).

В сумме эти потери достигают 25%, а иногда и больше.

Во-вторых, часть тепла бесполезно теряется с уходящими из котла газами, так как газы выходят из котла с температурой в среднем от 300 до 400°. Эти потери составляют около 14 - 16%.

В-третьих, тепло теряется вследствие того, что топливо не всегда сгорает полностью. А это бывает из-за недостатка или чрезмерного избытка воздуха, подводимого в топку. В таких условиях углерод сгорает не в углекислый газ, а в окись углерода и при этом выделяется значительно меньше тепла. Эти потери, носящие название химических потерь, достигают 5 - 8%.

В-четвёртых, часть тепла передаётся через наружную поверхность котла непосредственно во внешнюю среду. На этом теряется ещё около 1% тепла.

Если сложить все потери, то и окажется, что только в паровозном котле бесполезно расходуется около 40 - 45% тепловой энергии топлива, поступившего в топку. Иными словами, общий к. п. д. котла не превышает 55 - 60%.