O que é a eficiência da caldeira e como calculá-la. Como calcular a eficiência da caldeira - uma visão geral dos fatores de perda de calor O que é chamado de eficiência da caldeira

15.03.2020

Configurações principais

A eficiência pode ser calculada de duas maneiras. Na Europa, a eficiência é geralmente calculada a partir da temperatura do gás de combustão. Por exemplo, ao queimar um quilograma de combustível, obtém-se uma certa quantidade de quilocalorias de calor, desde que a temperatura dos gases de escape e a temperatura ambiente sejam iguais.

Ao medir a diferença entre a temperatura ambiente e a temperatura real dos gases de combustão, é possível calcular a eficiência da caldeira.

Grosso modo, os gases de escape que entram no tubo são subtraídos de 100% e o valor real é obtido.

Contar certo

Na URSS, e mais tarde na Rússia, foi adotado um método de cálculo fundamentalmente diferente - o chamado " método de saldo reverso". Consiste no fato de que o consumo de calor é determinado pelo menor poder calorífico. Em seguida, um aquecedor é colocado no tubo e a quantidade de energia térmica que entrou nele, ou seja, a quantidade de perda de energia, é calculada. Para calcular a eficiência, a perda de energia é calculada a partir da quantidade total de calor.

Esta abordagem na determinação da eficiência fornece indicadores mais precisos.. Foi adotado como método de cálculo porque todos os corpos de caldeiras russos eram muito mal isolados, devido ao qual até 40% da energia escapava pelas paredes da caldeira. De acordo com os requisitos dos documentos regulatórios, na Rússia ainda é costume calcular a eficiência usando o método de equilíbrio reverso. Hoje, esse método pode ser aplicado com sucesso em caldeiras de vários megawatts operando em usinas de cogeração, onde os queimadores nunca se desligam.

Vantagens das caldeiras modernas

Mas essa técnica é completamente inaplicável às caldeiras modernas, pois elas têm um esquema de operação fundamentalmente diferente. Como os queimadores das caldeiras modernas operam em modo automático: funcionam por 15 minutos e depois param por 15 minutos até que o calor gerado seja utilizado. Quanto mais alta a temperatura externa, mais tempo o queimador “ficará” e funcionará menos. Naturalmente, neste caso não podemos falar sobre o saldo inverso.

Outra diferença entre as caldeiras modernas é a presença de isolamento térmico. Grandes fabricantes produzem unidades da mais alta qualidade, com o melhor isolamento térmico. A perda de calor através das paredes de tal caldeira não é superior a 1,5-2%. Os compradores costumam esquecer isso, acreditando que a caldeira também aquecerá a sala devido à liberação de calor durante a operação. Ao comprar uma caldeira moderna, vale lembrar que ela não se destina ao aquecimento da sala das caldeiras e, se necessário, cuide da instalação de radiadores de aquecimento.

Tecnologias modernas para preservação do calor

Uma boa caldeira de aço é sempre mais eficiente. Isso se deve ao fato de as caldeiras de ferro fundido, ao contrário das de aço, sempre apresentarem mais limitações tecnológicas.

Além disso, graças ao isolamento, as caldeiras modernas retêm perfeitamente o calor. Mesmo dois dias depois de desligado, a temperatura do corpo da caldeira cai apenas 20 a 25 graus.

As melhores amostras de equipamentos de aquecimento importados são as unidades de caldeira, nas quais todos os requisitos são levados em consideração corretamente. Portanto, você não deve tentar "reinventar a roda" e montar a caldeira de meios improvisados. Afinal, já tem uma vasta seleção das mais modernas, diversificadas e pensadas ao mais ínfimo detalhe opções para caldeiras que vão funcionar durante muito tempo e de forma adequada, mais do que justificar todas as expectativas que nelas se depositam e, o que é especialmente agradável , economizando seus custos!

Nossos especialistas irão ajudá-lo a escolher a caldeira e equipamentos relacionados, aconselhar sobre questões técnicas!

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O coeficiente de desempenho (COP) de uma unidade de caldeira é definido como a razão entre o calor útil usado para gerar vapor (ou água quente) e o calor disponível (o calor fornecido à unidade de caldeira). Na prática, nem todo o calor útil selecionado pela unidade da caldeira é enviado aos consumidores. Parte do calor é gasto em necessidades próprias. Dependendo disso, a eficiência da unidade é distinguida pelo calor liberado para o consumidor (eficiência líquida).

A diferença entre o calor gerado e liberado é o consumo para as próprias necessidades da casa de caldeira. As necessidades próprias consomem não apenas calor, mas também energia elétrica (por exemplo, para acionar um exaustor de fumaça, um ventilador, bombas de alimentação, mecanismos de alimentação de combustível e preparação de poeira, etc.), portanto, o consumo para necessidades próprias inclui o consumo de todos os tipos de energia gasta na produção de vapor ou água quente.

A eficiência bruta de uma unidade de caldeira caracteriza o grau de sua excelência técnica, e a eficiência líquida - rentabilidade comercial.

Eficiência bruta da unidade de caldeira br, %, pode ser determinado pela equação de equilíbrio direto

ŋ br \u003d 100 (Q andar / Q p p)

ou pela equação de equilíbrio inversa

ŋ br \u003d 100-(q y.g + q x.n + q m.n + q n.o + q f.sh),

Onde Piso Q calor útil usado para gerar vapor (ou água quente); Q p- calor disponível da unidade da caldeira; q c.g +q c.n +q m.n +q n.o +q f.sh- perdas de calor relativas por itens de consumo de calor.

A eficiência líquida de acordo com a equação do balanço reverso é definida como a diferença

ŋ net = ŋ br -q s.n.,

Onde q s.n- consumo relativo de energia para as próprias necessidades, %.

O fator de eficiência de acordo com a equação de balanço direto é usado principalmente ao relatar para um período separado (década, mês), e o fator de eficiência de acordo com a equação de balanço reverso é usado ao testar unidades de caldeira. A determinação da eficiência pelo balanço inverso é muito mais precisa, pois os erros na medição das perdas de calor são menores do que na determinação do consumo de combustível, principalmente na queima de combustíveis sólidos.

Assim, para melhorar a eficiência das unidades de caldeira, não basta esforçar-se para reduzir as perdas de calor; também é necessário reduzir de todas as formas possíveis o custo do calor e da energia elétrica para as próprias necessidades. Portanto, uma comparação da eficiência da operação de várias unidades de caldeira deve ser realizada em última análise, de acordo com sua eficiência líquida.

Em geral, a eficiência da unidade da caldeira varia em função da sua carga. Para construir esta dependência, é necessário subtrair de 100% sucessivamente todas as perdas da unidade de caldeira Sq suor \u003d q y.g + q x.n + q m.n + q n.o que dependem da carga.

Como pode ser visto na Figura 1.14, a eficiência da unidade da caldeira a uma determinada carga tem um valor máximo, ou seja, a operação da caldeira a essa carga é a mais econômica.

Figura 1.14 - Dependência da eficiência da caldeira em sua carga: q c.g, q x.n, q m.s., q n.o.,S q suor- perdas de calor com gases de escape, por combustão incompleta química, por combustão incompleta mecânica, por arrefecimento externo e perdas totais

Para uma moderna caldeira a óleo, a eficiência geralmente atinge 80%, desde que a caldeira esteja limpa e livre de fuligem. No entanto, a eficiência real em média (para as caldeiras que foram medidas) é de cerca de 65%. Na maioria das vezes, a sala da caldeira não é tão limpa que possa absorver o calor da chama e transferir a quantidade máxima de calor para a água.

Muito mais difícil é a situação quando os fabricantes de caldeiras começam a falar sobre a eficiência chegando a 95%. Não está claro quais condições foram usadas para determinar a eficiência e que tipo de eficiência se entende.

Na área técnica/econômica, pelo menos 6 definições são utilizadas para a eficiência de uma casa de caldeira. Como muitas pessoas não conhecem as condições para determinar a eficiência de uma casa de caldeiras, os fornecedores, sem medo de serem acusados de mentir, dão alta eficiência. No entanto, esses altos números nada têm a ver com a realidade do pagador de calor.

1. EFICIÊNCIA DE COMBUSTÃO

Eficiência de combustão - a quantidade de energia do combustível que é LIBERADA durante a combustão.

A liberação de energia do combustível e sua conversão em calor na lareira (fogão) da casa das caldeiras não indica uma alta eficiência da casa das caldeiras. A eficiência de combustão é dada por alguns fabricantes de caldeiras como eficiência da caldeira, porque 1) o valor é alto (cerca de 93-95%) 2) é fácil medir a eficiência da combustão - você precisa instalar a ferramenta nas chaminés.

A liberação de calor do combustível ocorre na maioria das caldeiras com alta eficiência de combustão.

Portanto: A liberação de energia do combustível mais sua conversão em calor na lareira (fogão) não é o calor que é recebido pela caldeira!! Estamos interessados no calor recebido pela caldeira!!

2. EFICIÊNCIA DA CALDEIRA

Eficiência da sala da caldeira - a quantidade de energia do combustível que é usada de forma útil, ou seja, é convertido em outro meio de transporte de energia.

Outro meio de transporte de energia é, por exemplo, a água morna que aquece a casa.

A eficiência da casa de caldeiras é a definição de eficiência mais comumente usada em todos os tipos de instalações de combustão.

A eficiência de uma casa de caldeira é mais difícil de medir do que a eficiência da combustão, então muitas pessoas se contentam em apenas medir a eficiência da combustão. De fato, a eficiência de uma casa de caldeira é 10-15% menor que a eficiência de combustão.

3. EFICIÊNCIA DO EQUIPAMENTO DO FORNO

A EFICIÊNCIA DA TECNOLOGIA DO FORNO MOSTRA COMO É EFICIENTE A COMBUSTÃO E A RECEPÇÃO DE CALOR NA SALA DA CALDEIRA. Mesmo esses cálculos são frequentemente apresentados como resultado da análise de gases de combustão.

Muitas vezes, a eficiência da tecnologia do forno é usada como um análogo aproximado da eficiência de uma casa de caldeira, pois a técnica de medição nesse caso é mais fácil. Usando esta técnica, você pode obter um valor aproximado para a eficiência da sala da caldeira: é necessário analisar constantemente a composição de oxigênio ou CO2 nos gases de combustão. As perdas são subtraídas, pois, por exemplo, parte do calor está presente nas cinzas / escórias (isso é especialmente verdadeiro para combustíveis formadores de escória). Quanto ao combustível líquido, a eficiência da tecnologia do forno e a eficiência da casa da caldeira são aproximadamente as mesmas, pois o combustível líquido não contém cinzas/escórias. Mas se você usar esse conceito para carvão ou biocombustíveis, os erros (erros) serão muito maiores.

4. EFICIÊNCIA DA INSTALAÇÃO

Ao calcular a eficiência de uma instalação, é determinada a relação entre a quantidade total de energia utilizável e a quantidade total de energia. A quantidade total de energia também inclui "energia auxiliar", por exemplo, energia elétrica necessária para a operação de bombas da sala de caldeiras, ventilação, chaminés, etc. Para as instalações de combustível líquido, a "energia auxiliar" corresponde a aproximadamente 1% da energia total do combustível, para as instalações de combustível sólido, a "energia auxiliar" equivale a 5% da energia do combustível.
A eficiência da instalação será, portanto, inferior à da casa da caldeira.

5. EFICIÊNCIA DO SISTEMA

Determinar a eficiência do sistema expande os limites do sistema para:

Produção de calor com perdas
- distribuição de calor com perdas na rede de aquecimento, etc.
- uso de calor

De acordo com a UNICHAL (International Union of Heat Suppliers), as seguintes perdas típicas na tubulação ocorrem quando a água quente é distribuída aos apartamentos:

Suécia - 8% perdas na tubulação, ou seja, calor é transferido para o solo e para os arredores dos tubos DH
Dinamarca - 20%
Finlândia - 9%
Bélgica - 13%
Suíça - 13%
Alemanha Ocidental - 11%

6. Eficiência anual

A eficiência por ano corresponde basicamente à eficiência da casa de caldeira, mas depois calcula-se a eficiência média da casa de caldeira ao longo de todo o ano. A eficiência por ano também inclui períodos com baixos níveis de combustão, por exemplo, ao iniciar uma casa de caldeiras, etc.

A eficiência por ano depende do tamanho da planta, vida útil, etc.

O acima mostra que diferentes definições de eficiência são usadas, portanto, há uma alta probabilidade de que um valor errado seja fornecido se o conceito e a definição de eficiência não forem esclarecidos. Assim, não se deve ter medo da falta de tato, pois, de fato, muitos fabricantes, com ou sem conhecimento, fornecem números errôneos.

O que importa são os números que refletem o real lado econômico do combustível que o consumidor compra. Se a confiança do consumidor for perdida por fornecer eficiência muito alta, o aparecimento de grandes problemas no mercado é inevitável.

Como dito, "todos os fornecedores" (pelo menos muitos) fornecem eficiência de combustão quando oferecem informações sobre a eficiência da caldeira.

Não use a eficiência de combustão ao calcular a economia da planta!!!

O consumidor NÃO COMPRA COMBUSTÍVEL, MAS PRODUTOS TÉRMICOS. Não é o combustível que deve ser barato, mas o calor que os consumidores recebem durante as nevascas de inverno.

EFICIÊNCIA DA CALDEIRA

(Eficiência da caldeira) - a proporção da quantidade de calor transferida para a água da caldeira para transformá-la em vapor durante a combustão 1 kg combustível, ao valor do poder calorífico do combustível, ou seja, a quantidade de calor que é liberada durante a combustão completa 1 kg combustível. A eficiência das caldeiras atinge um valor da ordem de 0,60-0,85.

Samoilov K.I. Dicionário marinho. - M.-L.: Editora Naval Estatal da NKVMF da URSS, 1941

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