Ostavite svoj broj i mi ćemo Vas nazvati

Zatvori Pošaljite zahtjev

Sve o efikasnosti kotla

Šta je efikasnost kotla

Efikasnost 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 se troši na vlastite potrebe. Imajući to na umu, efikasnost kotla za grijanje razlikuje se po proizvedenoj toploti (bruto efikasnost) i po oslobođenoj toploti (neto efikasnost).

Potrošnja za vlastite potrebe određena je razlikom između proizvedene i ispuštene topline. Za vlastite potrebe ne troši se samo toplina, već i električna energija (na primjer, za pogon dimovoda, ventilatora, napojnih pumpi, mehanizama za dovod goriva), tj. potrošnja za vlastite potrebe uključuje potrošnju svih vrsta energije utrošenih na proizvodnju pare ili tople vode.

* Da biste kupili Unique kotao, idite na odgovarajući odjeljak. A ako vam trebaju kotlovi za grijanje na veliko, idite ovdje.

Kako izračunati efikasnost kotla

Kao rezultat toga, bruto efikasnost kotla za grijanje karakteriše stepen njegove tehničke savršenosti, a neto efikasnost - njegovu komercijalnu efikasnost. Za bruto efikasnost kotlovske jedinice, %:
prema jednadžbi direktne ravnoteže:

ηbr = 100 Qpol / QRr

gdje je Qpol - količina korisne topline, MJ / kg; QRr - raspoloživa toplota, MJ/kg;

prema inverznoj jednadžbi ravnoteže:

ηbr = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),

gdje je q - gubitak topline u %:

• q2 - sa odlazećim gasovima;
• q3 - usled hemijskog sagorevanja zapaljivih gasova (CO, H2, CH4);
• q4 - sa mehaničkim sagorevanjem;
• q5 - od eksternog hlađenja;
• q6 - sa fizičkom toplotom šljake.

Zatim neto efikasnost kotla za grijanje prema inverznoj jednačini bilansa

ηnet = ηbr - qs.n

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

Određivanje efikasnosti pomoću direktne jednačine bilansa vrši se uglavnom kod izvještavanja za poseban period (dekada, mjesec), a korištenjem reverzne jednačine bilansa - kod ispitivanja kotla za grijanje. Proračun efikasnosti kotla za grijanje inverznom ravnotežom je mnogo precizniji, jer su greške u mjerenju toplinskih gubitaka manje nego u određivanju potrošnje goriva.

Kako povećati efikasnost plinskog kotla vlastitim rukama

Moguće je stvoriti ispravne radne uvjete za plinski kotao i na taj način povećati efikasnost bez pozivanja stručnjaka, odnosno vlastitim rukama. šta treba da uradim?

1. Podesite klapnu ventilatora. To se može učiniti eksperimentalno pronalaženjem na kojoj poziciji će temperatura rashladne tekućine biti najviša. Kontrolu vršite pomoću termometra ugrađenog u kućište kotla.
2. Vodite računa da cijevi sistema grijanja ne prerastu iznutra, kako se na njima ne bi stvarao kamenac i naslage blata. Sa plastičnim cijevima danas je postalo lakše, njihov kvalitet je poznat. Pa ipak, stručnjaci preporučuju povremeno duvanje sistema grijanja.
3. Pratite kvalitet dimnjaka. Ne smije se dozvoliti da se začepi i zalijepi za zidove čađi. Sve to dovodi do sužavanja poprečnog presjeka izlazne cijevi i smanjenja promaje kotla.
4. Preduslov je čišćenje komore za sagorevanje. Naravno, plin ne dimi mnogo kao drvo ili ugalj, ali vrijedi oprati ložište barem jednom u tri godine, očistiti ga od čađi.
5. Stručnjaci preporučuju smanjenje propuha dimnjaka u najhladnije doba godine. Da biste to učinili, možete koristiti poseban uređaj - ograničavač potiska. Postavlja se na najgornju ivicu dimnjaka i reguliše poprečni presjek same cijevi.
6. Smanjite hemijski gubitak toplote. Ovdje postoje dvije opcije kako bi se postigla optimalna vrijednost: instalirajte ograničavač propuha (već je spomenuto gore) i odmah nakon ugradnje plinskog kotla pravilno konfigurirajte opremu. Preporučujemo da ovo povjerite stručnjaku.
7. Možete ugraditi turbulator. To su posebne ploče koje se postavljaju između ložišta i izmjenjivača topline. Oni povećavaju područje ekstrakcije toplotne energije.

Postoje 2 metode za određivanje efikasnosti:

Direktnom ravnotežom;

Obrnuti balans.

Određivanje efikasnosti kotla kao omjera potrošene korisne topline i raspoložive topline goriva je njegova definicija direktnom ravnotežom:

Efikasnost kotla se može odrediti i obrnutom ravnotežom – kroz gubitke toplote. Za stabilno termičko stanje dobijamo

. (4.2)

Učinkovitost kotla, određena formulama (1) ili (2), ne uzima u obzir električnu energiju i toplinu za vlastite potrebe. Ova efikasnost kotla naziva se bruto efikasnost i označava se sa ili .

Ako je potrošnja energije po jedinici vremena za navedenu pomoćnu opremu , MJ, a specifična potrošnja goriva za proizvodnju električne energije, kg/MJ, tada je efikasnost kotlovskog postrojenja, uzimajući u obzir potrošnju energije pomoćne opreme ( neto efikasnost),%,

. (4.3)

Ponekad se naziva i energetska efikasnost kotlovskog postrojenja.

Za kotlovnice industrijskih preduzeća potrošnja energije za sopstvene potrebe iznosi oko 4% proizvedene energije.

Potrošnja goriva određena je:

Određivanje potrošnje goriva povezano je sa velikom greškom, pa se efikasnost direktne ravnoteže odlikuje niskom preciznošću. Ova metoda se koristi za testiranje postojećeg kotla.

Metoda obrnutog balansa odlikuje se većom preciznošću i koristi se u radu i dizajnu kotla. Istovremeno, Q 3 i Q 4 se određuju prema preporuci i iz literature. Q 5 je određen rasporedom. Q 6 - se izračunava (rijetko se uzima u obzir), a u suštini određivanje obrnute ravnoteže se svodi na određivanje Q 2, koji zavisi od temperature dimnih gasova.

Bruto efikasnost zavisi od vrste i snage kotla, tj. performanse, vrsta sagorelog goriva, dizajn peći. Na efikasnost utiče i način rada kotla i čistoća grejnih površina.

U prisustvu mehaničkog sagorevanja, dio goriva ne izgara (q 4), što znači da ne troši zrak, ne stvara produkte sagorijevanja i ne ispušta toplinu, stoga pri proračunu kotla koriste procijenjene potrošnja goriva

. (4.5)

Bruto efikasnost uzima u obzir samo gubitke toplote.

Slika 4.1 - Promjena efikasnosti kotla sa promjenom opterećenja

5 ODREĐIVANJE GUBITAKA TOPLOTE U KOTLOVSKOJ JEDINICI.

NAČINI SMANJENJA GUBITKA TOPLOTE

5.1 Gubitak topline s dimnim plinovima

Gubitak toplote sa izlaznim gasovima Q c.g nastaje zbog činjenice da fizička toplota (entalpija) gasova koji izlaze iz kotla premašuje fizičku toplotu vazduha i goriva koji ulaze u kotao.

Ako zanemarimo nisku vrijednost entalpije goriva, kao i toplinu pepela sadržanu u ispušnim plinovima, gubitak topline s izduvnim plinovima, MJ/kg, izračunava se po formuli:

Q 2 \u003d J h.g - J in; (5.8)

gdje je entalpija hladnog zraka pri a=1;

100-q 4 – udio sagorjelog goriva;

a c.g je koeficijent viška vazduha u izduvnim gasovima.

Ako je temperatura okoline nula (t x.v = 0), tada je gubitak topline s izlaznim plinovima jednak entalpiji izlaznih plinova Q y.g \u003d J y.g.

Gubitak toplote sa izduvnim gasovima obično zauzima glavno mesto među toplotnim gubicima kotla, koji iznose 5-12% raspoložive toplote goriva, a određen je zapreminom i sastavom produkata sagorevanja, koji značajno zavise od na balastne komponente goriva i na temperaturu izduvnih plinova:

Odnos koji karakteriše kvalitet goriva pokazuje relativni prinos gasovitih produkata sagorevanja (pri a=1) po jedinici toplote sagorevanja goriva i zavisi od sadržaja komponenti balasta u njemu:

- za čvrsta i tečna goriva: vlaga W P i pepeo A P;

– za gasovita goriva: N 2 , CO 2 , O 2 .

Sa povećanjem sadržaja balastnih komponenti u gorivu, a samim tim i , shodno se povećava i gubitak toplote sa izduvnim gasovima.

Jedan od mogućih načina da se smanji gubitak toplote dimnim gasovima je smanjenje koeficijenta viška vazduha u dimnim gasovima a c.g., koji zavisi od koeficijenta protoka vazduha u peći a T i balastnog vazduha koji se usisava u kanale kotlovskog gasa, koji su obično pod vakuumom

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

U kotlovima koji rade pod pritiskom nema usisavanja vazduha.

Sa smanjenjem T, gubici toplote Q cg. se smanjuju, međutim, usled smanjenja količine vazduha koji se dovodi u komoru za sagorevanje, može doći do drugog gubitka - zbog hemijske nepotpunosti sagorevanja Q 3 .

Optimalna vrijednost a T se bira uzimajući u obzir postizanje minimalne vrijednosti q y.g + q 3 .

Smanjenje T zavisi od vrste sagorelog goriva i tipa uređaja za sagorevanje. Pod povoljnijim uslovima za kontakt goriva i vazduha, višak vazduha a T, neophodan za postizanje najpotpunijeg sagorevanja, može se smanjiti.

Balastni vazduh u produktima sagorevanja, osim što povećava gubitak toplote Q c.g., dovodi i do dodatnih troškova energije za dimovod.

Najvažniji faktor koji utiče na Q c.g. je temperatura dimnih gasova t c.g. Njegovo smanjenje se postiže ugradnjom toplotnih elemenata (ekonomajzer, grijač zraka) u repni dio kotla. Što je niža temperatura dimnih gasova i, shodno tome, niža temperaturna razlika Dt između gasova i zagrijanog radnog fluida, veća je površina H potrebna za isto hlađenje gasa. Povećanje t c.g. dovodi do povećanja gubitaka sa Q c.g. i do dodatnih troškova goriva DB. S tim u vezi, optimalni t c.g. se utvrđuje na osnovu tehničko-ekonomskih proračuna prilikom upoređivanja godišnjih troškova za elemente koji koriste toplinu i gorivo za različite vrijednosti t c.g.

Na slici 4 može se izdvojiti temperaturni raspon (od do ) u kojem se izračunati troškovi neznatno razlikuju. To daje osnov za izbor najprikladnije temperature pri kojoj će početni kapitalni troškovi biti manji.

Postoje ograničavajući faktori u odabiru optimalnog:

a) niskotemperaturna korozija repnih površina;

b) kada 0 C moguća kondenzacija vodene pare i njihova kombinacija sa sumpornim oksidima;

c) izbor zavisi od temperature napojne vode, temperature vazduha na ulazu u grejač vazduha i drugih faktora;

d) kontaminacija grijaće površine. To dovodi do smanjenja koeficijenta prijenosa topline i povećanja .

Prilikom određivanja gubitka topline s izduvnim plinovima uzima se u obzir smanjenje volumena plinova

. (5.11)

5.2 Gubitak toplote usled hemijskog nepotpunog sagorevanja

Gubitak toplote usled hemijske nepotpunosti sagorevanja Q 3 nastaje kada gorivo nije u potpunosti sagorelo u komori za sagorevanje kotla i u produktima sagorevanja se pojavljuju zapaljive gasovite komponente CO, H 2 , CH 4 , C m H n... Dogorevanje ovih zapaljivih gasova izvan peći je gotovo nemoguće jer zbog njihove relativno niske temperature.

Hemijska nepotpunost sagorijevanja goriva može biti posljedica:

- opšti nedostatak vazduha;

– loše mešanje;

- mala veličina komore za sagorevanje;

– niska temperatura u komori za sagorevanje;

- visoke temperature.

Uz dovoljan kvalitet vazduha za potpuno sagorevanje goriva i dobro formiranje smeše, q 3 zavisi od zapreminske gustine oslobađanja toplote u peći

Optimalni omjer pri kojem gubitak q 3 ima minimalnu vrijednost ovisi o vrsti goriva, načinu njegovog sagorijevanja i dizajnu peći. Za moderne peći, gubitak topline od q 3 je 0÷2% pri q v =0,1÷0,3 MW/m 3 .

Da bi se smanjio gubitak topline od q 3 u komori za sagorijevanje, nastoje se povećati nivo temperature, koristeći posebno grijanje zraka, kao i poboljšanje miješanja komponenti sagorijevanja na svaki mogući način.

Vrijeme čitanja: 4 min

Pravilno odabran sistem grijanja ne samo da će donijeti toplinu i udobnost u svaki dom, već će vas i spasiti od neugodnih posljedica i nepotrebnih troškova popravke. bojler za toplu vodu - osnova sistema grijanja kuće.

Prije odabira i kupovine, vrijedi napraviti ispravan proračun efikasnosti kotla i razjasniti sve njegove parametre i faktore koji će utjecati na njegov rad i količinu proizvedene topline.

Šta je efikasnost kotla

Efikasnost parnih i toplovodnih kotlova određena je efikasnošću - njihovom toplotnom efikasnošću. Odnosno, to je zapremina proizvedene toplote za proizvodnju nominalne zapremine tople vode u odnosu na nazivnu zapreminu sagorelog goriva.

Proizvođači navode početne mogućnosti opreme, gdje efikasnost kotla za toplu vodu može doseći 110%, ali češće se njihova vrijednost pridržava parametara od 95-98%. Potrošač u budućnosti tokom rada može povećati ove pokazatelje uz pomoć tehničke nadogradnje i toplinske izolacije.

Nezavisan proračun efikasnosti kotla vrši se na mjestu ugradnje i ovisi o mnogim faktorima, uključujući dobro izgrađen sistem za odvod dima, otklanjanje grešaka u instalaciji itd. Svi resursi utrošeni za rad rashladnog sredstva (gorivo, električna energija) uspoređuju se s količinom topline koju oslobađa.

Kako izračunati efikasnost

Bruto efikasnost kotla karakteriše stepen tehničke opremljenosti, neto efikasnost - ekonomičnost goriva.

Za identifikaciju indikatora efikasnosti kotla koristi se sljedeća formula:

Efikasnost kotla = (Q1/ Q_ukupno)x100%, gdje je Q1 akumulirana toplina koja se koristi za grijanje, a Q_total je ukupna količina topline koja se oslobađa tokom sagorijevanja goriva.

Proračuni ne utječu na mnogo bodova, pa je njihov rezultat u prosjeku. Bilo koji kvar ili odstupanja u radu opreme ili vanjski faktori koji utiču na gubitak topline će iskriviti rezultat dobiven ovom formulom.
Da bi se eliminisao veći broj faktora distorzije, rezultat se koriguje prečišćavanjem toplotne efikasnosti. U zavisnosti od karakteristika određenog sistema grijanja.

Efikasnost kotla=100-(Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)

Gde je Q2 - gubitak toplote u obliku dima koji se oslobađa kroz ventilacioni sistem,
Q3 - nedovoljno sagorevanje gasne mešavine sa pogrešno korišćenim zapreminama smeše gas-vazduh,
Q4 - gubitak toplote zbog kontaminacije izmjenjivača topline, kao i ako su plinski gorionici kontaminirani,
Q5 - gubitak toplote usled spoljašnjeg hladnog vazduha (utiče na performanse kotlovskog postrojenja),
Q 6 - gubitak toplote tokom čišćenja komore za sagorevanje.
Glavni faktor koji utječe na efikasnost tijela su odlazeći otpadni produkti sagorijevanja, sa smanjenjem njihovog zagrijavanja unutar 10-12 ° C, ukupna efikasnost plinskog kotla za grijanje može se povećati za nekoliko posto.

Iz istog razloga, kondenzacijski kotlovi imaju najveću efikasnost, tj. što je niža temperatura opreme za grijanje, to je ova vrijednost veća. Ima najniži indikator zbog minimalne funkcionalnosti i jednostavnog uređaja.
U određivanju efikasnosti kotlova za grijanje na plin koriste se dvije opcije: izvještavanje za određeni vremenski period i tokom inicijalnih ispitivanja instalacije. U potonjoj verziji, rezultat proračuna će biti precizniji, zbog jasnoće u izračunavanju toplinskih gubitaka.

Kako povećati efikasnost plinskog kotla

Možete stvoriti pogodne uslove za povećanje efikasnosti optimizacijom procesa sami ili uz angažovanje stručnjaka. U početku su svi parametri ugrađeni u dizajn električnog kotla, a od ovih podataka ovisit će učinkovitost mjera poduzetih za povećanje efikasnosti opreme.

Za početak, modernizacija se provodi bez promjene strukture kotlova na čvrsto gorivo:

1. Sobni termostati. Oni kontroliraju temperaturu u stambenim prostorijama bez utjecaja na rad rashladnog sredstva.
2. Ugradnja cirkulacijske pumpe, tako da možete stabilizirati ujednačenost i brzinu grijanja.
3. Zamjena plinskog plamenika povećat će efikasnost kotla na čvrsto gorivo za 5-7%. Modulirajući plamenik će omogućiti da se mješavina plina i zraka potroši u ispravnim omjerima, što će eliminirati nepotpuno sagorijevanje.
4. Položaj plamenika u blizini vodenog kruga će dodati nekoliko procenata ukupnoj efikasnosti. Takva djelomična modifikacija će pozitivno utjecati na potrošnju goriva i povećati toplinsku ravnotežu cijelog sistema.

Redovno održavanje i čišćenje opreme će povećati njenu efikasnost. Kamenac u cijevima sustava grijanja i čađi na vanjskim zidovima dimnjaka, nastali tokom rada, mogu zauzeti i do 5%. Plastične cijevi zahtijevaju manje održavanja, ali ih je potrebno povremeno čistiti.

Začepljeni dimnjak sužava prolaz cijevi za odvod dima, to dovodi do smanjenja vuče, a to nije samo gubitak topline, već i prijetnja zdravlju ljudi u stambenim prostorijama.

Također, izmjenjivač topline sa vidljivim znacima zagađenja, a to su naslage soli metala, izaziva veliku potrošnju svih vrsta energije koja se troši na rad, što smanjuje toplotnu provodljivost i može oštetiti kotao. Čišćenje komore za sagorevanje je obavezno i ​​vrši se nekoliko puta godišnje.

Kao opcija za smanjenje hemijskih gubitaka toplote, za to se vrši visoko kvalifikovano podešavanje sistema opreme. Bolje je suzdržati se od samopodešavanja i povjeriti stvar stručnjaku.
Borba protiv nedovoljno sagorevanja rešava se povećanjem brzine ulaska tečnog gasa u gorionik, pa je proces sagorevanja aktivniji, a efikasnost se, shodno tome, povećava.

Iako povećanje efikasnosti praktički nema utjecaja na toplinsku efikasnost kotlovske jedinice. Do danas je prirodni plin i dalje najekonomičniji, oprema na ovo gorivo je češća i ekonomski opravdanija od kotlova na tradicionalno gorivo na čvrsto drvo ili ugalj.

Plinski kotlovi sa najvećom efikasnošću

Najkvalitetniji kotlovi, koji takođe imaju visoke stope efikasnosti, su stranog porekla. Tehnologije za uštedu energije koje su u skladu sa zahtjevima EU odlučujuće su u proizvodnji takve opreme.

Visoke performanse osiguravaju moderni alati za modernizaciju, na primjer, as modulacioni gorionik.

Automatski i ekonomičan, ima širok raspon koji vam omogućava da se prilagodite individualnim parametrima određenog kotla i sustava grijanja. Njegovo sagorijevanje se odvija u konstantnom režimu.
Također, glavna prednost je njihov maksimalni prijenos topline. Najoptimalnija vrijednost grijanja sredstva za grijanje, koju predstavlja strani proizvođač, je do 70°S. Proizvodi sagorijevanja se zagrijavaju ne više od 110°C.
Proizvode izmjenjivač topline za kotlove s najvećim stepenom efikasnosti od nerđajućeg čelika. Dodatno su opremljeni i jedinicom za izvlačenje toplote iz kondenzata. Nedostaci koji su karakteristični za niskotemperaturno grijanje: vučna sila se razvija s nedovoljnom silom i stvaranjem prekomjernog kondenzata.

Dovod već zagrijanog plina i mješavine plina i zraka u gorionik, kao i zraka koji ulazi u komoru kroz cijev s dvije šupljine u peć - smanjuje ukupnu potrošnju topline za kotlove zatvorenog tipa za 1-2%.

Dobra opcija za nadogradnju kotlovske jedinice je ugradnja recirkulacije ispušnih plinova. Kod ove opcije, proizvodi sagorevanja ulaze u gorionik nakon što prođu kroz kanal dimnjaka sa jakim pregibima, pri čemu se obogaćuju kiseonikom iz okoline. Maksimalna efikasnost se postiže na temperaturi zbog koje se stvara kondenzacija (tačka rose).

Kondenzacijski kotlovi koji rade u uvjetima grijanja na niskim temperaturama karakteriziraju relativno niska potrošnja plina. To određuje njihovu termičku efikasnost, posebno kada su spojene na plinske balon instalacije. To također čini takav kotao ekonomičnim.
Spisak kondenzacionih kotlova poznatih i zasluženih evropskih proizvođača sa najboljim kvalitetom izrade i visokim stepenom efikasnosti:

• Baxi.
• Buderus.
• De Dietrich.
• Vaillant.
• Viessmann.

Kako navode njihovi proizvođači u pratećoj dokumentaciji, efikasnost ovih kotlovskih agregata, kada su priključeni na niskotemperaturne sisteme, odgovara 107-110%.

Toplinska efikasnost kotlovske opreme je navedena u faktoru efikasnosti. Efikasnost plinskog kotla mora biti propisana u tehničkoj dokumentaciji. Prema proizvođačima, za neke modele kotlova koeficijent dostiže 108-109%, dok drugi rade na nivou od 92-98%.

Kako izračunati efikasnost kotla za grijanje na plin

Metoda za izračunavanje efikasnosti se javlja upoređivanjem količine toplotne energije koja se koristi za zagrevanje rashladnog sredstva i stvarne količine sve toplote koja se oslobađa tokom sagorevanja goriva. U fabrici se proračuni izvode prema formuli:

η = (Q1/Qri) 100%

U formuli za izračunavanje efikasnosti kotla na plin, navedene vrijednosti znače:

• Qri je ukupna količina toplotne energije koja se oslobađa tokom sagorevanja goriva.
• Q1 je toplina koja je akumulirana i iskorištena za grijanje prostorije.

Ova formula ne uzima u obzir mnoge faktore: moguće gubitke toplote, odstupanja u radnim parametrima sistema itd. Proračuni omogućavaju da se dobije samo prosječna efikasnost plinskog kotla. Većina proizvođača navodi upravo ovu vrijednost.

Procjena greške u određivanju toplotne efikasnosti se vrši na licu mjesta. Za izračune se koristi druga formula:

η=100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

Proračuni pomažu u analizi, prema karakteristikama određenog sistema grijanja. Skraćenice u formuli znače:

• q2 - gubici toplote u izduvnim gasovima i produktima sagorevanja.
• q3 - gubici povezani sa nepravilnim proporcijama gasno-vazduh mešavine, zbog čega dolazi do sagorevanja gasa.
• q4 - toplinski gubici povezani sa pojavom čađi na gorionicima i izmjenjivaču topline, kao i mehaničko pregorevanje.
• q5 - gubitak topline, ovisno o vanjskoj temperaturi.
• q6 - gubitak toplote tokom hlađenja peći tokom njenog čišćenja od šljake. Posljednji koeficijent se odnosi isključivo na jedinice na čvrsto gorivo i ne uzima se u obzir pri proračunu efikasnosti opreme koja radi na prirodni plin.

Stvarna efikasnost plinskog kotla za grijanje izračunava se isključivo na licu mjesta i ovisi o dobro napravljenom sistemu za odvod dima, odsustvu prekršaja u instalaciji itd.

Temperatura dimnih gasova, označena u formuli markerom q2, ima najjači uticaj na efikasnost toplote. Sa smanjenjem intenziteta zagrijavanja izlaznih stupnjeva za 10-15 ° C, efikasnost se povećava za 1-2%. S tim u vezi, najveća efikasnost u kondenzacijskim kotlovima koji pripadaju klasi opreme za niskotemperaturno grijanje.

Koji plinski kotao ima najveću efikasnost

Statistike i tehnička dokumentacija jasno govore da uvozni kotlovi imaju najveću efikasnost. Evropski proizvođači poseban naglasak stavljaju na korištenje tehnologija za uštedu energije. Strani plinski kotao ima visoku efikasnost, jer su u njegovom uređaju napravljene neke modifikacije:

• Korišćen modulacioni plamenik– moderni kotlovi vodećih proizvođača, opremljeni glatkim dvostepenim ili potpuno modulirajućim gorionicima. Prednost gorionika je automatsko prilagođavanje stvarnim radnim parametrima sistema grijanja. Procenat nedovoljno sagorevanja je sveden na minimum.
• Grejanje nosača toplote- optimalni bojler je jedinica koja zagrijava rashladnu tekućinu na temperaturu ne veću od 70 ° C, dok se ispušni plinovi zagrijavaju na najviše 110 ° C, što osigurava maksimalan prijenos topline. Ali, uz zagrijavanje rashladne tekućine na niskoj temperaturi, postoji nekoliko nedostataka: nedovoljna vučna sila, povećano stvaranje kondenzata.
  Izmjenjivači topline u plinskim kotlovima s najvećom učinkovitošću izrađeni su od nehrđajućeg čelika i opremljeni su posebnom kondenzatorskom jedinicom dizajniranom za izdvajanje topline iz kondenzata.
• Temperatura dovodnog plina i zraka koji ulaze u gorionik. Kotlovi zatvorenog tipa, spojeni. Zrak ulazi u komoru za sagorijevanje kroz vanjsku šupljinu cijevi s dvije šupljine, prethodno zagrijanu, što smanjuje potrebnu potrošnju topline za nekoliko posto.
  Gorionici sa prethodnom pripremom gasno-vazdušne mešavine takođe zagrevaju gas pre nego što se dovode u gorionik.
• Još jedna popularna modifikacija- ugradnja sistema za recirkulaciju izduvnih gasova, kada dim ne ulazi odmah u komoru za sagorevanje, već prolazi kroz polomljeni kanal dimnjaka i nakon mešanja svežeg vazduha se vraća u gorionik.

Maksimalna efikasnost se postiže na tački rose ili temperaturi tačke rose. Kotlovi koji rade u uslovima niskotemperaturnog grijanja nazivaju se kondenzacijski kotlovi. Odlikuje ih niska potrošnja gasa i visoka termička efikasnost, što je posebno uočljivo kada su priključeni na i.

Kondenzacijske kotlove nudi nekoliko evropskih proizvođača, uključujući:

• Viessmann.
• Buderus.
• Vaillant.
• Baxi.
• De Dietrich.

U tehničkoj dokumentaciji za kondenzacijske kotlove je naznačeno da je efikasnost uređaja kada su priključeni na niskotemperaturne sisteme grijanja 108-109%.

Kako povećati efikasnost plinskog kotla

Postoje razni trikovi za povećanje efikasnosti. Učinkovitost metoda ovisi o početnom dizajnu kotla. Za početak koriste modifikacije koje ne zahtijevaju promjene u radu kotla:

• Promjena principa cirkulacije rashladne tekućine- zgrada se zagrijava brže i ravnomjernije kada je priključena cirkulacijska pumpa.
• Ugradnja sobnih termostata- modernizacija kotlova za povećanje efikasnosti pomoću senzora koji ne kontrolišu zagrijavanje rashladne tekućine, već temperaturu u prostoriji, efikasna metoda povećanja toplinske efikasnosti.
• Povećanje faktora iskorištenja plina u kućnom kotlu, za otprilike 5-7%, događa se zamjenom gorionika. Ugradnja modulirajućeg plamenika pomaže u poboljšanju proporcija mješavine plina i zraka i, shodno tome, smanjuje postotak nedovoljno sagorijevanja. Vrsta ugrađenog plamenika direktno je povezana sa smanjenjem gubitka topline.
• Umjesto potpune modifikacije kotla, može biti potrebno djelomično redizajniranje i podešavanje protoka goriva. Ako promijenite položaj plamenika i instalirate ih bliže vodenom krugu, moći će se povećati učinkovitost za još 1-2%. Toplotni bilans kotlovske jedinice će se povećati.

Uočeno je određeno povećanje efikasnosti uz redovno održavanje opreme. Nakon čišćenja kotla u radu i uklanjanja kamenca iz izmjenjivača topline, njegova efikasnost se povećava za najmanje 3-5%.

Efikasnost se smanjuje kada je izmjenjivač topline prljav, zbog činjenice da kamenac, koji se sastoji od naslaga soli metala, ima slabu toplinsku provodljivost. Iz tog razloga dolazi do stalnog povećanja potrošnje plina i nakon toga bojler potpuno kvari.

Dolazi do blagog povećanja efikasnosti tokom sagorevanja tečnog gasa, što se postiže smanjenjem brzine dovoda goriva u gorionik, što dovodi do smanjenja potgorevanja. Međutim, toplotna efikasnost se neznatno povećava. Stoga je prirodni plin i dalje najekonomičnije od svih konvencionalnih goriva u upotrebi.

Opća jednačina toplotnog bilansa kotlovske jedinice

Odnos koji povezuje dolazak i potrošnju toplote u generator toplote je njegov toplotni bilans. Ciljevi sastavljanja toplotnog bilansa kotlovske jedinice su utvrđivanje svih ulaznih i izlaznih stavki bilansa; proračun efikasnosti kotlovske jedinice, analiza rashodnih stavki bilansa stanja u cilju utvrđivanja razloga pogoršanja rada kotlovske jedinice.

U kotlovskoj jedinici, kada se gorivo sagorijeva, hemijska energija goriva se pretvara u toplotnu energiju produkata sagorevanja. Oslobođena toplota goriva koristi se za stvaranje korisne toplote sadržane u pari ili toploj vodi i za pokrivanje gubitaka toplote.

U skladu sa zakonom održanja energije mora postojati jednakost između pristizanja i potrošnje toplote u kotlovskoj jedinici, tj.

Za kotlovska postrojenja toplotni bilans je po 1 kg čvrstog ili tekućeg goriva ili 1 m 3 gasa u normalnim uslovima ( ). Stavke prihoda i potrošnje u jednačini toplotnog bilansa imaju dimenziju MJ/m 3 za gasovita i MJ/kg za čvrsta i tečna goriva.

Toplina primljena u kotlovskoj jedinici sagorevanjem goriva se takođe naziva dostupna toplina, označava se.U opštem slučaju dolazni dio toplotni bilans se piše kao:

gdje je najniža kalorijska vrijednost čvrstog ili tečnog goriva po radnoj masi, MJ/kg;

Neto kalorijska vrijednost gasovitog goriva na suvu osnovu, MJ/m 3 ;

Fizička toplina goriva;

Fizička toplina zraka;

Toplina uvedena u peć kotla sa parom.

Razmotrimo komponente ulaznog dijela toplotnog bilansa. U proračunima se uzima najniža radna kalorijska vrijednost u slučaju da je temperatura produkata izgaranja koji izlaze iz kotla viša od temperature kondenzacije vodene pare (obično t g = 110 ... 120 0 C). Prilikom hlađenja produkata sagorevanja na temperaturu pri kojoj je moguća kondenzacija vodene pare na grejnoj površini, proračune treba izvršiti uzimajući u obzir veću kalorijsku vrednost goriva

Fizička toplota goriva je:

gdje With t je specifični toplotni kapacitet goriva, za lož ulje i za plin;

t t – temperatura goriva, 0 S.

Prilikom ulaska u kotao, čvrsto gorivo obično ima nisku temperaturu koja se približava nuli Q f.t. je mala i može se zanemariti.

Lož ulje (tečno gorivo), za smanjenje viskoznosti i poboljšanje prskanja, ulazi u peć zagrijanu na temperaturu od 80 ... 120 0 C, pa se njegova fizička toplina uzima u obzir pri izvođenju proračuna. U ovom slučaju, toplinski kapacitet lož ulja može se odrediti formulom:

Računovodstvo Q f.t. provodi se samo pri sagorijevanju plinovitog goriva niske kalorijske vrijednosti (na primjer, plina visoke peći) pod uvjetom da se zagrijava (do 200 ... 300 0 C). Prilikom sagorevanja gasovitih goriva visoke toplotne vrednosti (na primer, prirodnog gasa) dolazi do povećanja masenog odnosa vazduha i gasa (oko 10 1). U ovom slučaju gorivo - plin se obično ne zagrijava.

Fizička toplota vazduha Q f.v. uzima se u obzir samo kada se zagrijava izvan kotla zbog vanjskog izvora (na primjer, u parnom grijaču ili u autonomnom grijaču kada se u njemu sagorijeva dodatno gorivo). U ovom slučaju, toplina koju unosi zrak jednaka je:

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

Entalpija teoretski potrebnog zraka zagrijanog prije grijača zraka, :

,

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

Entalpija teoretski potrebnog hladnog vazduha, :

Toplina koja se uvodi u kotlovsku peć sa parom tokom parnog prskanja lož ulja uzima se u obzir u obliku formule:

gdje G p - potrošnja pare, kg po 1 kg goriva (za parno prskanje lož 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 sagorijevanja koji izlaze iz kotlovske jedinice, MJ / kg.

U nedostatku grijanja goriva i zraka iz vanjskih izvora, raspoloživa toplina će biti jednaka:

Dio rashoda toplotnog bilansa uključuje korisnu toplinu Q sprat u kotlovskoj jedinici, tj. topline utrošene na proizvodnju pare (ili tople vode), te raznih gubitaka topline, tj.

gdje Q a.g. – gubitak toplote sa izlaznim gasovima;

Q c.s. , Q gospođa. - gubitak toplote usled hemijske i mehaničke nepotpunosti sagorevanja goriva;

Q ali. – gubitak topline od vanjskog hlađenja vanjskih kućišta kotla;

Q f.sh. – gubitak fizičkom toplotom šljake;

Q acc. - potrošnja (znak "+") i prihod (znak "-") topline povezan s nestalnim toplinskim režimom kotla. U stabilnom termičkom stanju Q acc. = 0.

Dakle, opšta jednačina toplotnog bilansa kotlovske jedinice u stacionarnom toplotnom režimu može se zapisati kao:

Ako se oba dijela predstavljene jednačine podijele sa i pomnože sa 100%, onda dobijamo:

gdje komponente rashodnog dijela toplotnog bilansa, %.

3.1 Gubitak topline s dimnim plinovima

Gubitak topline s ispušnim plinovima nastaje zbog činjenice da fizička toplina (entalpija) plinova koji izlaze iz kotla na temperaturi t a.g. , premašuje fizičku toplinu zraka koji ulazi u kotao α a.g. i gorivo With t t t. Razlika između entalpije dimnih gasova i toplote dovedene u kotao sa vazduhom iz okoline α a.g. , predstavlja gubitak toplote sa dimnim gasovima, MJ/kg ili (MJ/m3):

.

Gubitak topline s izduvnim plinovima obično zauzima glavno mjesto među toplinskim gubicima kotla, koji iznose 5 ... 12% raspoložive topline goriva. Ovi gubici toplote zavise od temperature, zapremine i sastava produkata sagorevanja, što zauzvrat zavisi od balastnih komponenti goriva:

Odnos koji karakteriše kvalitet goriva pokazuje relativni prinos gasovitih produkata sagorevanja (pri α = 1) po jedinici toplote sagorevanja goriva i zavisi od sadržaja balastnih komponenti u njemu (vlaga W p i pepela ALI p za čvrsta i tečna goriva, azot N 2, ugljični dioksid SO 2 i kiseonik O 2 za gasovito gorivo). Sa povećanjem sadržaja balastnih komponenti u gorivu, a samim tim i , shodno se povećava i gubitak toplote sa izduvnim gasovima.

Jedan od mogućih načina da se smanji gubitak topline s dimnim plinovima je smanjenje koeficijenta viška zraka u dimnim plinovima α c.g., što zavisi od koeficijenta protoka vazduha u peći i balastnog vazduha usisanog u kanale kotlovskog gasa, koji su obično pod vakuumom:

Mogućnost smanjenja α , zavisi od vrste goriva, načina sagorevanja, tipa gorionika i potiskivača. Pod povoljnim uslovima za mešanje goriva i vazduha, višak vazduha potreban za sagorevanje može da se smanji. Pri sagorijevanju plinovitog goriva pretpostavlja se da je koeficijent viška zraka 1,1, a kod sagorijevanja lož ulja = 1,1 ... 1,15.

Usis zraka duž puta plina kotla može se smanjiti na nulu u granici. Međutim, potpuno zaptivanje mjesta na kojima cijevi prolaze kroz ciglu, zaptivanje otvora i otvora je otežano i praktično = 0,15..0.3.

Balastni vazduh u produktima sagorevanja pored povećanja gubitka toplote Q a.g. također dovodi do dodatnih troškova energije za odvod dima.

Još jedan važan faktor koji utiče na vrijednost Q npr. temperatura dimnih plinova t a.g. . Njegovo smanjenje se postiže ugradnjom toplotnih elemenata (ekonomajzer, grijač zraka) u repni dio kotla. Što je niža temperatura ispušnih plinova i, shodno tome, manja temperaturna razlika između plinova i zagrijanog radnog fluida (na primjer, zraka), veća je površina grijanja potrebna za hlađenje produkata izgaranja.

Povećanje temperature dimnih gasova dovodi do povećanja gubitka c Q a.g. a samim tim i na dodatne troškove goriva za proizvodnju iste količine pare ili tople vode. Iz tog razloga, optimalna temperatura t a.g. utvrđuje se na osnovu tehničko-ekonomskih proračuna prilikom upoređivanja gotovih kapitalnih troškova za izgradnju grejne površine i cene goriva (Sl. 3.).

Osim toga, tokom rada kotla, grijaće površine mogu biti kontaminirane čađom i pepelom goriva. To dovodi do pogoršanja razmjene topline produkata izgaranja s površinom grijanja. Istovremeno, da bi se održala zadana snaga pare, potrebno je ići na povećanje potrošnje goriva. Klizanje grejnih površina takođe dovodi do povećanja otpora gasnog puta kotla. U tom smislu, kako bi se osigurao normalan rad jedinice, potrebno je sistematsko čišćenje njegovih grijaćih površina.

3.2 Gubici toplote usled hemijskog nepotpunog sagorevanja

Gubitak toplote usled hemijske nepotpunosti sagorevanja (hemijsko nedovoljno sagorevanje) nastaje kada gorivo nije u potpunosti sagorelo u komori za sagorevanje i kada se u produktima sagorevanja pojavljuju zapaljive gasovite komponente - CO, H 2, CH 4, C m H n itd. naknadno sagorevanje ovih zapaljivih gasova izvan peći je gotovo nemoguće zbog njihove relativno niske temperature.

Uzroci hemijskog nepotpunog sagorevanja mogu biti:

Opšti nedostatak vazduha

Slabo formiranje smjese, posebno u početnim fazama sagorijevanja goriva;

niska temperatura u komori za sagorevanje, posebno u zoni naknadnog sagorevanja;

Nedovoljno vreme zadržavanja goriva u komori za sagorevanje, tokom kojeg hemijska reakcija sagorevanja ne može da se završi u potpunosti.

S količinom zraka dovoljnom za potpuno sagorijevanje goriva i dobro formiranje mješavine, gubici zavise od zapreminske gustoće oslobađanja topline u peći, MW / m 3:

Gdje AT– potrošnja goriva, kg/s;

V t je zapremina peći, m 3.

Rice. 14.9 Ovisnost gubitka topline o kemijskoj nepotpunosti sagorijevanja q x.n, %, zapreminske gustine oslobađanja toplote u peći qv, MW / m 3.

Priroda zavisnosti je prikazana na Sl.4. . U području niskih vrijednosti (lijeva strana krive), tj. pri niskoj potrošnji goriva B gubici se povećavaju zbog smanjenja razine temperature u komori za sagorijevanje. Povećanje zapreminske gustine oslobađanja toplote (s povećanjem potrošnje goriva) dovodi do povećanja nivoa temperature u peći i smanjenja

Međutim, po dostizanju određenog nivoa uz dalje povećanje potrošnje goriva (desna strana krivulje), gubici ponovo počinju da rastu, što je povezano sa smanjenjem vremena zadržavanja gasova u zapremini peći i nemogućnošću, dakle, o završetku reakcije sagorevanja.

Optimalna vrijednost pri kojoj su gubici minimalni ovisi o vrsti goriva, načinu njegovog sagorijevanja i dizajnu peći. Za savremene uređaje za sagorevanje, gubitak toplote od hemijskog nepotpunog sagorevanja iznosi 0 ... 2% pri .pri sagorevanju čvrstih i tečnih goriva:

pri sagorevanju gasovitog goriva:

Prilikom izrade mjera za smanjenje vrijednosti treba imati na umu da ako postoje uslovi za pojavu produkata nepotpunog sagorijevanja, prije svega nastaje CO kao najteže sagorijeva komponenta, a zatim H 2 i drugi plinovi. Iz ovoga slijedi da ako nema CO u produktima sagorijevanja, onda nema ni H2 u njima.

Efikasnost kotlovske jedinice

Efikasnost 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 se troši na vlastite potrebe. Imajući to u vidu, efikasnost kotlovske jedinice razlikuje se po proizvedenoj toploti (efikasnost - bruto) i po oslobođenoj toploti (efikasnost - neto).

Potrošnja za vlastite potrebe određena je razlikom između proizvedene i ispuštene topline. Za vlastite potrebe ne troši se samo toplina, već i električna energija (na primjer, za pogon dimovoda, ventilatora, napojnih pumpi, mehanizama za dovod goriva), tj. potrošnja za vlastite potrebe uključuje potrošnju svih vrsta energije utrošenih na proizvodnju pare ili tople vode.

Dakle, efikasnost - bruto kotlovske jedinice karakteriše stepen njene tehničke savršenosti, a efikasnost - neto - komercijalna efikasnost.

Učinkovitost - bruto kotlovska jedinica može se odrediti ili direktnom jednadžbom bilansa ili inverznom jednadžbom bilansa.

Prema jednačini direktne ravnoteže:

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

Onda

Iz prikazanog izraza možete dobiti formulu za određivanje potrebne potrošnje goriva, kg / s (m 3 / s):

Prema inverznoj jednačini ravnoteže:

Određivanje efikasnosti - bruto po direktnoj jednačini bilansa vrši se uglavnom kod izvještaja za poseban period (dekada, mjesec), a prema reverznoj jednačini bilansa - kod ispitivanja kotlovskih agregata. Proračun efikasnosti inverznom ravnotežom je mnogo precizniji, jer su greške u mjerenju toplinskih gubitaka manje nego u određivanju potrošnje goriva.

Efikasnost - neto određena je izrazom:

gdje je potrošnja energije za vlastite potrebe, % .

Dakle, da bi se poboljšala efikasnost kotlovskih jedinica, nije dovoljno težiti smanjenju toplinskih gubitaka; Također je potrebno na svaki mogući način smanjiti trošak toplinske i električne energije za vlastite potrebe, koji u prosjeku iznosi 3 ... 5% raspoložive topline iz kotlovske jedinice Efikasnost kotlovske jedinice ovisi o njenom opterećenju. Za izgradnju zavisnosti potrebno je od 100% uzastopno oduzeti sve gubitke kotlovske jedinice koji zavise od opterećenja, tj.