Tepelná bilancia a účinnosť kotlovej jednotky. stanovenie spotreby paliva. Aká je účinnosť kotla? Vzorec účinnosti kotolne

Existujú 2 spôsoby stanovenia účinnosti:

Priamou rovnováhou;

Obrátená rovnováha.

Určenie účinnosti kotla ako pomeru využiteľného tepla spotrebovaného k využiteľnému teplu paliva je jeho definícia priamou bilanciou:

Účinnosť kotla môže byť určená aj inverznou bilanciou – cez tepelné straty. Pre ustálený tepelný stav získame

. (4.2)

Účinnosť kotla, určená vzorcom (1) alebo (2), nezohľadňuje elektrickú energiu a teplo pre vlastnú potrebu. Táto účinnosť kotla sa nazýva hrubá účinnosť a označuje sa alebo .

Ak spotreba energie za jednotku času pre špecifikované pomocné zariadenie je , MJ a merná spotreba paliva na výrobu elektriny je kg / MJ, potom je účinnosť kotolne pri zohľadnení spotreby energie pomocného zariadenia ( čistá účinnosť), %,

. (4.3)

Niekedy sa označuje ako energetická účinnosť kotolne.

Pri kotolniach priemyselných podnikov je spotreba energie pre vlastnú potrebu asi 4 % vyrobenej energie.

Spotreba paliva je určená:

Stanovenie spotreby paliva je spojené s veľkou chybou, preto sa účinnosť priamej rovnováhy vyznačuje nízkou presnosťou. Táto metóda sa používa na testovanie existujúceho kotla.

Metóda spätného vyváženia sa vyznačuje väčšou presnosťou a používa sa pri prevádzke a návrhu kotla. Zároveň sa Q 3 a Q 4 určujú podľa odporúčania a z referenčných kníh. Q 5 je určený harmonogramom. Q 6 - sa počíta (zriedkavo sa berie do úvahy) a v podstate sa stanovenie spätnej bilancie redukuje na stanovenie Q 2, ktoré závisí od teploty spalín.

Hrubá účinnosť závisí od typu a výkonu kotla, t.j. výkon, druh spaľovaného paliva, konštrukcia pece. Na účinnosť má vplyv aj režim prevádzky kotla a čistota vykurovacích plôch.

V prípade mechanického podhorenia časť paliva nedohorí (q 4), čo znamená, že nespotrebováva vzduch, nevytvára produkty spaľovania a neuvoľňuje teplo, preto pri výpočte kotla používajú odhad spotreba paliva

. (4.5)

Hrubá účinnosť zohľadňuje iba tepelné straty.

5 STANOVENIE TEPELNÝCH STRATY V KOTLOVEJ JEDNOTKE.

SPÔSOBY ZNÍŽENIA TEPELNÝCH STRÁT

5.1 Strata tepla spalinami

K strate tepla s vystupujúcimi plynmi Q c.g dochádza v dôsledku skutočnosti, že fyzikálne teplo (entalpia) plynov opúšťajúcich kotol prevyšuje fyzikálne teplo vzduchu a paliva vstupujúceho do kotla.

Ak zanedbáme nízku hodnotu entalpie paliva, ako aj teplo popola obsiahnutého v spalinách, tepelné straty spalinami MJ / kg sa vypočítajú podľa vzorca:

Q 2 \u003d J h.g - J in; (5,8)

kde je entalpia studeného vzduchu pri a=1;

100-q 4 – podiel spáleného paliva;

a c.g je koeficient prebytočného vzduchu vo výfukových plynoch.

Ak je okolitá teplota nula (t x.v \u003d 0), potom sa tepelné straty s vystupujúcimi plynmi rovnajú entalpii odchádzajúcich plynov Q y.g \u003d J y.g.

Strata tepla výfukovými plynmi zvyčajne zaujíma hlavné miesto medzi tepelnými stratami kotla vo výške 5-12% dostupného tepla paliva a je určená objemom a zložením spalín, ktoré výrazne závisia na balastných zložkách paliva a na teplote výfukových plynov:

Pomer charakterizujúci kvalitu paliva vyjadruje relatívnu výťažnosť plynných produktov spaľovania (pri a=1) na jednotku spaľovacieho tepla paliva a závisí od obsahu balastných zložiek v ňom:

- pre tuhé a kvapalné palivá: vlhkosť W P a popol A P;

– pre plynné palivá: N 2, CO 2, O 2 .

So zvyšovaním obsahu balastných zložiek v palive a následne úmerne stúpajú aj tepelné straty s výfukovými plynmi.

Jedným z možných spôsobov zníženia tepelných strát spalinami je zníženie súčiniteľa prebytočného vzduchu v spalinách a napr., ktorý závisí od súčiniteľa prúdenia vzduchu v peci a T a balastného vzduchu nasávaného do plynovodov kotla, ktoré sú zvyčajne vo vákuu

y.g \u003d a T + Da. (5.10)

V kotloch pracujúcich pod tlakom nie je nasávanie vzduchu.

S poklesom T klesá tepelná strata Q c.g., avšak v dôsledku zníženia množstva vzduchu privádzaného do spaľovacej komory môže dôjsť k ďalšej strate - chemickým nedokonalým spaľovaním Q 3 .

Optimálna hodnota a T sa volí s prihliadnutím na dosiahnutie minimálnej hodnoty q y.g + q 3 .

Pokles T závisí od druhu spaľovaného paliva a typu spaľovacieho zariadenia. Za priaznivejších podmienok pre styk paliva a vzduchu je možné znížiť prebytok vzduchu a T, ktorý je potrebný na dosiahnutie čo najdokonalejšieho spaľovania.

Balastný vzduch v produktoch spaľovania vedie okrem zvýšenia tepelných strát Q c.g. aj k dodatočným nákladom na energiu pre odsávač dymu.

Najdôležitejším faktorom ovplyvňujúcim Q c.g. je teplota spalín t c.g. Jeho zníženie sa dosiahne inštaláciou prvkov využívajúcich teplo (ekonomizér, ohrievač vzduchu) v zadnej časti kotla. Čím nižšia je teplota spalín, a teda čím nižší je teplotný rozdiel Dt medzi plynmi a ohriatou pracovnou tekutinou, tým väčší povrch H je potrebný na rovnaké ochladenie plynu. Zvýšenie tcg vedie k zvýšeniu strát s Qcg a k dodatočným nákladom na palivo DB. Z tohto hľadiska je optimálna tcg stanovená na základe technicko-ekonomických výpočtov pri porovnaní ročných nákladov na teplospotrebné prvky a palivo pre rôzne hodnoty tc.g.

Na obr. 4 je možné určiť teplotný rozsah (od do), v ktorom sa vypočítané náklady nevýznamne líšia. To dáva dôvod zvoliť si ako najvhodnejšiu teplotu, pri ktorej budú počiatočné kapitálové náklady nižšie.

Pri výbere optimálneho sú limitujúce faktory:

a) nízkoteplotná korózia chvostových plôch;

b) kedy 0 C možná kondenzácia vodných pár a ich kombinácia s oxidmi síry;

c) výber závisí od teploty napájacej vody, teploty vzduchu na vstupe do ohrievača vzduchu a iných faktorov;

d) znečistenie vykurovacej plochy. To vedie k zníženiu súčiniteľa prestupu tepla a k zvýšeniu .

Pri stanovení tepelných strát s výfukovými plynmi sa berie do úvahy úbytok objemu plynov

. (5.11)

5.2 Tepelné straty z chemického nedokonalého spaľovania

K stratám tepla chemickou nedokonalosťou spaľovania Q 3 dochádza vtedy, keď palivo nie je úplne spálené v spaľovacej komore kotla a v splodinách horenia sa objavujú horľavé plynné zložky CO, H 2, CH 4, C m H n ... Dopaľovanie týchto horľavých plynov mimo pec je takmer nemožné, pretože vzhľadom na ich relatívne nízke teploty.

Chemická nedokonalosť spaľovania paliva môže byť výsledkom:

- všeobecný nedostatok vzduchu;

- zlé miešanie;

- malá veľkosť spaľovacej komory;

– nízka teplota v spaľovacej komore;

- vysoká teplota.

Pri dostatočnej kvalite vzduchu pre úplné spálenie paliva a dobrú tvorbu zmesi závisí q 3 od objemovej hustoty uvoľneného tepla v ohnisku

Optimálny pomer, pri ktorom má strata q 3 minimálnu hodnotu, závisí od druhu paliva, spôsobu jeho spaľovania a konštrukcie pece. Pre moderné pecné zariadenia je tepelná strata z q 3 0÷2% pri qv =0,1÷0,3 MW/m 3 .

Na zníženie tepelných strát z q 3 v spaľovacej komore sa snažia zvýšiť úroveň teploty, najmä pomocou ohrevu vzduchu, ako aj všetkými možnými spôsobmi zlepšiť premiešavanie zložiek spaľovania.

Vytvorenie útulnej a pohodlnej atmosféry vo vidieckom dome je pomerne jednoduché - stačí správne vybaviť vykurovací systém. Hlavnou súčasťou efektívneho a spoľahlivého vykurovacieho systému je kotol. V nižšie uvedenom článku si povieme, ako vypočítať účinnosť kotla, aké faktory ho ovplyvňujú a ako zvýšiť účinnosť vykurovacieho zariadenia v konkrétnom dome.

Ako si vybrať kotol

Samozrejme, aby sme určili, aký účinný bude ten či onen teplovodný kotol, je potrebné určiť jeho účinnosť (faktor účinnosti). Tento ukazovateľ predstavuje pomer tepla použitého na vykurovanie priestoru k celkovému množstvu vyrobenej tepelnej energie.

Vzorec na výpočet efektívnosti vyzerá takto:

ɳ=(Q 1 ÷Q ri),

kde Q 1 - teplo využité efektívne;

Q ri je celkové množstvo uvoľneného tepla.

Aký je vzťah medzi účinnosťou kotla a zaťažením

Na prvý pohľad sa môže zdať, že čím viac paliva sa spáli, tým lepšie kotol funguje. Nie je to však celkom pravda. Závislosť účinnosti kotla od zaťaženia sa prejavuje práve naopak. Čím viac paliva sa spáli, tým viac tepelnej energie sa uvoľní. Zároveň sa zvyšuje aj úroveň tepelných strát, pretože silne zohriate spaliny idú do komína. V dôsledku toho sa palivo spotrebúva neefektívne.

Podobne sa situácia vyvíja v prípadoch, keď vykurovací kotol pracuje na znížený výkon. Ak nedosiahne odporúčané hodnoty o viac ako 15%, palivo úplne nezhorí a zvýši sa množstvo spalín. Výsledkom je, že účinnosť kotla dosť klesne. Preto sa oplatí dodržiavať odporúčané stupne výkonu kotla - sú navrhnuté tak, aby prevádzkovali zariadenie čo najefektívnejšie.

Výpočet účinnosti s prihliadnutím na rôzne faktory

Vyššie uvedený vzorec nie je úplne vhodný na hodnotenie účinnosti zariadenia, pretože je veľmi ťažké presne vypočítať účinnosť kotla, berúc do úvahy iba dva ukazovatele. V praxi sa v procese návrhu používa iný, úplnejší vzorec, pretože nie všetko vyrobené teplo sa spotrebuje na ohrev vody vo vykurovacom okruhu. Počas prevádzky kotla sa stráca určité množstvo tepla.

Presnejší výpočet účinnosti kotla sa vykonáva pomocou nasledujúceho vzorca:

ɳ=100-(q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6), v ktorom

q 2 - tepelné straty s odchádzajúcimi horľavými plynmi;

q 3 - tepelné straty v dôsledku neúplného spaľovania produktov spaľovania;

q 4 - tepelné straty v dôsledku podhorenia paliva a vyzrážania popola;

q 5 - straty spôsobené vonkajším chladením zariadenia;

q 6 - tepelné straty spolu s troskou odstránenou z pece.

Tepelné straty pri odstraňovaní horľavých plynov

K najvýznamnejším tepelným stratám dochádza v dôsledku odvádzania horľavých plynov do komína (q 2). Účinnosť kotla do značnej miery závisí od teploty spaľovania paliva. Optimálny teplotný rozdiel na studenom konci ohrievača vody sa dosiahne pri zahriatí na 70-110 ℃.

Keď teplota spalín klesne o 12-15℃, účinnosť teplovodného kotla sa zvýši o 1%. Napriek tomu, aby sa znížila teplota odchádzajúcich produktov spaľovania, je potrebné zväčšiť veľkosť vyhrievaných plôch, a tým aj celú konštrukciu ako celok. Navyše, pri ochladzovaní oxidu uhoľnatého sa zvyšuje riziko nízkoteplotnej korózie.

Teplota oxidu uhoľnatého závisí okrem iného aj od kvality a druhu paliva, ako aj od ohrevu vzduchu vstupujúceho do pece. Teploty vstupujúceho vzduchu a výstupných produktov spaľovania závisia od druhu paliva.

Na výpočet indexu tepelných strát s odchádzajúcimi plynmi sa používa nasledujúci vzorec:

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

T 1 je teplota odvádzaných horľavých plynov v mieste za prehrievačom;

T 3 - teplota vzduchu vstupujúceho do pece;

21 - koncentrácia kyslíka vo vzduchu;

O 2 - množstvo kyslíka vo výstupných produktoch spaľovania v kontrolnom bode;

A 2 a B sú koeficienty zo špeciálnej tabuľky, ktoré závisia od druhu paliva.

Chemické podhorenie ako zdroj tepelných strát

Indikátor q 3 sa používa napríklad pri výpočte účinnosti plynového vykurovacieho kotla alebo v prípadoch, keď sa používa vykurovací olej. Pre plynové kotly je hodnota q 3 0,1-0,2%. Pri miernom prebytku vzduchu pri spaľovaní je toto číslo 0,15% a pri výraznom prebytku vzduchu sa vôbec neberie do úvahy. Pri spaľovaní zmesi plynov rôznych teplôt je však hodnota q 3 \u003d 0,4 - 0,5%.

Ak vykurovacie zariadenie beží na tuhé palivo, berie sa do úvahy q 4. Najmä pre antracitové uhlie je hodnota q 4 \u003d 4-6%, poloantracit charakterizovaný 3-4% tepelnými stratami, ale pri spaľovaní uhlia vzniká iba 1,5-2% tepelných strát. Pri odstraňovaní tekutej trosky zo spáleného nízkoreaktívneho uhlia možno hodnotu q4 považovať za minimálnu. Ale pri odstraňovaní trosky v pevnej forme sa tepelné straty zvýšia na maximálnu hranicu.

Tepelné straty v dôsledku vonkajšieho chladenia

Takéto tepelné straty q5 zvyčajne nepresahujú 0,5% a so zvyšujúcim sa výkonom vykurovacieho zariadenia sa ďalej znižujú.

Tento ukazovateľ je spojený s výpočtom parného výkonu kotolne:

• Za podmienky výroby pary D v rozsahu 42-250 kg/s je hodnota tepelnej straty q5=(60÷D)×0,5÷lgD;
• Ak hodnota parného výkonu D presiahne 250 kg/s, považuje sa za stratu tepla 0,2 %.

Množstvo tepelných strát pri odstraňovaní trosky

Hodnota tepelnej straty q6 je relevantná len pre odstraňovanie tekutého popola. Ale v prípadoch, keď sa zo spaľovacej komory odstraňujú trosky na tuhé palivo, tepelné straty q6 sa berú do úvahy pri výpočte účinnosti vykurovacích kotlov len vtedy, ak sú vyššie ako 2,5Q.

Ako vypočítať účinnosť kotla na tuhé palivá

Ani pri dokonale navrhnutom dizajne a kvalitnom palive nemôže účinnosť vykurovacích kotlov dosiahnuť 100 %. Ich práca je nevyhnutne spojená s určitými tepelnými stratami spôsobenými tak druhom spaľovaného paliva, ako aj množstvom vonkajších faktorov a podmienok. Aby sme pochopili, ako v praxi vyzerá výpočet účinnosti kotla na tuhé palivá, uvedieme príklad.

Napríklad tepelné straty pri odstraňovaní trosky z palivovej komory budú:

q 6 \u003d (A sl × W l × A p) ÷ Q ri,

kde Asl je relatívna hodnota trosky odstránenej z pece k objemu naloženého paliva. Pri správnom používaní kotla je podiel spalín vo forme popola 5-20%, potom sa táto hodnota môže rovnať 80-95%.

Z l - termodynamický potenciál popola pri teplote 600 ℃ za normálnych podmienok je 133,8 kcal / kg.

A p je obsah popola v palive, ktorý sa vypočíta z celkovej hmotnosti paliva. V rôznych druhoch paliva sa obsah popola pohybuje od 5 % do 45 %.

Q ri je minimálne množstvo tepelnej energie, ktorá vzniká v procese spaľovania paliva. V závislosti od typu paliva sa tepelná kapacita pohybuje v rozmedzí 2500-5400 kcal/kg.

V tomto prípade, berúc do úvahy uvedené hodnoty tepelných strát q 6, bude 0,1-2,3%.

Hodnota q5 bude závisieť od výkonu a konštrukčného výkonu vykurovacieho kotla. Prevádzka moderných nízkoenergetických zariadení, ktoré sa často používajú na vykurovanie súkromných domov, je zvyčajne spojená s tepelnými stratami tohto typu v rozmedzí 2,5-3,5%.

Tepelné straty spojené s mechanickým podhorením tuhého paliva q 4 do značnej miery závisia od jeho typu, ako aj od konštrukčných vlastností kotla. Pohybujú sa od 3 do 11 %. Toto stojí za zváženie, ak hľadáte spôsob, ako zefektívniť fungovanie kotla.

Chemické podhorenie paliva zvyčajne závisí od koncentrácie vzduchu v horľavej zmesi. Takéto tepelné straty q 3 sa zvyčajne rovnajú 0,5-1%.

Najväčšie percento tepelných strát q 2 je spojené so stratou tepla spolu s horľavými plynmi. Tento ukazovateľ je ovplyvnený kvalitou a typom paliva, stupňom ohrevu horľavých plynov, ako aj prevádzkovými podmienkami a konštrukciou vykurovacieho kotla. Pri optimálnej tepelnej konštrukcii 150 ℃ sa musia plyny evakuovaného oxidu uhoľnatého zahriať na teplotu 280 ℃. V tomto prípade sa táto hodnota tepelných strát bude rovnať 9-22%.

Ak sú zhrnuté všetky uvedené hodnoty strát, dostaneme hodnotu účinnosti ɳ=100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9 %.

To znamená, že moderný kotol môže fungovať len na 85 – 90 % svojho výkonu. Všetko ostatné ide na zabezpečenie spaľovacieho procesu.

Všimnite si, že dosiahnuť také vysoké hodnoty nie je ľahké. Aby ste to dosiahli, musíte správne pristupovať k výberu paliva a poskytnúť optimálne podmienky pre zariadenie. Zvyčajne výrobcovia uvádzajú, s akým zaťažením by mal kotol pracovať. Zároveň je žiaduce, aby bola väčšinou nastavená na ekonomickú úroveň zaťaženia.

Aby bol kotol prevádzkovaný s maximálnou účinnosťou, musí sa používať v súlade s nasledujúcimi pravidlami:

• pravidelné čistenie kotla je povinné;
• je dôležité kontrolovať intenzitu spaľovania a úplnosť spaľovania paliva;
• je potrebné vypočítať ťah s prihliadnutím na tlak privádzaného vzduchu;
• je potrebné vypočítať podiel popola.

Kvalitu spaľovania tuhého paliva priaznivo ovplyvňuje výpočet optimálneho ťahu s prihliadnutím na tlak vzduchu privádzaného do kotla a rýchlosť odvádzania oxidu uhoľnatého. So zvyšujúcim sa tlakom vzduchu sa však spolu s produktmi spaľovania odoberá do komína viac tepla. Ale príliš malý tlak a obmedzenie prístupu vzduchu do palivovej komory vedie k zníženiu intenzity spaľovania a silnejšej tvorbe popola.

Ak máte doma nainštalovaný vykurovací kotol, venujte pozornosť našim odporúčaniam na zvýšenie jeho účinnosti. Môžete nielen ušetriť na palive, ale aj dosiahnuť príjemnú mikroklímu v dome.

Hodnota je od 0,3 do 3,5 % a klesá so zvyšujúcim sa výkonom kotla (od 3,5 % pre kotly s výkonom 2 t/h na 0,3 % pre kotly s výkonom nad 300 t/h).

Strata fyzikálnym teplom trosky vzniká preto, že pri spaľovaní tuhého paliva má troska odvádzaná z pece vysokú teplotu: pri odstraňovaní tuhého popola = 600 °C, pri kvapalnom - = 1400 - 1600 °C.

Tepelné straty fyzikálnym teplom trosky, %, sa určujú podľa vzorca:

,

kde - podiel nahromadenej trosky v spaľovacej komore; - entalpia trosky, kJ/kg.

Pri vrstvenom spaľovaní palív, ako aj pri komorovom spaľovaní s odstraňovaním tekutej trosky = 1 - 2 % a vyššie.

Pri komorovom spaľovaní paliva s odstraňovaním tuhého popola sa strata berie do úvahy len pre viacpopolové palivá pri > 2,5 %∙kg/MJ.

Účinnosť kotlovej jednotky (brutto a netto).

Účinnosť kotlovej jednotky je pomer užitočného tepla použitého na výrobu pary (horúcej vody) k disponibilnému teplu (teplo dodávané kotlovej jednotke). Nie všetko užitočné teplo generované kotlom sa posiela spotrebiteľom, časť sa vynakladá na vlastnú potrebu (pohon čerpadiel, ťahových zariadení, spotreba tepla na ohrev vody mimo kotla, jej odvzdušnenie a pod.). V tejto súvislosti sa rozlišuje účinnosť jednotky z hľadiska vyrobeného tepla (hrubá účinnosť) a účinnosť jednotky z hľadiska tepla uvoľneného spotrebiteľovi (čistá účinnosť).

Účinnosť kotla (brutto), %, možno určiť rovnicou priamy rovnováhu

,

alebo rovnica obrátene rovnováhu

.

Účinnosť kotla (netto), %, podľa spätného zostatku sa určí ako

kde je relatívna spotreba energie pre vlastnú potrebu, %.

Téma 6. Vrstvené spaľovacie zariadenia na spaľovanie paliva v hustom a fluidnom (fluidnom) lôžku

Pece na spaľovanie paliva v hustej vrstve: princíp činnosti, rozsah, výhody a nevýhody. Klasifikácia pecí na spaľovanie paliva v hustej vrstve (nemechanizované, polomechanické, mechanické). Dávkovače paliva. Mechanické pece s pohyblivými roštmi: princíp činnosti, rozsah, odrody. Zariadenia vrstvenej pece na spaľovanie paliva vo fluidnom lôžku: princíp činnosti, rozsah, výhody a nevýhody.

Zariadenia vrstvenej pece na spaľovanie paliva v hustej vrstve.

Vrstvené pece určené na spaľovanie tuhého kusového paliva (veľkosť od 20 do 30 mm) sú nenáročné na obsluhu a nevyžadujú zložitý a nákladný systém prípravy paliva.

Ale keďže proces spaľovania paliva v hustej vrstve je charakterizovaný nízkou rýchlosťou horenia, zotrvačnosťou (a preto je ťažké ho automatizovať), zníženou účinnosťou (spaľovanie paliva sa vyskytuje s veľkými stratami z mechanického a chemického podhorenia) a spoľahlivosťou, Pre kotly s výkonom pary do 35 t/h je ekonomicky výhodné použiť vrstvové spaľovanie.

Vrstvené pece sa používajú na spaľovanie antracitu, uhlia so strednou spekavosťou (dlhoplamenné, plynové, chudé), hnedého uhlia s nízkym obsahom vlhkosti a popola, ako aj kusovej rašeliny.

Klasifikácia vrstvených pecí.

Údržba pece, v ktorej sa palivo spaľuje vo vrstve, sa redukuje na tieto základné operácie: prívod paliva do pece; vŕtanie (miešanie) palivovej vrstvy za účelom zlepšenia podmienok na privádzanie oxidačného činidla; odstraňovanie trosky z pece.

V závislosti od stupňa mechanizácie týchto operácií možno zariadenia vrstvenej pece rozdeliť na nemechanizované (všetky tri operácie sa vykonávajú ručne); polomechanické (jedna alebo dve operácie sú mechanizované); mechanické (všetky tri operácie sú mechanizované).

Nemechanizované vrstvové pece sú pece s ručným periodickým prísunom paliva na pevný rošt a ručným periodickým odstraňovaním trosky.

polomechanické pece sa vyznačujú mechanizáciou procesu dodávania paliva na rošt pomocou rôznych koliesok, ako aj použitím špeciálnych odstraňovačov trosky a rotačných alebo kývacích roštov.

kde i 1 - entalpia vody vstupujúcej do kotla; i 2 - entalpia vody opúšťajúcej kotol.

Ak je známe množstvo vyrobenej pary a jej entalpia, ako aj hodinová spotreba paliva a výhrevnosť paliva, potom je možné určiť účinnosť kotlovej jednotky,%:

Pre moderné kotlové jednotky hodnota q 1 sa v závislosti od parného výkonu kotlovej jednotky, teploty spalín, druhu spaľovaného paliva a spôsobu jeho spaľovania môže meniť vo veľmi širokom rozmedzí od 75 do 80 % pri kotlových jednotkách malého výkonu, v ktorých sa tuhé palivo spaľuje vo vrstvených peciach a až 91-95 % pri veľkých kotloch so spaľovaním paliva. Najvyššiu účinnosť dosahujú kotlové jednotky pracujúce na kvapalné a plynné palivá.

Pre kotlové jednotky s malým výkonom sa tepelné straty pohybujú od 20 do 25% a pre veľké od 5 do 9%. Hlavné tepelné straty sú pri spalinách. q 2

Podľa tabuľky a uvedených parametrov pary: tlak R a teplotu t zistíme jej entalpiu ~ 2790 kJ/kg (666 kcal/kg). Pri 100°C bude tepelný obsah napájacej vody približne 419 kJ/kg (100 kcal/kg). Preto teplo prijaté 1 kg pary podľa vzorca,q do

Účinnosť kotlovej jednotky podľa vzorca

Účinnosť kotla hrubý charakterizuje efektívnosť využitia tepla dodaného do kotla a nezohľadňuje náklady na elektrickú energiu na pohon sacích ventilátorov, odsávačov dymu, napájacích čerpadiel a iných zariadení. Pri jazde na plyn

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

Energetické náklady na pomocné potreby kotolne sú zohľadnené v účinnosti kotla net

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

kde q t, q e- relatívne náklady na vlastné potreby tepla a elektriny, resp. K tepelným stratám pre vlastnú potrebu patria tepelné straty fúkaním, prefukovaním sitami, rozprašovaním vykurovacieho oleja a pod.

Hlavnými z nich sú tepelné straty pri odkalovaní.

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

Relatívna spotreba elektriny pre vlastnú potrebu

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),

kde N p.n, N d.v, N d.s - náklady na elektrickú energiu na pohon napájacích čerpadiel, odsávacích ventilátorov a odsávačov dymu; h p.n, h d.v, h d.s - účinnosť napájacích čerpadiel, odsávacích ventilátorov a odsávačov dymu, resp.

11.3. Metodika vykonávania laboratórnych prác
a spracovanie výsledkov

Skúšky vyváženia v laboratórnych prácach sa vykonávajú pre stacionárnu prevádzku kotla za nasledujúcich povinných podmienok:

Doba inštalácie kotla od zapálenia do začiatku testovania je minimálne 36 hodín,

Trvanie udržiavania skúšobného zaťaženia bezprostredne pred skúškou je 3 hodiny,

Prípustné kolísanie zaťaženia v intervale medzi dvoma susednými experimentmi by nemalo presiahnuť ± 10 %.

Meranie hodnôt parametrov sa vykonáva pomocou štandardných prístrojov inštalovaných na štíte kotla. Všetky merania by sa mali vykonávať súčasne najmenej 3 krát s intervalom 15-20 minút. Ak sa výsledky dvoch experimentov s rovnakým názvom nelíšia o viac ako ± 5 %, potom sa za výsledok merania berie ich aritmetický priemer. Pri väčšej relatívnej nezrovnalosti sa používa výsledok merania v treťom, kontrolnom experimente.

Výsledky meraní a výpočtov sa zaznamenávajú do protokolu, ktorého forma je uvedená v tabuľke. 26.

Tabuľka 26

Stanovenie tepelných strát kotlom

Koniec tabuľky. 26

Tabuľka 27

Hrubá a čistá účinnosť kotla

Analýza výsledkov laboratórnych prác

Hodnota h br k získaná ako výsledok práce metódou priamych a spätných bilancií sa musí porovnať s hodnotou pasu rovnajúcou sa 92,1 %.

Pri analýze vplyvu množstva tepelných strát spalinami Q 2 na účinnosť kotla je potrebné poznamenať, že zvýšenie účinnosti možno dosiahnuť znížením teploty spalín a znížením prebytočného vzduchu v kotle. Zároveň znížením teploty plynov na teplotu rosného bodu dôjde ku kondenzácii vodných pár a nízkoteplotnej korózii vykurovacích plôch. Zníženie hodnoty súčiniteľa prebytočného vzduchu v peci môže viesť k nedohoreniu paliva a zvýšeniu strát Q 3 . Preto teplota a prebytočný vzduch nesmie byť pod určitými hodnotami.

Potom je potrebné analyzovať vplyv na účinnosť prevádzky kotla jeho zaťaženia, s rastom ktorého sa zvyšujú straty spalinami a klesajú straty Q 3 a Q 5.

Laboratórna správa by mala viesť k záveru o úrovni účinnosti kotla.

testovacie otázky

1. Podľa akých ukazovateľov prevádzky kotla možno urobiť záver o účinnosti jeho prevádzky?
2. Aká je tepelná bilancia kotla? Akými metódami sa dá zostaviť?
3. Čo znamená hrubá a čistá účinnosť kotla?
4. Aké tepelné straty sa zvyšujú pri prevádzke kotla?
5. Ako možno zvýšiť q 2?
6. Aké parametre majú významný vplyv na účinnosť kotla?

Kľúčové slová: tepelná bilancia kotla, hrubá a čistá účinnosť kotla, korózia vykurovacích plôch, prebytočný vzduchový pomer, zaťaženie kotla, tepelné straty, spaliny, chemická nedokonalosť spaľovania paliva, účinnosť kotla.

ZÁVER

V procese vykonávania laboratórneho workshopu o priebehu kotolní a parogenerátorov sa študenti oboznamujú s metódami stanovenia výhrevnosti kvapalného paliva, vlhkosti, prchavého výkonu a obsahu popola v tuhom palive, návrhom DE- 10-14GM parný kotol a experimentálne skúmať tepelné procesy v ňom prebiehajúce.

Budúci špecialisti študujú metódy testovania kotlového zariadenia a získavajú potrebné praktické zručnosti potrebné na určenie tepelných charakteristík pece, zostavenie tepelnej bilancie kotla, meranie jeho účinnosti, ako aj zostavenie soľnej bilancie kotla a stanovenie hodnota optimálneho odluhu.

Bibliografický zoznam

1. Chlebnikov V.A. Testovanie zariadení kotolne:
Laboratórna prax. - Yoshkar-Ola: MarGTU, 2005.

2. Sidelkovskii L.N., Yurenev V.N. Kotolne priemyselných podnikov: Učebnica pre vysoké školy. – M.: Energoatomizdat, 1988.

3. Trembovlya V.I., Finger E.D., Avdeeva A.A. Tepelnotechnické skúšky inštalácií kotlov. - M.: Energoatomizdat, 1991.

4. Alexandrov A.A., Grigoriev B.A. Tabuľky termofyzikálnych vlastností vody a pary: Príručka. Rec. Štát. štandardná služba referenčných údajov. GSSSD R-776-98. – M.: Vydavateľstvo MEI, 1999.

5. Lipov Yu.M., Treťjakov Yu.M. Kotolne a parogenerátory. - Moskva-Iževsk: Výskumné centrum "Pravidelná a chaotická dynamika", 2005.

6. Lipov Yu.M., Samoilov Yu.F., Treťjakov Yu.M., Smirnov O.K. Skúšky zariadenia kotolne KGJ MPEI. Laboratórny workshop: Učebnica pre predmet "Kotolne a parogenerátory". – M.: Vydavateľstvo MPEI, 2000.

7. Roddatis K.F., Poltaretsky A.N. Príručka nízkokapacitných kotolní / Ed. K.F.Roddatis. – M.: Energoatomizdat, 1989.

8. Yankelevich V.I. Úprava olejovo-plynových priemyselných kotolní. – M.: Energoatomizdat, 1988.

9. Laboratórne práce na predmetoch "Procesy a zariadenia generujúce teplo", "Kotolné inštalácie priemyselných podnikov" / Komp. L.M. Lyubimova, L.N. Sidelkovsky, D.L. Slavin, B.A. Sokolov a ďalší / Ed. L. N. Sidelkovský. – M.: Vydavateľstvo MEI, 1998.

10. Tepelný výpočet kotlových jednotiek (Normatívna metóda) / Ed. N. V. Kuznecovová. - M.: Energia, 1973.

11. SNiP 2.04.14-88. Kotolne/Gosstroy Ruska. - M.: CITP Gosstroy Ruska, 1988.

Vzdelávacie vydanie

KHLEBNIKOV Valerij Alekseevič

KOTLOVÉ INŠTALÁCIE
A GENERÁTORY PARY

Laboratórna dielňa

Editor A.S. Emeljanovej

počítačová zostava V.V. Chlebnikov

Rozloženie počítača V.V. Chlebnikov

Podpísané na zverejnenie 16.02.08. Formát 60x84/16.

Ofsetový papier. Ofsetová tlač.

R.l. 4.4. Uch.ed.l. 3.5. Náklad 80 kópií.

Objednávka č. 3793. C - 32

Štátna technická univerzita v Mari

424000 Yoshkar-Ola, pl. Lenina, 3

Redakčné a vydavateľské centrum

Štátna technická univerzita v Mari

424006 Yoshkar-Ola, st. Panfilová, 17

V roku 2020 sa plánuje vygenerovať 1720-1820 miliónov Gcal.

Miligramový ekvivalent je množstvo látky v miligramoch, ktoré sa číselne rovná pomeru jej molekulovej hmotnosti k valencii v danej zlúčenine.