Što je učinkovitost kotla. Toplinska bilanca i učinkovitost kotlovske jedinice

Vrijednost je od 0,3 do 3,5% i opada s povećanjem snage kotla (od 3,5% za kotlove kapaciteta 2 t/h do 0,3% za kotlove kapaciteta veće od 300 t/h).

Gubitak s fizikalnom toplinom troske nastaje jer pri gorenju kruto gorivo troska uklonjena iz peći ima visoku temperaturu: s čvrstim uklanjanjem troske = 600 °C, s tekućinom - = 1400 - 1600 °C.

Gubici topline s fizičkom toplinom troske,%, određuju se formulom:

Gdje - udio skupljanja troske u komori za izgaranje; - entalpija troske, kJ/kg.

Kod slojevitog izgaranja goriva, kao i kod komornog izgaranja s uklanjanjem tekuće troske = 1 - 2% i više.

Za komorno izgaranje goriva s uklanjanjem krutog pepela, gubitak se uzima u obzir samo za goriva s više pepela pri > 2,5%∙kg/MJ.

učinkovitost kotlovnice jedinica (bruto i neto).

Učinkovitost kotlovske jedinice je omjer korisne topline koja se koristi za proizvodnju pare ( Vruća voda), na raspoloživu toplinu (toplina dovedena u kotlovsku jedinicu). Ne šalje se sva korisna toplina koju stvara kotao potrošačima, već se dio troši za vlastite potrebe (pogon crpki, propuh uređaja, utrošak topline za grijanje vode izvan kotla, njezino odzračivanje itd.). S tim u vezi, razlikuje se učinkovitost jedinice u smislu proizvedene topline (bruto učinkovitost) i učinkovitost jedinice u smislu topline predane potrošaču (neto učinkovitost).

Učinkovitost kotla (bruto), %, može se odrediti jednadžbom direktno ravnoteža

ili jednadžba obrnuti ravnoteža

Učinkovitost kotla (neto),%, prema obrnutoj bilanci određena je kao

gdje je relativna potrošnja energije za vlastite potrebe, %.

Tema 6. Slojeviti uređaji za izgaranje goriva u gustom i fluidiziranom (fluidiziranom) sloju

Peći za spaljivanje goriva u gustom sloju: princip rada, opseg, prednosti i nedostaci. Klasifikacija peći za spaljivanje goriva u gustom sloju (nemehanizirane, polumehaničke, mehaničke). Aparati za točenje goriva. Mehaničke peći s pokretnim rešetkama: princip rada, opseg, sorte. Slojeviti uređaji za izgaranje goriva u fluidiziranom sloju: princip rada, opseg, prednosti i nedostaci.

Slojeviti uređaji za izgaranje goriva u gustom sloju.

Slojevite peći namijenjene izgaranju krutog grudastog goriva (veličine od 20 do 30 mm) jednostavne su za rukovanje i ne zahtijevaju složen skup sustav pripreme goriva.

Ali budući da je proces izgaranja goriva u gustom sloju karakteriziran niskom brzinom gorenja, inercijom (i stoga ga je teško automatizirati), smanjenom učinkovitošću (izgaranje goriva događa se s velikim gubicima od mehaničkog i kemijskog izgaranja) i pouzdanošću, ekonomski je isplativo koristiti slojno izgaranje za kotlove kapaciteta pare do 35 t/h.

Slojne peći koriste se za spaljivanje antracita, ugljena s umjerenim svojstvima sinteriranja (dugotrajni, plinski, mršavi), smeđeg ugljena s niskim sadržajem vlage i pepela, kao i grudastog treseta.

Klasifikacija slojnih peći.

Održavanje ložišta, u kojem se gorivo izgara u sloju, svodi se na sljedeće osnovne operacije: dovod goriva u ložište; bušenje (miješanje) sloja goriva radi poboljšanja uvjeta za dovod oksidatora; uklanjanje troske iz ložišta.

Ovisno o stupnju mehanizacije ovih operacija, slojeviti uređaji za peći mogu se podijeliti na nemehanizirane (sve tri operacije izvode se ručno); polumehanički (jedna ili dvije operacije su mehanizirane); mehanički (sve tri operacije su mehanizirane).

Nemehanizirano slojne peći su peći s ručnim periodičnim dovodom goriva na fiksnu rešetku i ručnim periodičnim odvođenjem troske.

polumehanički uređaji za peći odlikuju se mehanizacijom procesa dovoda goriva na rešetku pomoću različitih kotača, kao i uporabom posebnih sredstava za uklanjanje troske i rotirajućih ili ljuljajućih rešetki.

Opća jednadžba toplinske bilance kotlovske jedinice

Omjer koji povezuje dolazak i potrošnju topline u generatoru topline je njegova toplinska bilanca. Ciljevi izrade toplinske bilance kotlovske jedinice su utvrđivanje svih ulaznih i izlaznih bilančnih stavki; proračun učinkovitosti kotlovske jedinice, analiza rashodnih stavki bilance radi utvrđivanja razloga pogoršanja rada kotlovske jedinice.

U kotlovskoj jedinici, kada gorivo izgara, kemijska energija goriva pretvara se u toplinsku energiju produkata izgaranja. Oslobođena toplina goriva koristi se za stvaranje korisne topline sadržane u pari ili vrućoj vodi i za pokrivanje toplinskih gubitaka.

Sukladno zakonu o održanju energije, mora postojati jednakost između dolaska i potrošnje topline u kotlovskom agregatu, tj.

Za kotlovska postrojenja toplinska bilanca je po 1 kg krutog odn tekuće gorivo ili 1 m 3 plina u normalnim uvjetima ( ). Stavke prihoda i potrošnje u jednadžbi toplinske bilance imaju dimenziju MJ/m 3 za plinovita i MJ/kg za kruta i tekuća goriva.

Toplina primljena u jedinici kotla od izgaranja goriva također se naziva dostupna toplina, označava se.U općem slučaju dolazni dio bilanca topline se piše kao:

gdje je najniža ogrjevna vrijednost krutog ili tekućeg goriva po radnoj masi, MJ/kg;

Donja ogrjevna vrijednost plinovitog goriva na suhoj osnovi, MJ/m 3 ;

Fizička toplina goriva;

Fizička toplina zraka;

Toplina uvedena u ložište kotla s parom.

Razmotrimo komponente ulaznog dijela toplinske bilance. U izračunima se uzima najniža radna ogrjevna vrijednost u slučaju da je temperatura produkata izgaranja koji izlaze iz kotla viša od temperature kondenzacije vodene pare (obično t g = 110 ... 120 0 S). Kod hlađenja produkata izgaranja na temperaturu pri kojoj je moguća kondenzacija vodene pare na ogrjevnoj površini, izračune treba izvesti uzimajući u obzir veću ogrjevnu vrijednost goriva

Fizička toplina goriva je:

Gdje S t je specifični toplinski kapacitet goriva, za lož ulje i za plin;

t t – temperatura goriva, 0 S.

Kada ulazi u kotao, kruto gorivo obično ima nisku temperaturu koja se približava nuli, dakle Q f.t. je mala i može se zanemariti.

Lož ulje (tekuće gorivo), kako bi se smanjila viskoznost i poboljšalo raspršivanje, ulazi u peć zagrijanu na temperaturu od 80 ... 120 0 C, stoga se njegova fizička toplina uzima u obzir pri izvođenju izračuna. U ovom slučaju toplinski kapacitet loživog ulja može se odrediti formulom:

Računovodstvo Q f.t. provodi se samo pri izgaranju plinovitog goriva s niskom kaloričnom vrijednošću (na primjer, plin iz visoke peći) pod uvjetom da se zagrijava (do 200 ... 300 0 S). Kod izgaranja plinovitih goriva visoke kalorične vrijednosti (npr. prirodni gas) dolazi do povećanog omjera mase zraka i plina (oko 10 1). U ovom slučaju gorivo - plin se obično ne zagrijava.

Fizička toplina zraka Q f.v. uzima se u obzir samo kada se zagrijava izvan kotla zbog vanjskog izvora (npr. u parni grijač ili u autonomnom grijaču kada se u njemu izgara dodatno gorivo). U ovom slučaju toplina koju dovodi zrak jednaka je:

gdje je omjer količine zraka na ulazu u kotao (grijač zraka) prema teoretski potrebnoj;

Entalpija teoretski potrebnog zraka prethodno zagrijanog prije grijača zraka, :

ovdje je temperatura zagrijanog zraka ispred grijača zraka kotlovske jedinice, 0 C;

Entalpija teoretski potrebnog hladnog zraka, :

Toplina unesena u ložište kotla s parom tijekom parnog prskanja loživog ulja uzima se u obzir u obliku formule:

Gdje G p - potrošnja pare, kg po 1 kg goriva (za parno prskanje loživog ulja G n = 0,3…0,35 kg/kg);

h p je entalpija pare, MJ/kg;

2,51 - približna vrijednost entalpije vodene pare u produktima izgaranja koji napuštaju kotlovsku jedinicu, MJ / kg.

U nedostatku grijanja goriva i zraka iz stranih izvora, raspoloživa toplina bit će jednaka:

U rashodni dio toplinske bilance ulazi korisna toplina Q poda u kotlovskoj jedinici, tj. toplina utrošena na proizvodnju pare (ili tople vode) i razn Gubitak topline, tj.

Gdje Q a.g. – gubitak topline izlaznim plinovima;

Q c.s. , Q m.s. - gubitak topline zbog kemijske i mehaničke nepotpunosti izgaranja goriva;

Q Ali. – gubitak topline vanjskim hlađenjem vanjskih kućišta kotla;

Q f.sh. – gubitak s fizikalnom toplinom troske;

Q prema - potrošnja (znak "+") i prihod (znak "-") topline povezane s nestabilnim toplinskim režimom kotla. U stacionarnom toplinskom stanju Q prema = 0.

Dakle, opća jednadžba toplinske bilance kotlovske jedinice u stacionarnom toplinskom režimu može se napisati kao:

Ako se oba dijela prikazane jednadžbe podijele i pomnože sa 100%, tada dobivamo:

Gdje komponente rashodnog dijela toplinske bilance, %.

3.1 Gubitak topline s dimnim plinovima

Gubitak topline s ispušnim plinovima nastaje zbog činjenice da fizikalna toplina (entalpija) plinova koji izlaze iz kotla ima temperaturu t a.g. , premašuje fizičku toplinu zraka koji ulazi u kotao α a.g. i goriva S T t t. Razlika između entalpije dimnih plinova i topline dovedene u kotao zrakom iz okoliš α a.g. , predstavlja gubitak topline s dimnim plinovima, MJ/kg ili (MJ/m 3 ):

Gubitak topline s ispušnim plinovima obično zauzima glavno mjesto među toplinskim gubicima kotla, iznoseći 5 ... 12% raspoložive topline goriva. Ovi gubici topline ovise o temperaturi, volumenu i sastavu produkata izgaranja, koji pak ovise o balastnim komponentama goriva:

Omjer koji karakterizira kvalitetu goriva pokazuje relativni prinos plinovitih produkata izgaranja (pri α = 1) po jedinici topline izgaranja goriva i ovisi o sadržaju balastnih komponenti u njemu (vlaga W p i pepeo A p za kruta i tekuća goriva, dušik N 2, ugljikov dioksid TAKO 2 i kisik OKO 2 za plinovito gorivo). S porastom udjela balastnih komponenti u gorivu, a samim tim i , sukladno tome se povećava i gubitak topline s ispušnim plinovima.

Jedan od mogući pravci smanjenje gubitka topline s dimnim plinovima je smanjenje koeficijenta viška zraka u dimnim plinovima α c.g., što ovisi o koeficijentu protoka zraka u ložištu i balastnog zraka usisanog u plinske kanale kotla, koji su obično pod vakuumom:

Mogućnost sniženja α , ovisi o vrsti goriva, načinu njegovog izgaranja, vrsti plamenika i gurača. Pod povoljnim uvjetima za miješanje goriva i zraka, višak zraka potreban za izgaranje može se smanjiti. Pri izgaranju plinovitog goriva pretpostavlja se da je koeficijent viška zraka 1,1, pri izgaranju loživog ulja = 1,1 ... 1,15.

Usis zraka duž plinskog puta kotla može se smanjiti na nulu u granici. Međutim, potpuno brtvljenje mjesta prolaza cijevi kroz zid, brtvljenje grotla i peperaka je teško i praktički = 0,15..0,3.

Balastni zrak u produktima izgaranja osim što povećava gubitak topline Q a.g. također dovodi do dodatnih troškova energije za odimljavač.

Još jedan važan faktor koji utječe na vrijednost Q o.g., je temperatura dimnih plinova t a.g. . Njegovo smanjenje postiže se ugradnjom elemenata za korištenje topline (ekonomajzer, grijač zraka) u repni dio kotla. Što je niža temperatura ispušnih plinova i, sukladno tome, manja temperaturna razlika između plinova i zagrijanog radnog fluida (na primjer, zraka), veliki trg ogrjevne površine potrebne su za hlađenje produkata izgaranja.

Povećanje temperature dimnih plinova dovodi do povećanja gubitka c Q a.g. i, posljedično, na dodatne troškove goriva za proizvodnju iste količine pare ili tople vode. Iz tog razloga, optimalna temperatura t a.g. utvrđuje se na temelju tehničko-ekonomskih proračuna pri usporedbi gotovih kapitalnih troškova za izgradnju ogrjevne površine i troška goriva (slika 3.).

Osim toga, tijekom rada kotla, grijaće površine mogu biti onečišćene čađom i pepelom goriva. To dovodi do pogoršanja izmjene topline produkata izgaranja s površinom grijanja. U isto vrijeme, kako bi se održao zadani učinak pare, potrebno je ići na povećanje potrošnje goriva. Klizanje ogrjevnih površina također dovodi do povećanja otpora plinskog puta kotla. U tom smislu, kako bi se osigurao normalan rad jedinice, potrebno je sustavno čišćenje njegovih grijaćih površina.

3.2 Toplinski gubici kemijskim nepotpunim izgaranjem

Gubitak topline zbog kemijske nepotpunosti izgaranja (kemijsko nedovoljno izgaranje) događa se kada je gorivo nepotpuno izgorjelo unutar komore za izgaranje i u produktima izgaranja pojavljuju se zapaljive plinovite komponente - CO, H 2, CH 4, C m H n itd. naknadno izgaranje ovih zapaljivih plinova izvan peći je gotovo nemoguće zbog njihove relativno niske temperature.

Razlozi za pojavu kemijske nepotpunosti izgaranja mogu biti:

Opći nedostatak zraka

Loše formiranje smjese, osobito u početnim fazama izgaranja goriva;

· niske temperature u komori za izgaranje, posebno u zoni naknadnog izgaranja goriva;

Nedovoljno vrijeme zadržavanja goriva unutar komore za izgaranje, tijekom kojeg se kemijska reakcija izgaranja ne može u potpunosti dovršiti.

Uz dovoljno za potpuno izgaranje količina goriva u zraku i dobro formiranje smjese, gubici ovise o volumenskoj gustoći oslobađanja topline u peći, MW / m 3:

Gdje U– potrošnja goriva, kg/s;

V t je volumen peći, m3.

Riža. 14.9 Ovisnost gubitka topline o kemijskoj nepotpunosti izgaranja q x.n, %, volumenske gustoće oslobađanja topline u peći kv, MW / m 3.

Priroda ovisnosti prikazana je na sl.4. . U području niskih vrijednosti (lijeva strana krivulje), tj. pri maloj potrošnji goriva B, gubici se povećavaju zbog smanjenja razine temperature u komori za izgaranje. Povećanje volumetrijske gustoće oslobađanja topline (s povećanjem potrošnje goriva) dovodi do povećanja razine temperature u peći i smanjenja

Međutim, nakon postizanja određene razine s daljnjim povećanjem potrošnje goriva ( desni dio krivulja) gubici ponovno počinju rasti, što je povezano sa smanjenjem vremena zadržavanja plinova u volumenu peći i nemogućnošću s tim u vezi dovršetka reakcije izgaranja.

Optimalna vrijednost pri kojoj su gubici minimalni ovisi o vrsti goriva, načinu njegovog izgaranja i izvedbi ložišta. Za moderne uređaje za izgaranje, gubitak topline od kemijskog nepotpunog izgaranja iznosi 0 ... 2% pri .pri izgaranju krutih i tekućih goriva:

pri izgaranju plinovitog goriva:

Pri izradi mjera za smanjenje vrijednosti treba imati na umu da ako postoje uvjeti za pojavu produkata nepotpunog izgaranja, nastaje prije svega CO kao najteže sagorljiva komponenta, a zatim H 2 i drugi plinovi. Iz ovoga slijedi da ako u produktima izgaranja nema CO, onda u njima nema ni H 2 .

Učinkovitost kotlovske jedinice

Učinkovitost kotlovske jedinice je omjer korisne topline koja se koristi za proizvodnju pare (ili tople vode) i raspoložive topline kotlovske jedinice. Međutim, ne šalje se sva korisna toplina koju generira kotlovska jedinica potrošačima, dio topline troši se za vlastite potrebe. Imajući to u vidu, učinkovitost kotlovske jedinice razlikuje se prema proizvedenoj toplini (učinkovitost - bruto) i po oslobođenoj toplini (učinkovitost - neto).

Prema razlici između proizvedene i predane topline utvrđuje se potrošnja za vlastite potrebe. Za vlastite potrebe ne troši se samo toplina, već i električna energija (na primjer, za pogon odimljavača, ventilatora, napojnih pumpi, mehanizama za dovod goriva), tj. potrošnja za vlastite potrebe uključuje potrošnju svih vrsta energije utrošenih za proizvodnju pare ili tople vode.

Dakle, učinkovitost - bruto kotlovske jedinice karakterizira stupanj njegove tehničke savršenosti, a učinkovitost - neto - komercijalnu učinkovitost.

Učinkovitost - bruto kotlovska jedinica može se odrediti ili izravnom bilansnom jednadžbom ili inverznom bilansnom jednadžbom.

Prema jednadžbi izravne ravnoteže:

Na primjer, u proizvodnji vodene pare korisna toplina koja se koristi je ( vidi pitanje 2) :

Zatim

Iz prikazanog izraza možete dobiti formulu za određivanje potreban protok gorivo, kg / s (m 3 / s):

Prema inverznoj jednadžbi ravnoteže:

Definicija učinkovitosti- bruto prema jednadžbi izravne bilance provodi se uglavnom pri izvješćivanju za zasebno razdoblje (desetljeće, mjesec), a prema jednadžbi obrnute bilance - pri ispitivanju kotlovskih jedinica. Izračun učinkovitosti inverznom bilansom puno je točniji jer su pogreške u mjerenju toplinskih gubitaka manje nego u određivanju potrošnje goriva.

Učinkovitost - neto određena je izrazom:

gdje je potrošnja energije za vlastite potrebe, % .

Dakle, za poboljšanje učinkovitosti kotlovskih jedinica nije dovoljno nastojati smanjiti gubitke topline; također je potrebno na svaki mogući način smanjiti troškove topline i električna energija za vlastite potrebe koje u prosjeku iznose 3 ... 5% topline kojom raspolaže kotlovski agregat.Učinkovitost kotlovskog agregata ovisi o njegovom opterećenju. Da bi se izgradila ovisnost, potrebno je od 100% uzastopno oduzeti sve gubitke kotlovske jedinice koji ovise o opterećenju, tj.

Ostavite svoj broj i mi ćemo vas nazvati

Zatvori Pošaljite zahtjev

Sve o učinkovitosti kotla

Što je učinkovitost kotla

Učinkovitost kotla za grijanje je omjer korisne topline koja se koristi za proizvodnju pare (ili tople vode) i raspoložive topline kotla za grijanje. Ne šalje se sva korisna toplina koju generira kotlovska jedinica potrošačima, dio topline troši se za vlastite potrebe. Imajući to na umu, učinkovitost kotla za grijanje razlikuje se prema proizvedenoj toplini (bruto učinkovitost) i oslobođenoj toplini (neto učinkovitost).

* Za kupnju Unique kotla idite na odgovarajući odjeljak. A ako trebate kotlove za grijanje na veliko, idite ovdje.

Kako izračunati učinkovitost kotla

Kao rezultat toga, bruto učinkovitost kotla za grijanje karakterizira stupanj njegove tehničke savršenosti, a neto učinkovitost - njegovu komercijalnu učinkovitost. Za bruto učinkovitost jedinice kotla, %:
prema jednadžbi izravne ravnoteže:

ηbr = 100 Qpol / Qrr

gdje je Qpol - količina korisne topline, MJ / kg; Qrr - raspoloživa toplina, MJ/kg;

prema inverznoj jednadžbi ravnoteže:

ηbr = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),

gdje je q - gubitak topline u%:

q2 - s izlaznim plinovima;
q3 - zbog kemijskog podgorijevanja zapaljivih plinova (CO, H2, CH4);
q4 - s mehaničkim pregorevanjem;
q5 - od vanjskog hlađenja;
q6 - s fizikalnom toplinom troske.

Zatim neto učinkovitost kotla za grijanje prema inverznoj jednadžbi ravnoteže

ηnet = ηbr - qs.n

gdje je qs.n - potrošnja energije za vlastite potrebe, %.

Određivanje učinkovitosti pomoću jednadžbe izravne bilance provodi se uglavnom pri izvješćivanju za zasebno razdoblje (desetljeće, mjesec), a pomoću jednadžbe obrnute bilance - pri ispitivanju kotla za grijanje. Proračun učinkovitosti kotla za grijanje prema inverznoj bilanci puno je točniji, jer su pogreške u mjerenju toplinskih gubitaka manje nego u određivanju potrošnje goriva.

Kako povećati učinkovitost plinskog kotla vlastitim rukama

Stvoriti pravi uvjeti rad plinskog kotla i time povećati učinkovitost zapravo se može učiniti bez pozivanja stručnjaka, to jest vlastitim rukama. Što trebam učiniti?

Podesite zaklopku puhala. To se može učiniti eksperimentalno pronalaženjem na kojem će položaju temperatura rashladnog sredstva biti najviša. Provedite kontrolu pomoću termometra ugrađenog u tijelo kotla.
Pazite da cijevi sustava grijanja ne prerastu iznutra, kako se na njima ne bi stvorile naslage kamenca i blata. S plastične cijevi danas je postalo lakše, zna se njihova kvaliteta. Pa ipak, stručnjaci preporučuju povremeno puhanje sustava grijanja.
Pratite kvalitetu dimnjaka. Ne smije se dopustiti da se začepi i zalijepi za zidove čađe. Sve to dovodi do sužavanja poprečnog presjeka izlazne cijevi i smanjenja propuha kotla.
Preduvjet je čišćenje komore za izgaranje. Naravno, plin ne puši mnogo poput drva ili ugljena, ali vrijedi oprati ložište barem jednom svake tri godine, očistiti ga od čađe.
Stručnjaci preporučuju smanjenje propuha dimnjaka u najhladnije doba godine. Da biste to učinili, možete koristiti poseban uređaj - ograničivač potiska. Postavlja se na krajnjem gornjem rubu dimnjaka i regulira presjek same cijevi.
Smanjite kemijski gubitak topline. Ovdje postoje dvije mogućnosti za postizanje optimalna vrijednost: instalirajte graničnik propuha (već je spomenut gore) i odmah nakon ugradnje plinskog kotla izvršite kompetentno podešavanje opreme. Preporučujemo da to povjerite stručnjaku.
Možete instalirati turbulator. To su posebne ploče koje se postavljaju između ložišta i izmjenjivača topline. Povećavaju područje ekstrakcije toplinske energije.

Učinkovitost kotla bruto karakterizira učinkovitost korištenja topline dovedene u kotao i ne uzima u obzir trošak električne energije za pogon puhala, dimnjaka, napojnih pumpi i druge opreme. Kad radi na plin

h br k \u003d 100 × Q 1 / Q c n. (11.1)

Troškovi energije za pomoćne potrebe kotlovskog postrojenja uzimaju se u obzir stupnjem djelovanja kotla neto

h n k \u003d h br k - q t - q e, (11.2)

Gdje q t, q e- relativni troškovi za vlastite potrebe toplinske, odnosno električne energije. Toplinski gubici za vlastite potrebe uključuju toplinske gubitke puhanjem, puhanjem, raspršivanjem lož ulja i sl.

Glavni među njima su gubici topline propuhivanjem.

q t \u003d G pr × (h k.v - h p.v) / (B × Q c n) .

Relativna potrošnja električne energije za vlastite potrebe

q el \u003d 100 × (N p.n / h p.n + N d.v / h d.v + N d.s / h d.s) / (B × Q c n),

gdje su N p.n, N d.v, N d.s - troškovi električne energije za pogon napojnih pumpi, ventilatora za propuh i odimljavača; h p.n, h d.v, h d.s - učinkovitost napojnih pumpi, ventilatora za propuh i dimnjaka, respektivno.

11.3. Metodika izvođenja laboratorijskih radova
i obrada rezultata

Ispitivanja ravnoteže u laboratorijskom radu provode se za stacionarni rad kotla uz ispunjavanje sljedećih obaveznih uvjeta:

Trajanje instalacije kotla od paljenja do početka ispitivanja je najmanje 36 sati,

Trajanje održavanja ispitnog opterećenja neposredno prije ispitivanja je 3 sata,

Dopuštene fluktuacije opterećenja u intervalu između dva susjedna pokusa ne smiju prelaziti ± 10%.

Mjerenje vrijednosti parametara provodi se standardnim instrumentima instaliranim na štitu kotla. Sva mjerenja treba obaviti istovremeno najmanje 3 puta u razmaku od 15-20 minuta. Ako se rezultati dva istoimena pokusa razlikuju za najviše ±5%, tada se kao rezultat mjerenja uzima njihova aritmetička sredina. Kod većeg relativnog odstupanja koristi se rezultat mjerenja u trećem, kontrolnom pokusu.

Rezultati mjerenja i proračuna bilježe se u protokol čiji je oblik dan u tablici. 26.

Tablica 26

Određivanje toplinskih gubitaka kotla

Naziv parametra	Simbol	Jedinica mjera	Rezultati u eksperimentima
№1	№2	№3	Prosjek
Volumen dimnih plinova	V g	m 3 / m 3
Prosječni volumenski toplinski kapacitet dimnih plinova	C g ¢	kJ / (m 3 K)
Temperatura dimnih plinova	J	°C
Gubitak topline s dimnim plinovima	Q2	MJ / m 3
Volumen 3-atomnih plinova	V-RO 2	m 3 / m 3
Teorijski volumen dušika	V° N 2	m 3 / m 3
Višak kisika u dimnim plinovima	kutak	---
Teoretski volumen zraka	V° in	m 3 / m 3
Volumen suhih plinova	V sg	m 3 / m 3
Volumen ugljičnog monoksida u dimnim plinovima	CO	%
Toplina izgaranja CO	Q CO	MJ / m 3
Volumen vodika u dimnim plinovima	H 2	%
Kalorična vrijednost H 2	Q H 2	MJ / m 3
Volumen metana u dimnim plinovima	CH 4	%
Kalorična vrijednost CH 4	Q CH 4	MJ / m 3
Gubitak topline kemijskim nepotpunim izgaranjem	P 3	MJ / m 3
	q 5	%
Gubitak topline vanjskim hlađenjem	P5	MJ / m 3

Kraj stola. 26

Tablica 27

Bruto i neto učinak kotla

Naziv parametra	Simbol	Jedinica mjera	Rezultati u eksperimentima
№1	№2	№3	Prosjek
Potrošnja električne energije energije za pogon napojnih pumpi	N b.s.
Potrošnja električne energije energije za pogon ventilatora	N d.v
Potrošnja električne energije energije za pogon dimnjaka	N d.s
Učinkovitost napojnih pumpi	h pon
Učinkovitost puhačkih ventilatora	h dv
Učinkovitost uređaja za odimljavanje	h dm
Relativna potrošnja el. energije za vlastite potrebe	q e-pošta
Neto učinkovitost kotla	h neto na	%

Analiza rezultata laboratorijskog rada

Vrijednost h br k dobivena kao rezultat rada metodom izravne i obrnute ravnoteže mora se usporediti s vrijednošću putovnice jednakom 92,1%.

Analizirajući utjecaj vrijednosti toplinskih gubitaka s dimnim plinovima Q 2 na učinkovitost kotla, potrebno je napomenuti da se povećanje učinkovitosti može postići snižavanjem temperature dimnih plinova i smanjenjem viška zraka u kotlu. Istodobno će snižavanje temperature plina na temperaturu rosišta dovesti do kondenzacije vodene pare i niskotemperaturne korozije grijaćih površina. Smanjenje vrijednosti koeficijenta viška zraka u ložištu može dovesti do podgorijevanja goriva i povećanja gubitaka Q 3 . Stoga temperatura i višak zraka ne smiju biti ispod određenih vrijednosti.

Zatim je potrebno analizirati utjecaj na učinkovitost rada kotla njegovog opterećenja s čijim porastom rastu gubici s dimnim plinovima, a smanjuju gubici Q 3 i Q 5 .

Laboratorijsko izvješće treba zaključiti o razini učinkovitosti kotla.

Kontrolna pitanja

Prema kojim se pokazateljima rada kotla može zaključiti o učinkovitosti njegovog rada?
Kakva je toplinska bilanca kotla? Kojim se metodama može sastaviti?
Što se podrazumijeva pod bruto i neto učinkom kotla?
Koji se gubici topline povećavaju tijekom rada kotla?
Kako se q 2 može povećati?
Koji parametri imaju značajan utjecaj na učinkovitost kotla?

Ključne riječi: toplinska bilanca kotla, bruto i neto iskoristivost kotla, korozija ogrjevnih površina, omjer viška zraka, opterećenje kotla, toplinski gubici, dimni plinovi, kemijska nepotpunost izgaranja goriva, učinkovitost kotla.

ZAKLJUČAK

U procesu izvođenja laboratorijskih vježbi iz kolegija Kotlovska postrojenja i generatori pare studenti se upoznaju s metodama određivanja kalorične vrijednosti tekućeg goriva, vlažnosti, hlapljivog i pepelnog sadržaja krutog goriva, dizajnom Parni kotao DE-10-14GM i eksperimentalno istražiti toplinske procese koji se u njemu odvijaju.

Budući specijalisti proučavaju metode ispitivanja kotlovske opreme i stječu potrebne praktične vještine potrebne za određivanje toplinskih karakteristika ložišta, sastavljanje toplinske bilance kotla, mjerenje njegove učinkovitosti, kao i sastavljanje solne bilance kotla i određivanje vrijednost optimalnog propuhivanja.

Bibliografski popis

1. Khlebnikov V.A. Ispitivanje opreme kotlovskog postrojenja:
Laboratorijske vježbe. - Yoshkar-Ola: MarGTU, 2005.

2. Sidelkovskii L.N., Yurenev V.N. Kotlovska postrojenja industrijska poduzeća: Udžbenik za sveučilišta. – M.: Energoatomizdat, 1988.

3. Trembovlya V.I., Finger E.D., Avdeeva A.A. Toplinskotehnička ispitivanja kotlovskih instalacija. - M.: Energoatomizdat, 1991.

4. Aleksandrov A.A., Grigoriev B.A. Tablice termofizičkih svojstava vode i pare: priručnik. Rec. Država. standardna usluga referentnih podataka. GSSSD R-776-98. – M.: Izdavačka kuća MEI, 1999.

5. Lipov Yu.M., Tretyakov Yu.M. Kotlovska postrojenja i generatori pare. - Moskva-Iževsk: Istraživački centar "Regularna i kaotična dinamika", 2005.

6. Lipov Yu.M., Samoilov Yu.F., Tretyakov Yu.M., Smirnov O.K. Ispitivanja opreme kotlovnice MPEI CHPP. Laboratorijska radionica: Tutorial na kolegiju "Kotlovske instalacije i generatori pare". – M.: Izdavačka kuća MPEI, 2000.

7. Roddatis K.F., Poltaretsky A.N. Priručnik kotlovskih postrojenja malog kapaciteta / Ed. K.F.Roddatis. – M.: Energoatomizdat, 1989.

8. Yankelevich V.I. Prilagodba naftno-plinskih industrijskih kotlovnica. – M.: Energoatomizdat, 1988.

9. Laboratorijski radovi na kolegijima "Procesi i instalacije za proizvodnju topline", "Kotlovske instalacije industrijskih poduzeća" / Komp. L.M. Lyubimova, L.N. Sidelkovsky, D.L. Slavin, B.A. Sokolov i drugi / Ed. L.N. Sidelkovskog. – M.: Izdavačka kuća MEI, 1998.

10. Toplinski proračun kotlovskih jedinica (Normativna metoda) / Ed. N.V. Kuznjecova. - M.: Energija, 1973.

11. SNiP 2.04.14-88. Kotlovnice / Gosstroy Rusije. - M .: CITP Gosstroy Rusije, 1988.

Edukativno izdanje

KHLEBNIKOV Valerij Aleksejevič

KOTLOVSKE INSTALACIJE
I GENERATORI PARE

Laboratorijska radionica

Urednik KAO. Emelyanova

računalni set V.V. Khlebnikov

Izgled računala V.V. Khlebnikov

Potpisano za objavu 16.02.08. Format 60x84/16.

Offset papir. Offset tisak.

R.l. 4.4. Uč.ed.l. 3.5. Naklada 80 primjeraka.

Narudžba br. 3793. C - 32

Mari Državno tehničko sveučilište

424000 Yoshkar-Ola, pl. Lenjina, 3

Uredničko-izdavački centar

Mari Državno tehničko sveučilište

424006 Yoshkar-Ola, ul. Panfilova, 17

U 2020. godini planira se proizvesti 1720-1820 milijuna Gcal.

Miligramski ekvivalent je količina tvari u miligramima, numerički jednaka omjeru njezine molekularne težine i valencije u danom spoju.

Opremu za grijanje na kruto gorivo danas predstavlja cijela skupina uređaja. Svaki kotao na kruta goriva koji danas proizvode domaće i inozemne proizvodne tvrtke potpuno je nov uređaj za grijanje visoke tehnologije. Zahvaljujući uvođenju tehničkih inovacija u dizajn uređaja za grijanje i opremanje uređajima za automatsko upravljanje, bilo je moguće značajno povećati učinkovitost i optimizirati rad kotlova na kruta goriva.

U uređajima za grijanje ove vrste koristi se tradicionalni princip rada, sličan nama dobro poznatoj varijanti. grijanje peći. Glavno djelovanje je zbog procesa stvaranja toplinske energije koja se oslobađa tijekom izgaranja u ložištu kotla ugljena, koksa, drva za ogrjev i drugih izvora goriva, nakon čega slijedi prijenos topline na rashladno sredstvo.

Kao i drugi uređaji koji omogućuju proizvodnju, prijenos energije, kotlovska oprema ima svoju učinkovitost. Razmotrimo detaljnije kakva je učinkovitost jedinica koje rade na kruto gorivo. Pokušat ćemo pronaći odgovore na pitanja vezana uz ove parametre.

Koja je učinkovitost uređaja za grijanje

Za bilo koju grijaću jedinicu, čiji je zadatak zagrijavanje unutarnjeg prostora stambenih zgrada i građevina za razne namjene, važna komponenta je bila, jeste i ostala učinkovitost rada. Parametar koji određuje učinkovitost kotlova na kruta goriva je faktor učinkovitosti. Učinkovitost pokazuje omjer utrošene toplinske energije koju kotao daje u procesu izgaranja krutog goriva i korisne topline isporučene cijelom sustavu grijanja.

Ovaj omjer se izražava u postocima. Što bolje kotao radi, to je veći interes. Među modernim kotlovima na kruta goriva postoje modeli s visokom učinkovitošću, visokotehnološkim, učinkovitim i ekonomičnim jedinicama.

Za referencu: kao grubi primjer, razmotrite toplinu koju stvara sjedenje u blizini vatre. Oslobađa se prilikom izgaranja drva Termalna energija može zagrijati prostor i predmete ograničene oko vatre. Većina topline iz goruće vatre (do 50-60%) odlazi u atmosferu, ne dajući nikakvu korist osim estetskog sadržaja, dok susjedni objekti i zrak primaju ograničena količina kilokalorija. Učinkovitost vatre je minimalna.

Učinkovitost tehnike grijanja uvelike ovisi o vrsti goriva i kakvom značajke dizajna uređaja.

Na primjer: kod izgaranja ugljena, drva za ogrjev ili peleta oslobađaju se različite količine toplinske energije. Na mnogo načina, učinkovitost ovisi o tehnologiji izgaranja goriva u komori za izgaranje i vrsti sustava grijanja. Drugim riječima, svake vrste uređaji za grijanje(tradicionalni kotlovi na kruta goriva, jed dugo gorenje, kotlovi na pelete i uređaji koji rade zbog pirolize), ima svoje tehnološke karakteristike strukture koje utječu na parametre učinkovitosti.

Uvjeti rada i kvaliteta ventilacije također utječu na učinkovitost kotlova. Loša ventilacija uzrokuje nedostatak zraka koji je neophodan za visok intenzitet procesa izgaranja gorivne mase. Stanje dimnjaka utječe ne samo na razinu udobnosti tijekom zatvoreni prostori, ali i učinkovitost opreme za grijanje, performanse cijelog sustava grijanja.

Popratna dokumentacija za kotao za grijanje mora imati učinkovitost opreme koju je deklarirao proizvođač. Usklađenost sa stvarnim pokazateljima deklariranih informacija postiže se zahvaljujući ispravna instalacija uređaj, vezivanje i naknadni rad.

Pravila za rad kotlovskih uređaja, čija usklađenost utječe na vrijednost učinkovitosti

Bilo koje vrste jedinica za grijanje ima svoje optimalne parametre opterećenja, koji bi trebali biti što korisniji s tehnološkog i ekonomskog gledišta. Proces rada kotlova na kruta goriva dizajniran je na takav način da većinu vremena oprema radi u optimalnom načinu rada. Kako bi se osigurao takav rad omogućuje poštivanje pravila za rad opreme za grijanje na kruta goriva. U tom slučaju morate se pridržavati i slijediti sljedeće točke:

potrebno je promatrati prihvatljive načine puhanja i rada nape;
stalna kontrola nad intenzitetom izgaranja i potpunošću izgaranja goriva;
kontrolirati količinu prijenosa i kvara;
procjena stanja površina zagrijanih tijekom izgaranja goriva;
redovito čišćenje bojlera.

Navedene točke su neophodni minimum koji se mora pridržavati tijekom rada kotlovske opreme u sezona grijanja. Usklađenost s jednostavnim i razumljivim pravilima omogućit će vam postizanje učinkovitosti autonomnog kotla navedenog u karakteristikama.

Možemo reći da svaka sitnica, svaki element dizajna uređaja za grijanje utječe na vrijednost učinkovitosti. Pravilno projektirani dimnjak i ventilacijski sustav osiguravaju optimalan protok zraka u komoru za izgaranje, što značajno utječe na kvalitetu izgaranja goriva. Rad ventilacije procjenjuje se vrijednošću koeficijenta viška zraka. Pretjerano povećanje volumena ulaznog zraka dovodi do prekomjerne potrošnje goriva. Toplina intenzivnije izlazi kroz cijev zajedno s produktima izgaranja. Sa smanjenjem koeficijenta, rad kotlova se značajno pogoršava, a postoji velika vjerojatnost pojave zona s ograničenim kisikom u peći. U takvoj situaciji počinje se stvarati čađa i nakupljati u velikim količinama u peći.

Intenzitet i kvaliteta izgaranja u kotlovima na kruta goriva zahtijevaju stalni nadzor. Opterećenje komore za izgaranje mora biti ravnomjerno, izbjegavajući žarišne požare.

Napomena: ugljen ili ogrjev ravnomjerno se raspoređuju po rešetki ili rešetki. Izgaranje treba odvijati po cijeloj površini sloja. Ravnomjerno raspoređeno gorivo brzo se suši i izgara po cijeloj površini, osiguravajući potpuno izgaranje čvrstih komponenti mase goriva do hlapljivih produkata izgaranja. Ako pravilno stavite gorivo u ložište, plamen kada kotlovi rade bit će svijetlo žut, slamnate boje.

Tijekom izgaranja važno je spriječiti kvarove izvora goriva, inače ćete se morati suočiti sa značajnim mehaničkim gubicima (pregorjevanjem) goriva. Ako ne kontrolirate položaj goriva u peći, veliki komadi ugljena ili drva za ogrjev koji su pali u kutiju za pepeo mogu dovesti do neovlaštenog paljenja ostataka proizvoda mase goriva.

Čađa i katran nakupljeni na površini izmjenjivača topline smanjuju stupanj zagrijavanja izmjenjivača topline. Kao rezultat svih ovih kršenja radnih uvjeta, korisna količina toplinske energije potrebna za normalna operacija sustavi grijanja. Kao rezultat toga, možemo govoriti o oštrom smanjenju učinkovitosti kotlova za grijanje.

Čimbenici o kojima ovisi učinkovitost kotlova

Kotlovi s visokom vrijednošću učinkovitosti trenutno su predstavljeni sljedećom opremom za grijanje:

jedinice koje rade na ugljen i druga čvrsta fosilna goriva;
kotlovi na pelete;
uređaji za pirolizu.

Učinkovitost uređaja za grijanje, u čijoj se peći koriste briketi od antracita, ugljena i treseta, u prosjeku je 70-80%. Znatno veća učinkovitost pelet uređaja – do 85%. Opterećeni peletima, kotlovi za grijanje ove vrste karakteriziraju visoka efikasnost, izdana tijekom izgaranja goriva ogromna količina toplinske energije.

Napomena: jedno opterećenje je dovoljno da uređaj radi u optimalnim načinima rada do 12-14 sati.

Apsolutni lider među opremom za grijanje na kruta goriva je kotao za pirolizu. Ovi uređaji koriste drvo ili drvni otpad. Učinkovitost takve opreme danas je 85% ili više. Jedinice također pripadaju visoko učinkovitim uređajima dugog gorenja, ali podliježu nužan uvjet— vlažnost goriva ne smije prelaziti 20%.

Za vrijednost učinkovitosti važna je vrsta materijala od kojeg je izrađen grijač. Danas na tržištu postoje modeli kotlova na kruta goriva od čelika i lijevanog željeza.

Za referencu: Prvi su proizvodi od čelika. Kako bi se smanjila tržišna vrijednost jedinice, proizvodne tvrtke koriste glavne konstrukcijske elemente izrađene od čelika. Na primjer, izmjenjivač topline izrađen je od crnog čelika visoke čvrstoće otpornog na toplinu debljine 2-5 mm. Grijaći cijevni elementi koji se koriste za zagrijavanje glavnog kruga izrađeni su na isti način.

Što je deblji čelik korišten u konstrukciji, to su veće karakteristike prijenosa topline opreme. Sukladno tome, učinkovitost se povećava.

U čeličnim uređajima povećanje učinkovitosti postiže se ugradnjom posebnih unutarnje pregrade u obliku cijevi - stepenica glavnog protoka i razdjelnika dima. Mjere su prisilne i djelomične, omogućujući lagano povećanje učinkovitosti glavnog uređaja. Među modelima čeličnih kotlova na kruta goriva rijetko se mogu naći uređaji s učinkovitošću iznad 75%. Vijek trajanja takvih proizvoda je 10-15 godina.

Strane tvrtke, kako bi povećale učinkovitost čeličnih kotlova za grijanje, koriste proces donjeg izgaranja u svojim modelima, s 2 ili 3 vučna toka. Dizajn proizvoda predviđa ugradnju cjevastih grijaći elementi za poboljšanje prijenosa topline. Takva oprema ima učinkovitost u rasponu od 75-80%, a može trajati duže, 1,5 puta.

Za razliku od čeličnih jedinica, uređaji na čvrsto gorivo od lijevanog željeza su učinkovitiji.

Dizajn jedinica od lijevanog željeza koristi izmjenjivače topline izrađene od legure lijevanog željeza posebnog razreda, koji ima visok prijenos topline. Takvi se kotlovi najčešće koriste za otvorene sustavi grijanja grijanje. Proizvodi su dodatno opremljeni rešetkama, zahvaljujući kojima se vrši intenzivna selekcija toplinske energije izravno iz gorućeg goriva postavljenog na rešetke.

Učinkovitost takvih uređaja za grijanje je 80%. Treba voditi računa o dugom vijeku trajanja kotlova od lijevanog željeza. Vijek trajanja takve opreme je 30-40 godina.

Kako povećati učinkovitost opreme za grijanje na kruta goriva

Danas mnogi potrošači, koji imaju na raspolaganju kotao na kruta goriva, pokušavaju pronaći najpovoljniji i praktičan način kako povećati učinkovitost opreme za grijanje. Tehnološki parametri uređaja za grijanje, postavljeni od strane proizvođača, gube svoje nominalne vrijednosti tijekom vremena, stoga, kako bi se poboljšala učinkovitost kotlovske opreme, razne načine i sredstva.

Razmotrite jedan od naj spektakularne opcije, ugradnja dodatnog izmjenjivača topline. Zadatak nove opreme je uklanjanje toplinske energije iz hlapljivih produkata izgaranja.

U videu možete vidjeti kako sami napraviti ekonomizator (izmjenjivač topline)

Da bismo to učinili, prvo moramo znati koja je temperatura dima na izlazu. Možete ga promijeniti pomoću multimetra, koji se postavlja izravno u sredinu dimnjaka. Podaci o tome koliko se dodatne topline može dobiti iz hlapljivih produkata izgaranja su potrebni za izračun površine dodatnog izmjenjivača topline. Radimo sljedeće:

šaljemo ogrjevno drvo određene količine u ložište;
otkrivamo koliko je vremena potrebno da izgori određena količina drva za ogrjev.

Na primjer: drva za ogrjev, u količini od 14,2 kg. gori 3,5 sata. Temperatura dimnih plinova na izlazu iz kotla je 460 0 C.

Za 1 sat spalili smo: 14,2 / 3,5 \u003d 4,05 kg. drva za ogrjev.

Za izračun količine dima koristimo općeprihvaćenu vrijednost - 1 kg. drva za ogrjev = 5,7 kg. dimni plinovi. Zatim množimo količinu izgorjelog drva za ogrjev u jednom satu s količinom dima dobivenog izgaranjem 1 kg. drva za ogrjev. Kao rezultat: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. hlapljivi produkti izgaranja. Ova će brojka postati polazna točka za naknadne izračune količine toplinske energije koja se može dodatno koristiti za zagrijavanje drugog izmjenjivača topline.

Znajući vrijednost toplinskog kapaciteta hlapljivih vrućih plinova, kao 1,1 kJ / kg., Radimo daljnji proračun snage toplinskog toka ako želimo smanjiti temperaturu dima sa 460 0 C na 160 stupnjeva.

Q \u003d 23,08 x 1,1 (460-160) \u003d 8124 kJ toplinske energije.

Kao rezultat toga dobivamo točnu vrijednost dodatne snage koju osiguravaju hlapljivi produkti izgaranja: q = 8124/3600 = 2,25 kW, velika brojka koja može imati značajan utjecaj na poboljšanje učinkovitosti opreme za grijanje. Znajući koliko se energije gubi, želja da se kotao opremi dodatnim izmjenjivačem topline potpuno je opravdana. Zbog priljeva dodatne toplinske energije za rad na zagrijavanju rashladne tekućine, povećava se ne samo učinkovitost cijelog sustava grijanja, već se povećava i učinkovitost same grijaće jedinice.

zaključke

Unatoč obilju modela moderne opreme za grijanje, kotlovi na kruta goriva i dalje jedna od najučinkovitijih i najpristupačnijih vrsta opreme za grijanje. U usporedbi sa električni kotlovi, koji imaju učinkovitost do 90%, jedinice s krutim gorivom imaju visok ekonomski učinak. Povećanje učinkovitosti na novim modelima omogućilo je da se ova vrsta kotlovske opreme približi električnim i plinskim kotlovima.

Moderna vozila na kruto gorivo mogu ne samo raditi dugo vremena, koristeći pristupačne izvore prirodnog goriva, već imaju i visoke performanse.