You are here

Оптимальна експлуатація обігрівального котла

Оптимальна експлуатація обігрівального котла

  • Залежність ККД водогрійного обладнання від навантаження
  • ККД котлів з різними типами палива
  • Втрати тепла в обігрівач
  • Втрата тепла з газами, що відходять
  • Втрата тепла через хімічне недожога
  • Втрати тепла від зовнішнього охолодження
  • Втрати тепла при видаленні шлаків
  • Розрахунок ефективності котла на твердому паливі
  • При будівництві власного заміського будинку особливу увагу потрібно приділити системі опалення, яка принесе тепло і затишок вашого будинку. важливим критерієм ефективної системи опалення є опалювальне обладнання, зокрема - опалювальний котел. Вибір водогрійного котла залежить від багатьох параметрів, головними з яких є використовуване паливо і ефективність обладнання для ваших умов.

    Вибір водогрійного котла

    Опалювальний котел - основа ефективної системи опалення для тепла і затишку.


    Головним показником ефективності опалювального котла є коефіцієнт корисної дії (ККД). Визначення ККД котла відбувається за допомогою співвідношення корисно використаної теплоти і всієї теплоти, яка виділилася при спалюванні палива. В ідеальному випадку розрахунок ККД здійснюється за формулою:

    = (Q1 / Qri) 100%, де Q1 - це теплота, використана в корисних цілях, а Qri - загальна теплота.

    Залежність ККД водогрійного обладнання від навантаження

    Схема опалювального котла побутового призначення.

    Схема сучасного опалювального агрегату побутового призначення.

    Підвищення теплового навантаження, тобто збільшення кількості палива, що спалюється, не завжди призводить до позитивних результатів. Одночасно зі збільшенням теплової віддачі самого котла зростає і втрата теплоти, яка йде з димовими газами, так як їх температура пропорційна балансу температури обладнання. Ефективність опалювального обладнання при цьому зменшується. Аналогічно відбувається і при експлуатації обігрівача на зниженій потужності. Якщо потужність буде нижче експлуатаційної більш ніж на 15%, це призведе до неповного згоряння паливного речовини, а, відповідно, до прямого збільшення обсягу димових газів, що також знизить ККД опалювального обладнання. Тому важливо точно дотримуватися потужність котла, щоб експлуатувати його в оптимальному стані з найбільшою ефективністю.

    ККД котлів з різними типами палива

    Розрахунок ККД котла, наведений вище, застосовується лише для грубих розрахунків і рідко використовується при проектуванні системи опалення. Він не застосуємо для точних розрахунків, так як не всі тепло, одержуване при спалюванні, витрачається на нагрів теплоносія. Деяка частина тепла втрачається. Тому більш точний розрахунок ефективності водогрійного обладнання проводиться за формулою:

    = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), де q2 - втрата теплоти з димовими продуктами горенія- q3 - втрати через недожога горючих газів-q4 - втрати, повязані з механічним недожогом і золообразованіем- q5 - втрати через зовнішнього охолодження-q6 - втрата тепла зі шлаками при очищенні топки.

    Втрати тепла в обігрівач

    Втрата тепла з газами, що відходять

    Втрати тепла з димовими продуктами горіння (q2) є найвагомішими. Температура продуктів горіння безпосередньо впливає на ефективність опалювального котла.

    Нормальний температурний напір на холодному кінці повітронагрівача забезпечується при температурі 70-110 ° С.

    Основні джерела тепловтрат.

    Основні джерела тепловтрат.



    При зменшенні температури відхідних газів на 12-15 ° С ККД котла збільшується приблизно на 1%. Однак охолодження відхідних газів вимагає збільшення розмірів поверхонь нагріву, що збільшує розміри всієї конструкції. Крім того, при зменшенні температури відпрацьованих газів є ризик виникнення низькотемпературної корозії.

    Ця температура залежить від температури повітря, що поступає і виду палива. Рекомендовані значення температури відхідних газів для різних видів палива, що спалюється і різної температури вхідного повітря наведені в таблиці нижче.

    Вид паливаТемпература відхідних газів, oЗТемпература вхідного повітря, oЗ
    Камяне вугілля130-14020-30
    Слабореакціонние вугілля марок А, ПА, Т120-13020-30
    буре вугілля
    марки Б3
    марки Б2
    марки Б1
    140-145
    145-150
    150-160
    30-40
    40-50
    60-70
    горючі сланці140-15040-50
    торф150-16050-60
    Мазут сірчистий (sp = 0.5-2%)150-16070-90
    Природний, попутний газ110-12020-30

    Щоб розрахуватися втрат тепла, повязаних з димовими продуктами горіння, застосовується формула:

    q2 = (T1 - T3) (A2 / (21 - O2) + B), де Т1 - температура що йдуть продуктів горіння в контрольній точці за пароперегревателем- Т3 - температура вхідного повітря-21 - концентрація кисню в повітрі-О2 - концентрація кисню у вихідних продуктах горіння, її визначення відбувається в контрольній точке- А2 і в - коефіцієнти, які залежать від палива, що спалюється, наведені в таблиці нижче.

    спалюється речовинаА2B
    мазут0,680,007
    Природний газ0,660,009
    вугілля0,6640,008
    коксовий газ0,60,011
    Зріджений газ0,630,008
    Кокс0,650,008
    дерево сухе0,650,008

    Втрата тепла через хімічне недожога

    Втрата тепла через хімічне недожога

    Спалювання мазуту призводить до втрат тепла через хімічне недожога.

    Даний вид втрати (q3) враховується, якщо в якості палива використовуються газоподібні речовини або мазут. Для сучасних газових котлів він становить 0,1-0,2%. Якщо процес спалювання йде з невеликим надлишком повітря, то втрату повинна дорівнювати 0,15%, а при великому надлишку повітря - рівною нулю. Якщо ж використовується суміш газів з різною температурою згоряння, то q3 = 0,4-0,5%.

    Даний вид втрат (q4) характерний для твердих видів палива. Наприклад, для антрациту він дорівнює 4-6%, для полуантраціти - 3-4%, а для камяного вугілля - 1,5-2%. Малореакціонние види вугілля необхідно спалювати з рідким шлакоудалением, тоді q4 буде мінімальним з наведених значень, при твердому ж шлакоудалением приймається верхня межа тепловтрат.

    Втрати тепла від зовнішнього охолодження

    Даний вид втрат (q5) дуже невеликий (не перевищує 0,5%) і зменшується з ростом потужності опалювального агрегату. Такі втрати відповідають прямому розрахунку паропродуктивності котла:

    • при паропродуктивності D від 42 до 25 кг / с втрати рівні q5 = (60 / D)0,5/ LgD;
    • при паропродуктивності D більше 250 кг / с втрати приймаються рівними 0,2%.

    Втрати тепла при видаленні шлаків

    Втрати, повязані з фізичним теплом шлаків, (q6) враховуються при рідкому шлаковидалення. Якщо ж шлак з топки видаляється твердим методом, то втрата тепла враховується тільки якщо вона становить понад 2,5Q.

    Розрахунок ефективності котла на твердому паливі

    Будь-опалювальний котел був би ідеальним, якби його ефективність становила 100%, проте, як уже говорилося раніше, таке неможливо через різного роду тепловтрат, що залежать як від палива, що спалюється, так і від оточуючих умов. Наведемо приклад розрахунку ККД опалювального пристрою, що працює на твердому паливі:

    Схема підключення котлів на твердому паливі

    Схема підключення котлів на твердому паливі.

    • втрати, повязані з фізичним видаленням шлаків q6 = (ашл * Зл * Ар) / Qri, де ашл - частка шлаку, яке визначається по балансу виносу золи з топки щодо обсягу палива. За умови, що частка виносу золи при правильно організованому процесі горіння становить зазвичай 5-20%, то частка шлаку становить від 80 до 95%;
    • Зл - ентальпія золи при температурі 600 ° С. Зл дорівнює 133,8 ккал / кг при нормальному тепловому розрахунку;
    • Ар - зольність, розрахована на робочу масу. Залежно від виду палива Ар коливається від 5 до 45%;
    • Qri - мінімальна кількість теплоти, що виділяється при згорянні. Даний параметр залежить від виду палива і змінюється в межах від 2500 до 5400 ккал / кг.


    Виходячи з вищенаведених параметрів, q6 коливається в межах від 0,1 до 2,3%.

    Втрати q5 залежать від номінальної продуктивності котла і вироблюваної потужності. Для сучасних опалювальних котлів малої потужності, які застосовуються для обігріву приватних будинків, втрати тепла від зовнішнього охолодження складають 2,5-3,5%.

    Втрати від механічного недожога (q4) більшою мірою залежать від пристрою самого котла і застосовуваного палива. Тепловтрати при цьому складають від 3 до 11%. Втрати від хімічного недожога (q3) залежать від повноти змішування пального з вступникам повітрям. У звичайних умовах такі втрати дорівнюють 0,5-1%.

    Основний вид тепловтрат (q2), повязаний з температурою минає газів, залежить від використовуваного палива, температури відхідних продуктів горіння, організації процесу згоряння і особливостей конструкції обладнання. Для досягнення норми теплового розрахунку в 150 ° С мінімальна рекомендована температура відхідних газів при спалюванні вугілля повинна дорівнювати 280 ° С. Втрати тепла при цьому складають 9-22%.

    Оптимальне навантаження опалювальної системи

    Параметри оптимального навантаження забезпечують високу продуктивність опалювальної системи.

    Підсумовуючи все втрати, отримуємо максимальний коефіцієнт, який може бути отриманий в сучасному опалювальному котлі, рівний 100 (9 + 0,5 + 3 + 2,5 + 0,1) = 84,9%. Досягнення подібного показника може бути тільки при грамотному монтажі теплового обладнання, налагодження вищої ефективності в залежності від оточуючих умов і підборі оптимального палива. Ефективність опалювальної системи залежить від оптимального навантаження, яка рекомендована виробником. Робота пристрою повинна бути організована так, щоб більшу частину часу він працював в економічному режимі навантаження.

    Основні правила експлуатації котлів для досягнення максимального ККД:

    • контроль стабільності горіння і забезпечення згоряння газу;
    • контроль стану поверхні нагрівання і очищення котла;
    • розрахунок оптимальної тяги і тиску повітря, що поступає;
    • розрахунок частки золи.

    Правильний розрахунок тяги, відповідний балансу тиску повітря, що поступає і швидкості вихідних газів, позитивним чином позначається на повноті згоряння. Однак надмірне підвищення тиску повітря, що поступає впливає на збільшення втрат тепла з димовими газами. Якщо ж, навпаки, обмежити вступник повітря, то це призведе до нестачі кисню, а значить і до зниження процесу горіння і збільшення золообразованія.

    Дотримання даних рекомендацій дозволить експлуатувати опалювальний котел в оптимальному режимі з максимальним ККД, що знизить витрати на опалення. Тепла вашому дому!




    Увага, тільки СЬОГОДНІ!

    Схожі повідомлення

    Увага, тільки СЬОГОДНІ!