Determinarea randamentului unui cazan de apa calda pe gaz. Determinarea randamentului cazanului, brut si net

Coeficientul de performanță (eficiență) al unității cazanului este definit ca raportul dintre căldura utilă utilizată pentru a genera abur (sau apa fierbinte), la căldura disponibilă (căldura furnizată centralei). În practică, nu toată căldura utilă selectată de centrală este transmisă consumatorilor. O parte din căldură este cheltuită pentru propriile nevoi. În funcție de aceasta, randamentul unității se distinge prin căldura furnizată consumatorului (eficiență netă).

Diferența dintre căldura generată și cea evacuată este consumul pentru nevoile auxiliare ale cazanului. Pentru nevoi proprii se consumă nu numai căldură, ci și energie electrică (de exemplu, pentru a conduce un aspirator de fum, ventilator, pompe de alimentare, mecanisme de alimentare cu combustibil și de pregătire a prafului etc.), prin urmare, consumul pentru nevoi proprii include consumul de toate tipurile de energie cheltuită pentru producerea de abur sau apă caldă.

Randamentul brut al unei centrale termice caracterizeaza gradul de perfectiune tehnica a acesteia, iar randamentul net caracterizeaza randamentul comercial al acesteia.

Randamentul brut al unității cazanului ŋ br,%, poate fi determinat prin ecuația de echilibru direct

ŋ br = 100 (Q etaj / Q p p)

sau conform ecuaţiei de echilibru invers

ŋ br = 100- (q u.g + q c.n + q m.n + q n.d + q f.sh),

Unde etaj Q căldură utilă folosită pentru a genera abur (sau apă caldă); Q p p- căldură disponibilă de către centrala termică; q u.g + q c.n + q m.n + q n.d. + q f.sh- pierderile relative de caldura prin elementele de consum de caldura.

Eficiența netă conform ecuației de echilibru invers este determinată ca diferență

ŋ net = ŋ br -q s.n,

Unde q s.n- consum relativ de energie pentru nevoi proprii,%.

Eficiența conform ecuației de echilibru direct este utilizată în principal la întocmirea de rapoarte pentru o perioadă separată (deceniu, lună), iar randamentul conform ecuației de echilibru invers este utilizată la testarea unităților de cazane. Determinarea randamentului prin balanța inversă este mult mai precisă, deoarece erorile în măsurarea pierderilor de căldură sunt mai mici decât la determinarea consumului de combustibil, în special în timpul arderii. combustibil solid.

Astfel, pentru a crește eficiența unităților cazanelor, nu este suficient să ne străduim să reducem pierderile de căldură; este de asemenea necesara reducerea in orice mod posibil a consumului de caldura si energie electrica pentru nevoile proprii. Prin urmare, o comparație a eficienței funcționării diferitelor unități de cazan ar trebui efectuată în cele din urmă în funcție de eficiența lor netă.

În general, randamentul unității cazanului variază în funcție de sarcina acesteia. Pentru a construi această dependență, trebuie să scazi din 100% succesiv toate pierderile unității cazanului Sq sudoare = q y.g + q c.n + q m.n + q n.o care depind de sarcină.

După cum se poate observa din Figura 1.14, randamentul unității cazanului la o anumită sarcină are o valoare maximă, adică funcționarea cazanului la această sarcină este cea mai economică.

Figura 1.14 - Dependența randamentului cazanului de sarcina sa: q u.g, q c.n, q m.n., q n.o,S q transpira- pierderi de căldură cu gazele de eșapament, din incompletitudinea chimică a arderii, din incompletitatea mecanică a arderii, din răcirea externă și pierderile totale

Tehnologia de încălzire cu combustibil solid prezentată astăzi întregul grup dispozitive. Fiecare cazan cu combustibil solid produs astăzi de companiile producătoare interne și străine este dispozitive de încălzire complet noi, de înaltă tehnologie. Datorită introducerii inovațiilor tehnice în proiectarea dispozitivelor de încălzire și dotarea cu dispozitive de control automat, a fost posibilă creșterea semnificativă a eficienței, optimizarea funcționării cazanelor cu combustibil solid.

La aparatele de incalzire de acest tip se foloseste un principiu traditional de functionare, asemanator cu varianta de incalzire a sobei care ne este bine cunoscuta. Acțiunea principală se datorează procesului de generare a energiei termice eliberată în timpul arderii cărbunelui, cocsului, lemnului de foc și a altor resurse de combustibil în cuptorul cazanului cu transferul ulterior de căldură către lichidul de răcire.

Ca și alte dispozitive care asigură generarea, transmiterea energiei, echipamentele cazanelor au o eficiență proprie. Să luăm în considerare mai detaliat care este eficiența unităților cu combustibil solid. Vom încerca să găsim răspunsuri la întrebări legate de acești parametri.

Care este eficiența dispozitivelor de încălzire

Pentru orice unitate de încălzire, a cărei sarcină este de a încălzi spațiul interior al clădirilor și structurilor rezidențiale în diverse scopuri, o componentă importantă a fost, este și rămâne eficiența muncii. Parametrul care determină randamentul cazanelor cu combustibil solid este randamentul. Eficiența arată raportul dintre energia termică consumată, dată de centrală în timpul arderii combustibilului solid, și căldura utilă furnizată întregului sistem de încălzire.

Acest raport este exprimat ca procent. Cu cât cazanul funcționează mai bine, cu atât procentul este mai mare. Printre cazanele moderne pe combustibil solid există modele cu unități de înaltă eficiență, high-tech, eficiente și economice.

Pentru trimitere: Ca exemplu gros, ar trebui să evaluăm efectul termic obținut atunci când stai lângă un foc. Emis la arderea lemnului energie termală este capabil să încălzească spațiul și obiectele limitate în jurul focului. Cea mai mare parte a căldurii de la un foc care arde (până la 50-60%) intră în atmosferă, ne oferind niciun beneficiu în afară de conținutul estetic, în timp ce obiectele și aerul învecinate primesc o cantitate limitată de kilocalorii. Eficiența focului de tabără este minimă.

Eficiența tehnologiei de încălzire depinde în mare măsură de ce tip de combustibil este utilizat și ce caracteristici de proiectare dispozitive.

De exemplu: la arderea cărbunelui, lemnului sau peleților, se eliberează cantități diferite de energie termică. În mare măsură, eficiența depinde de tehnologia arderii combustibilului în camera de ardere și de tipul sistemului de încălzire. Cu alte cuvinte, fiecare tip de dispozitiv de încălzire (cazane tradiționale cu combustibil solid, unități ardere lungă, cazane pe peleți și dispozitive care funcționează prin piroliză), are propriile sale caracteristici tehnologice structuri care afectează parametrii de eficiență.

Condițiile de funcționare și calitatea ventilației afectează și eficiența cazanelor. Ventilația slabă provoacă o lipsă de aer, care este necesară pentru intensitatea ridicată a procesului de ardere a masei de combustibil. Starea coșului de fum determină nu numai nivelul de confort în zone interioare, dar și eficiența echipamentelor de încălzire, funcționalitatea întregului sistem de încălzire.

Documentația de însoțire a cazanului de încălzire trebuie să aibă randamentul echipamentului declarat de producător. Corespondența indicatorilor reali ai informațiilor declarate se realizează datorită instalare corectă aparat, chingi și operare ulterioară.

Reguli de funcționare a dispozitivelor cazanelor, a căror respectare afectează valoarea randamentului

Orice tip de unitate de incalzire are propriii parametri optimi de sarcina, care sa fie cat mai folositori, din punct de vedere tehnologic si economic. Procesul de funcționare a cazanelor cu combustibil solid este construit în așa fel încât de cele mai multe ori echipamentul să funcționeze în regim optim. Respectarea regulilor de funcționare permite asigurarea unei astfel de lucrări. echipamente de incalzire care funcționează pe combustibili solizi. În acest caz, trebuie să respectați și să urmați următoarele puncte:

• este necesar să se respecte modurile acceptabile de suflare și funcționare a hotei;
• control constant asupra intensității arderii și completității arderii combustibilului;
• controlați cantitatea de report și eșec;
• evaluarea stării suprafețelor încălzite în timpul arderii combustibilului;
• curățarea regulată a cazanului.

Elementele enumerate sunt minimul necesar care trebuie respectat în timpul funcționării echipamentului cazanului în timpul sezonului de încălzire. Respectarea simplă și reguli clare vă va permite să obțineți randamentul unui cazan autonom declarat în caracteristici,.

Putem spune că fiecare lucru mic, fiecare element al designului dispozitivului de încălzire afectează valoarea eficienței. Un coș de fum proiectat corespunzător și un sistem de ventilație asigură un flux optim de aer în camera de ardere, ceea ce afectează în mod semnificativ calitatea arderii produsului combustibil. Operația de ventilație este estimată prin valoarea raportului de aer în exces. Creșterea excesivă a volumului de aer care intră duce la un consum excesiv de combustibil. Căldura scapă mai intens prin conductă împreună cu produsele de ardere. Odată cu o scădere a coeficientului, funcționarea cazanelor se deteriorează semnificativ, există o probabilitate mare de apariție a zonelor limitate de oxigen în cuptor. Într-o astfel de situație, focarul începe să se formeze și să se acumuleze cantitati mari funingine.

Intensitatea și calitatea arderii în cazanele cu combustibil solid necesită o monitorizare constantă. Camera de ardere trebuie încărcată uniform, evitând incendiile focale.

Într-o notă: cărbunele sau lemnul de foc este distribuit uniform peste grătar sau peste grătar. Arderea trebuie să aibă loc pe întreaga suprafață a stratului. Combustibilul distribuit uniform se usucă rapid și arde pe întreaga suprafață, asigurând arderea completă a componentelor solide ale masei de combustibil la produsele de combustie volatile. Dacă puneți corect combustibilul în focar, flacăra atunci când cazanele funcționează va fi galben strălucitor, de culoare pai.

În timpul arderii, este important să nu permiteți defecțiuni ale resursei de combustibil, altfel va trebui să vă confruntați cu pierderi mecanice semnificative (subardere) ale combustibilului. Dacă poziția combustibilului în cuptor nu este monitorizată, fragmentele mari de cărbune sau lemn de foc care au căzut în cutia de cenușă pot duce la aprinderea neautorizată a reziduurilor din masa combustibilului.

Funinginea și guma acumulate pe suprafața schimbătorului de căldură vor reduce capacitatea de încălzire a schimbătorului de căldură. Ca urmare a tuturor încălcărilor de mai sus ale condițiilor de funcționare, cantitatea utilă de energie termică necesară pentru funcționarea normală a sistemului de încălzire scade. Ca urmare, putem vorbi despre o scădere bruscă a eficienței cazanelor de încălzire.

Factori de care depinde randamentul cazanelor

Cazanele cu o valoare ridicată de eficiență sunt reprezentate în prezent de următoarea tehnologie de încălzire:

• unități arse cu cărbune și alți combustibili fosili solizi;
• Cazane pe peleți;
• dispozitive de tip piroliză.

Eficiența dispozitivelor de încălzire, în cuptorul cărora sunt alimentate brichete cu antracit, cărbune și turbă, este în medie de 70-80%. Eficiență semnificativ mai mare a dispozitivelor cu peleți - până la 85%. Încărcate cu peleți, cazanele de încălzire de acest tip se remarcă prin randamentul lor ridicat, eliberând o cantitate imensă de energie termică în timpul arderii combustibilului.

Într-o notă: o sarcina este suficienta pentru ca dispozitivul sa functioneze in conditii optime pana la 12-14 ore.

Liderul absolut printre echipamentele de încălzire cu combustibil solid este un cazan cu piroliză. Aceste aparate folosesc lemn de foc sau deșeuri de lemn. Eficiența unui astfel de echipament astăzi este de 85% sau mai mult. Unitățile se referă, de asemenea, la dispozitive foarte eficiente cu ardere lungă, dar supuse conditie necesara- conținutul de umiditate al combustibilului nu trebuie să depășească 20%.

Important pentru valoarea eficienței este tipul de material din care este fabricat încălzitor... Astăzi pe piață există modele de cazane cu combustibil solid din oțel și fontă.

Pentru trimitere: Prima include produse din oțel. Pentru a reduce valoarea de piață a unității, companiile producătoare folosesc elemente structurale de bază din oțel. De exemplu, schimbătorul de căldură este realizat din oțel negru de înaltă rezistență, rezistent la căldură, cu o grosime de 2-5 mm. Elementele tubulare de încălzire utilizate pentru încălzirea circuitului principal sunt fabricate în același mod.

Cu cât oțelul folosit în structură este mai gros, cu atât caracteristicile de transfer de căldură ale echipamentului sunt mai mari. Eficiența crește în consecință.

În dispozitivele din oțel, o creștere a eficienței se realizează prin instalarea unor pereți interioare speciale sub formă de țevi - trepte ale fluxului principal și difuzoare de fum. Măsuri forțate și parțiale, permițând creșterea ușor a eficienței dispozitivului principal. Dintre modelele de cazane cu combustibil solid din oțel, rar găsiți dispozitive cu o eficiență mai mare de 75%. Durata de viață a unor astfel de produse este de 10-15 ani.

Pentru a crește eficiența cazanelor de încălzire din oțel, companiile străine folosesc procesul de ardere de jos în modelele lor, cu 2 sau 3 debite de tiraj. Designul produselor prevede instalarea de elemente de încălzire tubulare pentru a îmbunătăți transferul de căldură. Un astfel de echipament are o eficiență în intervalul 75-80% și poate dura mai mult, de 1,5 ori.

Spre deosebire de agregatele din oțel, aparatele cu combustibil solid din fontă sunt mai eficiente.

În proiectarea unităților din fontă, se folosesc schimbătoare de căldură dintr-un aliaj de fontă de calitate specială cu transfer ridicat de căldură. Astfel de cazane sunt cel mai adesea folosite pentru sistemele de încălzire deschise. Produsele sunt echipate suplimentar cu grătare, datorită cărora se efectuează o selecție intensivă de energie termică direct din combustibilul de ardere plasat pe grătare.

Eficiența unor astfel de dispozitive de încălzire este de 80%. Este necesar să se țină cont de durata de viață lungă a cazanelor din fontă. Durata de viață a unui astfel de echipament este de 30-40 de ani.

Cum să creșteți eficiența tehnologiei de încălzire cu combustibil solid

Astăzi, mulți consumatori, având la dispoziție un cazan cu combustibil solid, încearcă să găsească cel mai convenabil și mod practic cum să creșteți eficiența echipamentelor de încălzire. Parametrii tehnologici ai dispozitivelor de încălzire stabiliți de producător își pierd valorile nominale în timp, prin urmare, pentru a crește eficiența tehnologiei cazanului, căi diferiteși fonduri.

Luați în considerare una dintre cele mai eficiente opțiuni, instalarea unui schimbător de căldură suplimentar. Sarcina noului echipament este de a elimina energia termică din produsele volatile de ardere.

Videoclipul arată cum să-ți faci propriul economizor (schimbător de căldură)

Pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să aflăm care este temperatura fumului la ieșire. Îl poți schimba folosind un multimetru, care este plasat direct în mijlocul coșului de fum. Datele despre câtă căldură suplimentară poate fi obținută din produsele de ardere volatilizate sunt necesare pentru a calcula suprafața unui schimbător de căldură suplimentar. Facem următoarele:

• trimitem o anumită cantitate de lemn de foc la focar;
• detectăm cât timp se va arde o anumită cantitate de lemn de foc.

De exemplu: lemn de foc, in cantitate de 14,2 kg. arde timp de 3,5 ore. Temperatura fumului la ieșirea cazanului este de 460 0 С.

În 1 oră am ars: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. lemne de foc.

Pentru a calcula cantitatea de fum, folosim valoarea general acceptată de 1 kg. lemn de foc = 5,7 kg. gaze arse... În continuare, înmulțim cantitatea de lemn de foc ars într-o oră cu cantitatea de fum obținută în timpul arderii a 1 kg. lemne de foc. Ca rezultat: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. produse volatile de combustie. Această cifră va deveni punctul de plecare pentru calculele ulterioare ale cantității de energie termică care poate fi utilizată suplimentar pentru încălzirea celui de-al doilea schimbător de căldură.

Cunoscând valoarea capacității termice a gazelor fierbinți volatile, ca 1,1 kJ / kg., facem un calcul suplimentar al puterii fluxului de căldură dacă dorim să reducem temperatura fumului de la 460 0 С la 160 grade.

Q = 23,08 x 1,1 (460-160) = 8124 kJ de energie termică.

Ca urmare, obținem valoarea exactă a puterii suplimentare furnizate de produsele volatile de ardere: q = 8124/3600 = 2,25 kW, o cifră mare, care poate avea un impact semnificativ asupra îmbunătățirii eficienței echipamentelor de încălzire. Știind câtă energie se irosește, dorința de a dota cazanul cu un schimbător de căldură suplimentar este destul de justificată. Datorită afluxului de energie termică suplimentară pentru încălzirea lichidului de răcire, nu numai că eficiența întregului sistem de încălzire crește, ci și eficiența unității de încălzire în sine crește.

concluzii

În ciuda abundenței de modele de echipamente moderne de încălzire, cazanele cu combustibil solid continuă să fie unul dintre cele mai eficiente și mai accesibile tipuri de echipamente de încălzire. Comparat cu cazane electrice care au o eficiență de până la 90%, unitățile cu combustibil solid au un efect economic ridicat. Creșterea eficienței noilor modele a permis ca acest tip de echipamente de cazane să se apropie de centralele electrice și pe gaz.

Dispozitivele moderne cu combustibil solid sunt capabile nu numai să funcționeze pentru o lungă perioadă de timp folosind resurse de combustibil naturale accesibile, dar au și caracteristici de înaltă performanță.

COEFICIENT DE ACȚIUNE UTILĂ A CAZANULUI

(Eficiența cazanului) - raportul dintre cantitatea de căldură transferată la apa cazanului pentru a o transforma în abur în timpul arderii 1 kg combustibil, la puterea calorică a combustibilului, adică cantitatea de căldură care este eliberată în timpul arderii complete 1 kg combustibil. Randamentul cazanelor atinge o valoare de ordinul 0,60-0,85.

Samoilov K.I. Dicționar marin. - M.-L .: Editura Navală de Stat a NKVMF a URSS, 1941

Vezi care este „COEFICIENTUL PERFORMANȚEI CAZANULUI” în alte dicționare:

randamentul cazanului- 3,9 randamentul cazanului ηK: Raportul dintre capacitatea de incalzire Q si consumul de caldura QB: Sursa...

eficienţă- 3.1 eficiență: O mărime care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transmitere a energiei, care este raportul dintre energia utilă și energia furnizată. [GOST R 51387, Anexa A] Sursa... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

Raportul dintre munca utilă cheltuită sau energia primită și munca totală cheltuită sau, în consecință, energia consumată. De exemplu, raportul de eficiență al motorului electric mecanic. puterea, dată acestora, celor care îi furnizează electric. putere; LA.… … Dicţionar Technical Railway

Solicitarea „KPD” este redirecționată aici; vezi și alte sensuri. Coeficientul de performanță (COP) este o caracteristică a eficienței unui sistem (dispozitiv, mașină) în ceea ce privește conversia sau transmisia energiei. Determinat de relația utilă ... ... Wikipedia

eficienta h- 3,7 randament h,%: Raportul dintre puterea utilă de ieșire și căldura furnizată. O sursă … Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

GOST R 54442-2011: Cazane de incalzire. Partea 3. Cazane pe gaz pentru încălzire centrală. Unitate formată dintr-un corp cazan și un arzător cu aer forțat. Cerințe pentru teste de inginerie termică- Terminologie GOST R 54442 2011: Cazane de încălzire. Partea 3. Cazane pe gazîncălzire centrală. Unitate formată dintr-un corp cazan și un arzător cu aer forțat. Cerințe pentru încercările termotehnice document original: 3.10 ... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

- "Felix Dzerzhinsky" Locomotiva cu abur FD21 3125 Date de bază ... Wikipedia

Felix Dzerjinski ... Wikipedia

GOST R 54440-2011: Cazane de încălzire. Partea 1. Cazane de incalzire cu arzatoare cu aer fortat. Terminologie, cerințe generale, testare și etichetare- Terminologie GOST R 54440 2011: Cazane de încălzire. Partea 1. Cazane de incalzire cu arzatoare cu aer fortat. Terminologie, Cerințe generale, testarea și marcarea documentului original: 3.11 rezistența aerodinamică a gazului ...... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

În acest articol lipsesc link-uri către surse de informații. Informațiile trebuie să fie verificabile, altfel pot fi puse sub semnul întrebării și eliminate. Poți... Wikipedia

Eficiența unității cazanului sau randamentul unității cazanului este raportul dintre cantitatea de căldură utilizată în unitatea cazanului și cantitatea de căldură consumată de combustibil. O parte din aburul produs în unitatea cazanului este consumat direct pentru propriile nevoi, de exemplu, pompe de alimentare, ventilatoare, aspiratoare de fum și suprafețe de încălzire cu suflare. Având în vedere aceste costuri, ei introduc conceptul Randamentul net al cazanului.

Căldura utilizată în unitatea cazanului pentru a genera abur sau apă caldă,

Unde V - consumul de combustibil pe oră, kg / h (m3 / h);

D - productivitatea orară a unității cazanului, kg/oră;

q k.а - cantitatea de căldură transferată în unitatea cazanului către apă pentru a o transforma în abur sau pentru a obține apă caldă și se referă la 1 kg de abur sau apă, kJ/kg (kcal/kg);

ŋ k.a - randamentul unității cazanului.

Pentru un cazan care produce abur saturat

Unde i"- entalpia aburului saturat;

i p.v - entalpia apei de alimentare;

q pr- cantitatea de căldură eliminată din unitatea cazanului cu apa de purjare, kJ/kg (kcal/kg); obișnuit q pr= (0,01-0,02) i", Unde i„- conținutul de căldură al apei la temperatura t n.

Pentru un cazan de apă caldă, care primește apă caldă

Unde i 1 - entalpia apei care intră în cazan; i 2 - entalpia apei care iese din cazan.

Dacă se cunoaște cantitatea de abur produsă și entalpia acestuia, precum și consumul orar de combustibil și căldura de ardere a combustibilului, atunci eficiența unității cazanului,%, poate fi determinată:

Pentru centralele moderne, valoarea q 1, în funcție de capacitatea de abur a centralei, de temperatura gazelor de ardere, de tipul de combustibil ars și de modul de ardere a acestuia, acesta poate varia într-un interval foarte larg de la 75 la 80% pentru unitățile de cazane de capacitate mică. , în care combustibilul solid este ars în cuptoare cu strat, și până la 91-95 % pentru unitățile de cazane mari cu ardere a combustibilului. Cea mai mare eficiență se obține pentru centralele care funcționează cu combustibili lichizi și gazoși.

Pentru cazanele de capacitate mică, pierderile de căldură sunt de la 20 la 25%, iar pentru cele mari de la 5 la 9%. Principalele pierderi de căldură sunt pierderile cu gazele de ardere q 2

Exemplu.

Determinați randamentul unității cazanului și estimați pierderile de căldură ale unității cazanului cu o capacitate de abur de Q = 10 tone / oră cu parametrii de abur: presiune P= 1,4 MPa (14 kgf / cm2) și temperatura t = 197,3 ° C. Consum orar de combustibil 1500 kg, temperatura apei de alimentare 100 ° С, căldură de ardere a combustibilului Q p n = 20647 kJ/kg (4916 kcal/kg). Evaluați pierderile de căldură ale unității cazanului în funcție de valorile medii date în secțiunile relevante. Valoareaq NSR ( cantitatea de căldură eliminată din unitatea cazanului cu apa de purjare) se consideră egal cu 0.

Conform tabelului și parametrii dați abur: presiune R si temperatura t găsim entalpia sa ~ 2790 kJ / kg (666 kcal / kg). La 100 ° C, conținutul de căldură al apei de alimentare va fi de aproximativ 419 kJ / kg (100 kcal / kg). Prin urmare, căldura primită de 1 kg de abur conform formulei,q La

... A= 2790 - 419 = 2371 kJ / kg ( q La . a = 666 - 100 = 566 kcal / kg).

Eficiența unității cazanului conform formulei

Cantitatea de pierderi de căldură

Σ q i = 100 - ŋ k.a = 100 - 76,8 = 23,2%. Valori medii q 2 ,q 3 , q 4 dat în § Bilanțul termic al unității cazanului, găsim q 2 = 12,5%, q 3 = 1%, q 4 = 6,25%. În consecință, valoarea pierderilor în mediu inconjurator q 5 = Σ q i- q 2 - q 3 - q 4 = 23,2 - 12,5 - 1 - 6,25 = 3,45%. ,

Creați o atmosferă confortabilă și confortabilă în casa la tara destul de simplu - trebuie doar să echipați corespunzător sistemul de încălzire. Componenta principală a eficientă și fiabilă sistem de incalzire este cazanul. În articolul de mai jos, vom vorbi despre cum să calculăm eficiența unui cazan, ce factori îl afectează și cum să creștem eficiența echipamentului de încălzire dintr-o anumită casă.

Cum să alegi un cazan

Desigur, pentru a determina cât de eficient va fi un anumit cazan de apă caldă, este necesar să se determine eficiența (eficiența). Acest indicator este raportul dintre căldura utilizată pentru a încălzi camera și cantitatea totală de energie termică generată.

Formula de calcul a eficienței arată astfel:

ɳ = (Q 1 ÷ Q ri),

unde Q 1 - căldură utilizată eficient;

Q ri este cantitatea totală de căldură eliberată.

Care este relația dintre randamentul cazanului și sarcină

La prima vedere, s-ar putea părea că cu cât se arde mai mult combustibil, cu atât cazanul funcționează mai bine. Cu toate acestea, acest lucru nu este chiar adevărat. Dependența randamentului cazanului de sarcină se manifestă exact invers. Cu cât se arde mai mult combustibil, cu atât se eliberează mai multă energie termică. În același timp, crește și nivelul pierderilor de căldură, deoarece gazele de ardere foarte încălzite intră în coș. În consecință, combustibilul este consumat ineficient.

Situația se dezvoltă în mod similar în acele cazuri când cazanul de încălzire funcționează la o putere redusă. Dacă scade sub valorile recomandate cu mai mult de 15%, combustibilul nu va arde complet, iar cantitatea de gaze arse va crește. Ca rezultat, randamentul cazanului va scadea destul de dramatic. De aceea, merită să respectați nivelurile de putere recomandate ale cazanului - acestea sunt concepute pentru a opera echipamentul cât mai eficient posibil.

Calculul eficienței ținând cont de diverși factori

Formula de mai sus nu este pe deplin potrivită pentru evaluarea eficienței echipamentului, deoarece este foarte dificil să se calculeze eficiența cazanului exact luând în considerare doar doi indicatori. În practică, în procesul de proiectare, se utilizează o formulă diferită, mai completă, deoarece nu toată căldura generată este utilizată pentru a încălzi apa din circuitul de încălzire. O anumită cantitate de căldură se pierde în timpul funcționării cazanului.

Un calcul mai precis al randamentului cazanului se face conform următoarei formule:

ɳ = 100- (q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6), în care

q 2 - pierderi de căldură cu ieșirea gazelor combustibile;

q 3 - pierderi de căldură ca urmare a arderii incomplete a produselor de ardere;

q 4 - pierderi de căldură din cauza arderii insuficiente a combustibilului și a cenușii;

q 5 - pierderi cauzate de răcirea externă a dispozitivului;

q 6 - pierderi de căldură împreună cu zgura îndepărtată din cuptor.

Pierderi de căldură la îndepărtarea gazelor combustibile

Cele mai semnificative pierderi de căldură apar ca urmare a evacuării gazelor combustibile în coș (q 2). Eficiența cazanului depinde în mare măsură de temperatura de ardere a combustibilului. Capul de temperatură optim la capătul rece al încălzitorului de apă este atins atunci când este încălzit la 70-110 ℃.

Când temperatura gazelor combustibile ieșite scade cu 12-15 ℃, eficiența cazanului de apă caldă crește cu 1%. Cu toate acestea, pentru a reduce temperatura produselor de ardere care ies, este necesară creșterea dimensiunii suprafețelor încălzite și, prin urmare, a întregii structuri în ansamblu. În plus, riscul de coroziune la temperaturi scăzute crește atunci când gazele de monoxid de carbon sunt răcite.

Printre altele, temperatura gazelor de monoxid de carbon depinde și de calitatea și tipul combustibilului, precum și de încălzirea aerului care intră în cuptor. Valorile temperaturilor aerului de intrare și de ieșire a produselor de ardere depind de tipul de combustibil.

Pentru a calcula indicatorul pierderii de căldură cu gazele de eșapament, utilizați următoarea formulă:

Q 2 = (T 1 -T 3) × (A 2 ÷ (21-O 2) + B), unde

T 1 este temperatura gazelor combustibile evacuate în punctul din spatele supraîncălzitorului;

T 3 este temperatura aerului care intră în cuptor;

21 - concentrația de oxigen în aer;

O 2 - cantitatea de oxigen din produsele de ardere care ies la punctul de control;

A 2 și B sunt coeficienți dintr-un tabel special care depind de tipul de combustibil.

Arderea inferioară chimică ca sursă de pierdere de căldură

Indicatorul q 3 este utilizat atunci când se calculează randamentul unui cazan de încălzire pe gaz, de exemplu, sau în cazurile în care păcură este folosită drept combustibil. Pentru cazanele pe gaz, valoarea q 3 este de 0,1-0,2%. Cu un ușor exces de aer în timpul arderii, acest indicator este de 0,15%, iar cu un exces semnificativ de aer, nu este luat în considerare deloc. Cu toate acestea, la arderea unui amestec de gaze de diferite temperaturi, valoarea lui q 3 = 0,4-0,5%.

Dacă echipamentul de încălzire funcționează cu combustibil solid, se ia în considerare indicele q 4. În special, pentru cărbunele antracit valoarea q 4 = 4-6%, semiantracitul se caracterizează prin pierderi de căldură de 3-4%, dar la arderea cărbunelui se formează doar 1,5-2% din pierderile de căldură. În cazul îndepărtării zgurii lichide a cărbunelui arse cu reactivitate scăzută, valoarea lui q4 poate fi considerată minimă. Dar la îndepărtarea zgurii în formă solidă, pierderile de căldură vor crește până la limita maximă.

Pierderi de căldură din cauza răcirii externe

Astfel de pierderi de căldură q5 se ridică de obicei la cel mult 0,5% și, pe măsură ce puterea echipamentului de încălzire crește, ele scad și mai mult.

Acest indicator este asociat cu calculul capacității de abur a centralei de cazane:

• În condiția producției de abur D în intervalul 42-250 kg / s, valoarea pierderii de căldură q5 = (60 ÷ D) × 0,5 ÷ logD;
• Dacă valoarea producției de abur D depășește 250 kg/s, nivelul pierderii de căldură este considerat egal cu 0,2%.

Cantitatea de pierderi de căldură din îndepărtarea zgurii

Valoarea pierderii de căldură q6 este importantă numai pentru îndepărtarea zgurii lichide. Dar în acele cazuri în care zgura de combustibil solid este îndepărtată din camera de ardere, pierderea de căldură q6 este luată în considerare la calcularea eficienței cazanelor de încălzire numai dacă acestea sunt mai mari de 2,5Q.

Cum se calculează randamentul unui cazan cu combustibil solid

Chiar și cu un design perfect dezvoltat și un combustibil de înaltă calitate, eficiența cazanelor de încălzire nu poate ajunge la 100%. Munca lor este în mod necesar asociată cu anumite pierderi de căldură cauzate atât de tipul de combustibil ars, cât și de o serie de factori și condiții externi. Pentru a înțelege cum arată în practică calculul eficienței unui cazan cu combustibil solid, vom da un exemplu.

De exemplu, pierderea de căldură prin îndepărtarea zgurii din camera de combustibil va fi:

q 6 = (A shl × W l × A p) ÷ Q ri,

unde A zgură este valoarea relativă a zgurii îndepărtate din cuptor la volumul combustibilului încărcat. Cu utilizarea corectă a cazanului, proporția deșeurilor de ardere sub formă de cenușă este de 5-20%, atunci această valoare poate fi egală cu 80-95%.

З l - potențialul termodinamic al cenușii la o temperatură de 600 ℃ în condiții normale este de 133,8 kcal / kg.

A p este conținutul de cenușă al combustibilului, care se calculează pe masa totală a combustibilului. V tipuri diferite conținutul de cenușă de combustibil variază de la 5% la 45%.

Q ri este cantitatea minimă de energie termică care este generată în procesul de ardere a combustibilului. In functie de tipul de combustibil, capacitatea termica variaza intre 2500-5400 kcal/kg.

În acest caz, ținând cont de valorile indicate ale pierderilor de căldură q 6 vor fi 0,1-2,3%.

Valoarea q5 va depinde de puterea și capacitatea de proiectare a cazanului de încălzire. Funcționarea instalațiilor moderne de putere redusă, care încălzesc foarte des casele private, este de obicei asociată cu pierderi de căldură de acest tip în intervalul 2,5-3,5%.

Pierderile de căldură asociate cu arderea mecanică insuficientă a combustibilului solid q 4 depind în mare măsură de tipul acestuia, precum și de caracteristici de proiectare cazan. Acestea variază de la 3-11%. Acest lucru merită luat în considerare dacă căutați o modalitate de a face cazanul să funcționeze mai eficient.

Arderea chimică insuficientă a combustibilului depinde de obicei de concentrația de aer din amestecul combustibil. O astfel de pierdere de căldură q 3 este de obicei egală cu 0,5-1%.

Cel mai mare procent de pierdere de căldură q 2 este asociat cu pierderea de căldură împreună cu gazele combustibile. Acest indicator este influențat de calitatea și tipul combustibilului, de gradul de încălzire a gazelor combustibile, precum și de condițiile de funcționare și de proiectarea cazanului de încălzire. Cu un design termic optim de 150 ℃, evacuați monoxid de carbon ar trebui să fie încălzit la o temperatură de 280 ℃. În acest caz, această valoare a pierderilor de căldură va fi egală cu 9-22%.

Dacă toate valorile pierderilor enumerate sunt însumate, obținem valoarea eficienței ɳ = 100- (9 + 0,5 + 3 + 2,5 + 0,1) = 84,9%.

Aceasta înseamnă că o centrală modernă poate funcționa doar la 85-90% din capacitatea sa. Orice altceva merge pentru a sprijini procesul de ardere.

Vă rugăm să rețineți că nu este ușor să obțineți valori atât de mari. Pentru a face acest lucru, trebuie să abordați în mod competent selecția combustibilului și să asigurați echipamente conditii optime... De obicei, producătorii indică cu ce sarcină ar trebui să funcționeze cazanul. În același timp, este de dorit ca cea mai mare parte a timpului să fie reglat la un nivel economic de încărcări.

Pentru a funcționa cazanul cu eficiență maximă, acesta trebuie utilizat ținând cont de următoarele reguli:

• curatarea periodica a cazanului este obligatorie;
• este important să se controleze intensitatea arderii și completitatea arderii combustibilului;
• trebuie să calculați tracțiunea ținând cont de presiunea aerului furnizat;
• trebuie calculată fracția de cenușă.

Calitatea de ardere a combustibilului solid este reflectată pozitiv de calculul forței optime ținând cont de presiunea aerului alimentat cazanului și de rata de evacuare a gazelor de monoxid de carbon. Cu toate acestea, pe măsură ce presiunea aerului crește, mai multă căldură este îndepărtată cu produsele de ardere în coș. Dar presiunea prea mică și restricția accesului aerului în camera de combustibil duce la o scădere a intensității arderii și la o formare mai puternică de cenușă.

Daca ai instalat o centrala de incalzire in casa ta, fii atent la recomandarile noastre pentru cresterea randamentului acestuia. Nu numai că poți economisi combustibil, ci și să obții un microclimat confortabil în casă.