Срубы и бани по всей России
Вот уже 10 лет на рынке

Производительность котла: Производительность Котла • Сокращение Потерь в Котлах

• alexxlab
• 20.08.201905.05.2021
• 0

Производительность Котла • Сокращение Потерь в Котлах

Здесь вы узнаете каким образом можно повысить производительность котла:

Существуют различные методы поднять производительность котла, касаются они

• системы горения,
•  теплопередачи,
•  вспомогательных систем,
•  качества воды,
•  продувки котла.

Давайте сначал посмотрим на методы определения производительности котла, потом вернемся к оптимизации.

Обследование котлов • Консультация

Как оценивается эффективность котлов?

Производительность котла падает со временем.

Происходит это, как правило, из-за некачественного топлива, загрязнений и не достаточно тщательного обслуживания.

Даже на новый котел могут повлиять такие факторы как низкое качество топлива и воды.

Энергетическое обследование котла поможет определить насколько производительность вашего котла отклоняется от оптимального уровня.

Также, в ходе обследования котла можно определить факторы, которые негативно влияют на показатели производительности котла, и устранить их.

Как определить производительность котла

Существует два основных метода определения эффективности котла.

Прямой метод: Производительность котла = Содержание энергии в топливе / Содержание энергии в паре или воде * 100%

Косвенный метод: Производительность котла = ( Содержание энергии в топливе – Потери) * 100%

Прямой метод

Преимущества прямого метода:

• Можно быстро самостоятельно оценить эффективность котла.
• Легко посчитать, требуется лишь несколько параметров для вычисления.
• Требуется лишь несколько инструментов для проведения замеров.

Недостатки прямого метода:

• Не дает информации относительно того, почему эффективность низкая.
• Не дает информации о потерях.

Непрямой метод

Непрямой метод также еще называется методом расчета потерь.

Основные потери в котле:

• Потеря тепла вместе с дымовыми газами.
• Потеря тепла из-за влаги в топливе и воздухе для горения.
• Потеря тепла из-за сжигания водорода.
• Потеря из-за излучения тепла с поверхностей котла.
• Потеря из-за недожога топлива.

Данные, необходимые для расчета эффективности котла с использованием непрямого метода:

• Основные параметры используемого топлива (h3, O2, S, C, влага, зола).
• Процентное содержание кислорода и CO2 в дымовых газах.
• Температура дымовых газов.
• Температура и влажность воздуха внутри котельной.
• Теплотворная способность топлива в ккал / кг.
• Теплотворная способность золы в ккал / кг (для твердотопливных котлов).

Преимущества косвенного метода расчета потерь в котле:

• Основное преимущество непрямого метода в том, что вы сразу понимаете суть ваших потерь.
• На часть из этих потерь можно повлиять, сократить или снизить их до нуля.

Недостатки косвенного метода:

• Расчет производительности котла с помощью непрямого метода более сложный чем прямой метод.
• Требуется больше оборудования и замеров.

Для понимания какие потери в вашем котле, мы рекомендуем провести энергетическое обследование котельной.

Это поможет сократить потери в котле до минимума.

Как провести обследование котельной, можно узнать здесь.

Методы повышения производительности котлов

Температура дымовых газов

Температура дымовых газов должна быть максимально низкой.

Однако она не должна быть настолько низкой, что водяной пар образует конденсат на стенах думой трубы.

Это особенно важно, если топливо содержит большое количество серы, которая может спровоцировать коррозию дымовой трубы.

Температура дымовых газов выше 200 ° C означает, что существует возможность установить экономайзер.

Также, это может означать, что внутри котла образовалась накипь, которую необходимо устранить (почистить котел).

Подогрев подпиточной воды с помощью экономайзера

Как правило, температура дымовых газов в современных котлах колеблется от 200 oC до 300 oC.

Если температура дымовых газов выше 200 oC — можно ставить экономайзер.

В твердотопливных котлах температура дымовых газов не должна быть ниже 200 oC, иначе оксиды серы будут конденсироваться на стенках думой трубы и вызывать коррозию.

При использовании чистого топлива, такого как природный газ, сжиженный нефтяной газ или газойль, температура дымовых газов может быть значительно ниже 200 oC.

Потенциал энергосбережения зависит от типа котла и используемого топлива.

Для типично котла старой модели с температурой дымовых газов 250 ° С — 300 °С можно использовать экономайзер, который позволит уменьшить температуру до 200 ° С.

Это позволит увеличить температуру подаваемой воды на 15 ° С, что в свою очередь увеличит производительность котла на 2% – 3%.

В современных газовых котлах, с температурой дымовых газов около 140 ° С, можно понизить температуру дымовых газов до 65 ° С.

Это увеличит эффективность котла на 4% – 5%.

Предварительный подогрев воздуха

Предварительный подогрев воздуха является альтернативой подогреву подпиточной воды.

Для повышения производительности на 1%, температура воздуха для горения должна быть повышена на 20 oC.

Большинство горелок, используемых в старых котлах, не рассчитаны на воздух подогретый до очень высокой температуры.

Современные котлы и горелки могут выдерживать воздух подогретый до высокой температуры, поэтому, в качестве альтернативы экономайзеру, можно рассматривать теплообменник.

Недожог топлива

Неполное сгорание может возникнуть из-за нехватки кислорода, переизбытка топлива или плохого смешивания топлива с кислородом.

Неполное сгорание топлива можно легко определить по цвету дыма. Эту проблему необходимо немедленно устранять.

В случае с газовыми котлами, при условии достаточного уровня кислорода, темный дым указывает на проблему с горелкой.

Тем не менее, самая распространенная причина неполного сгорания топлива – плохое смешивание топлива и кислорода в горелке.

Недожог топлива в котле

В твердотопливных котлах недожог топлива может составлять 2% и более.

Самые распространенные проблемы в твердотопливных котлах:

• куски топлива разных размеров, часть из которых не сгорает полностью,
• угольная пыль, которая препятствует хорошему смешиванию топлива и кислорода.

Контроль избыточного воздуха

Избыточный кислород необходим для поддержания оптимальной работы котла.

Оптимальный уровень кислород это когда сумма потерь из-за неполного сгорания и потерь из-за избытка тепла в дымовых газах минимальна.

Оптимальный уровень кислорода зависит от конструкции печи, типа горелки и вида топлива.

Оптимальный уровень кислорода для вашего котла можно определить путем проведения испытаний с различными соотношениями компонентов топливо-воздушной смеси.

Подгонка избыточного воздуха до оптимального уровня приводит к уменьшению потерь тепла в дымовых газов и топлива.

Сокращение кислорода на 1% повышает производительность котла на 0,6%.

Существуют различные методы контроля избыточного воздуха:

• Портативные анализаторы кислорода и тяговые датчики могут использоваться для периодического считывания, чтобы оператор вручную регулировал поток воздуха для оптимальной работы. Таким образом возможно сокращение избыточного кислорода до 20%.
• Более оптимальным методом является стационарно установленный анализатор кислорода. С его помощью оператор может постоянно регулировать подачу кислорода.
• Такой же анализатор с дистанционным управлением позволяет оператору дистанционно управлять несколькими котлами одновременно.

Самая продвинутая система – это автоматическое управление уровнем кислорода. Но такая система, из-за своей высокой стоимости, оправдана только для очень больших котельных.

Потери тепла через обмуровку котла

Потери тепла через обмуровку котла

Внешние поверхности котла более горячие, чем окружающая среда.

Таким образом, поверхность котла теряет тепло в зависимости от площади поверхности и разницы в температуре между поверхностью и окружающей средой.

Потери тепла через обмуровку котла обычно являются фиксированными потерями, независимо от мощности котла.

Современные котлы теряют не более 1,5% через обмуровку, принимая во внимание, что котел работает на полную мощность.

Если же котел работает только на 25% своей мощности, потери могут достигать 6%.

Потери тепла через обмуровку можно легко выявить и устранить с помощью тепловизионного обследования.

Ремонт обмуровки и увеличение изоляции котла и трубопроводов поможет сократить потери до минимума.

Неконтролируемая непрерывная продувка

Неконтролируемая непрерывная продувка котла влечет за собой огромные потери тепла и энергии.

Автоматизированное управление продувкой может быть хорошим решением в этом случае.

Автоматика будет контролировать уровень электропроводимости и кислотности воды, и, при их увеличении, запускать механизм продувки.

Контролируемая продувка может сократить уровень потерь на 3%.

Удаление накипи в котлах

Удаление накипи и сажи

В твердотопливных котлах накопление сажи на поверхностях действует как изолятор.

Любые такие образования должны регулярно удаляться.

Повышенные температуры дымовых газов может указывать на накопление сажи.

Образование накипи на внутренних поверхностях котла также повышает температуру дымовых газов и увеличивает потери.

Увеличение температуры дымовых газах, при нормальном уровне избыточного воздуха, указывает на плохую теплопередачу внутри котла, то есть на внутренних поверхностях котла образовалась накипь.

Первое, эту накипь необходимо удалить.

Второе, необходимо изменить процедуру чистки котла.

Температуру дымовых газов необходимо постоянно контролировать — это отличный индикатор чистоты внутренних поверхностей котла.

Как только температуру дымовых газов поднимается примерно на 20 ° C, по сравнению со вновь очищенным котлом, пришло время удалить отложения.

Для контроля температуры мы рекомендуем установить термометр у основания дымовой трубы.

По нашим оценкам, 2-3 мм накипи увеличивают расход топлива на 2,5%.

Для удаления накипи мы рекомендуем периодическую очистку всех поверхностей внутри котла, дымовых труб, экономайзеров и воздухонагревателей.

Снижение давления пара в котле

Еще один метод повысить производительность котла это снижение давления.

Снижение давления пара в котле может сократить расход топлива на 1% – 2%.

Более низкое давление дает более низкую температуру насыщенного пара и дымовых газов.

Пар генерируется при определенном уровне давления / температуры для использования в конкретном процессе.

В некоторых случаях процесс не протекает все время, и есть периоды, когда давление в котле может быть уменьшено.

Стоит отметить, что необходимо относится с осторожностью к сокращению давления в котле.

Побочные эффекты могут отрицательно повлиять на любую потенциальную экономию.

Давление необходимо уменьшать поэтапно, но не более чем на 20%.

Влияние загрузки на производительность котла

Максимальная эффективность работы котла не возникает при полной нагрузке, а на уровне 65% – 85% от полной нагрузки.

Если загрузка котла ниже 65% – его эффективность снижается.

При загрузке ниже 25% производительность котла снижается в разы.

При загрузке ниже 25% котлы использовать не рекомендуется.

Правильное планирование работы котлов

Так как оптимальная производительность котла достигается при 65-85% от полной нагрузки, в целом, как правило, более эффективно использовать меньшее количество котлов при более высоких нагрузках, чем использовать большое количество при низких нагрузках.

Техническое обследование котлов • Консультация

Замена котла

Потенциальная экономия от замены котла зависит от ожидаемого увеличения производительности нового котла.

Замена котла может быть финансово привлекательной если:

• существующий котел морально устарел,
• не способен работать на более дешевом топливе,
• не соответствует экологическим требованиям,
• не соответствует современным техническим требованиям,
• постоянно перегружен или недогружен,
• не может снабжать организацию паром, водой требуемой температуры и давления.

Замена котла это большая инвестиция.

Поэтому, к этому мероприятию необходимо подойти очень серьезно.

Котел служит, как минимум 25 лет, поэтому необходимо

• подумать о долгосрочных перспективах развития организации,
• технических потребностях в будущем,
• оценить все технико-экономическом факторы,
• ценах на топливо через 5, 10, 15 лет,
• сделать качественный расчет срока окупаемости замены котла.

Продувка котла

Когда вода кипит и образуется пар, любые растворенные твердые вещества, содержащиеся в воде, остаются в котле.

Если в воде много твердых веществ, они будут концентрироваться и могут в конечном итоге достичь уровня, в котором их растворимость в воде превышена, и они начнут осаждаться.

Выше определенного уровня концентрации твердые вещества способствуют вспениванию и вызывают перенос воды в пар.

Отложения также приводят к образованию накипи внутри котла, что приводит к локальным перегревам, плохой теплопередаче и, в конечном итоге, к разрушению котла.

Поэтому необходимо постоянно контролировать уровень концентрации твердых веществ в воде.

Этот контроль достигается путем периодического сбрасывания определенного объема воды и замены ее на вновь подготовленную пресную воду.

Таким образом поддерживая оптимальный уровень твердых веществ в воде.

Продувка обязательное мероприятие для защиты поверхностей теплообменника в котле.

Тем не менее, продувка может стать значительным источником потерь тепла и производительности котла.

Проводимость в качестве индикатора качества воды в котельной

Измерение общего количества растворенных твердых веществ в воде требует много времени.

Поэтому для определения качества воды мониторится уровень электропроводимости.

Повышение электропроводимости указывает на увеличение твердых веществ в воды.

Существует два основных способа продувки котла — постоянная и периодическая.

Обследование котельной • Энергоаудит • Консультация • 8(499)490-60-60

Периодическая продувка

Периодическая продувка осуществляется путем открытия задвижки на короткое время.

В течение короткого времени сбрасывается большое количество воды.

Делать это можно, например, один раз в смену на 2 минуты.

Периодическая продувка требует большого кратковременного увеличения количества воды, подаваемой в котел.

Для этого могут потребоваться дополнительные насосы.

Кроме того, уровень твердых веществ в воде будет то понижаться, то повышаться.

Также, периодическая продувка приводит к значительным единовременным потерям тепловой энергии.

Непрерывная продувка

Непрерывная продувка это когда небольшое количество воды постоянно сбрасывается и заменяется на питательную воду.

У этого метода есть свои преимущества:

• Уровень твердых веществ в котле остается постоянным.
• Качество пара не меняется.
• Нет необходимости постоянно следить за процессом.

Тепло, которое сбрасывается, можно восстанавливать и использовать для подогрева подпиточной воды.

Этот тип продувки обычно используется в котлах высокого давления.

Преимущества продувки

Продувка котла имеет следующие плюсы:

• Снижение затрат на предварительную обработку подпиточной воды.
• Сокращение времени простоя.
• Увеличение срока эксплуатации котла.
• Снижение количества химикатов, используемых для обработки подпиточной воды.

Водоподготовка

Производство качественного пара зависит от правильного управления системой обработки воды.

Это на прямую влияет на чистоту и качество пара, уровня отложений, коррозии и срока службы котла.

Вся дрянь, которая поступает с водой скапливается в котле.

Поэтому производительность, эффективность и срок службы котла напрямую зависят от водоподготовки.

При увеличении давления и температуры, частицы, растворенные в воде, ведут себя по другому.

При нагреве и увеличении давления, многие растворимые компоненты превращаются в твердые или кристаллические частицы.

Когда растворимость конкретного компонента в воде превышает норму, появляется осадок и накипь.

Чтобы накипь и осадок не образовывались внутри котла, воду необходимо обработать и подготовить.

Как бороться с отложениями

Отложения в котлах возникают, в основном, из-за жесткой воды.

Отложения, в свою очередь, ведут к падению производительности котла, ухудшат качество пара и разрушают котел.

Отложения действуют как изоляторы и замедляют передачу тепла.

Внутренняя обработка воды

Внутренняя обработка осуществляется путем добавления химикатов в котел.

Химикаты предотвращают образование отложений и накипи.

А твердые частицы, растворенные в воде, сбрасываются во время продувки.

Метод внутренней обработки воды можно использовать если воду изначально хорошего качества, с низким содержанием твердых частиц и солей.

Если же твердых частиц и солей в воде много, тогда придется сбрасывать большое количество воды во время продувки, а это, в свою очередь, ведет к значительным теплопотерям и снижает производительность котла.

В общем, этом метод не эффективен, если у вас плохое качество воды.

Для обработки воды необходимо использовать разные химикаты, в зависимости от состава воды в вашем источнике.

Без предварительного химанализа воды и консультации со специалистами, мы не рекомендуем заниматься внутренней обработкой воды.

Внешняя обработка воды

Доступны следующие методы внешние обработки воды:

Прежде чем использовать какой-либо из них, воду необходимо предварительно подготовить, удалить из нее все крупные частицы, дать как следует отстоятся.

В двух словах как работает котел

Котел это аппарат, который передает воде тепло, выделяемое при сгорании газа, угля или дерева.

В котлах чаще всего используется именно вода, так как она является самым дешевым и эффективным средством передачи тепла.

Котел преобразует тепло сгорания, нагревает воду или превращает воду в пар.

Далее, горячая вода или пар под давлением могут быть использованы для обогрева или на технические нужды.

Когда вода закипает, ее объем увеличивается в 1600 раз.

Это создает силу, которая по мощи сравнима с силой взрыва пороха.

Вас может заинтересовать:

Ничего не найдено • Энергоаудит

Энергосбережение на предприятии • Экономия электрической энергии • Скоращение потерь тепла и пара • Сжатый воздух • Двигатели • ЧРП • Котлы • Производство

Мероприятия по энергосбережению: • для Учреждений • для Предприятий • для МКД • Организационные • Типовые • Электроэнергия • Тепло • Вода • Топливо

Экономия электроэнергии на предприятии за счет Оптимизации: Договор • Ценовые категории • Тариф на передачу • Сокращение мощности • Сокращение потерь • Учет

В этой статье мы расскажем про передовые технологии энергосбережения. Технологии, которые снизят затраты, повысят комфорт, сократят потери

Пошаговая инструкция как заключить энергосервисный контракт: Условия • Особенности • Цена • Требования • Примеры • Оплата • Шаблоны • ФЗ №44 • ФЗ №261

На розничном рынке электроэнергии цена электроэнергии для юр лиц зависит от мощности, ценовой категории, уровня напряжения, графика работы, договора

Правильно выбранная ценовая категория электроэнергии = Ниже стоимость • Ценовые категории 1 – 6 • Как выбрать и сократить затраты на электроэнергию

Как формируется стоимость мощности электроэнергии • За какую мощность вы платите • Пример расчета • Как сократить потребление мощности • Виды мощности

Как рассчитать тарифы на электроэнергию для юридических лиц • 2020 • Активная электроэнергия • Мощность • Услуги по передаче • Сбытовая надбавка • Инструкция

Поставщик электроэнергии: Гарантирующий поставщик • Энергосбытовая организация (ЭСО) • Сетевая организация • Генерирующая компания

УЗНАТЬ: Как сделать отчет о тепловых испытаниях отопительных систем с определением теплозащитных свойств ограждающих конструкций для Ростехнадзора

Смотрите – как определить фактические тепловые потери в тепловых сетях • Определить необходимость модернизации тепловой сети, трубопроводов и теплоизоляции

Как обследование отопления здания помогло разобраться почему в здании холодно • Обследование здания склада DHL • Расчет тепловых потерь • Решение

Посмотреть: Тепловизионный контроль электрощитовых в гостинице • Дефекты • Результаты тепловизионного обследования электрощитовых • Отчет • Рекомендации

Пример: Как провести Обследование Котельной перед Модернизацией Котлов и Тепловых Сетей. Как повысить Эффективность Котла и Тепловой Сети

ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ОТОПЛЕНИЯ • Снимки и термограммы радиаторов с засорами и дефектами • Заключение по комплексному обследованию системы отопления

Обследование наружного освещения для ГИБДД • Система наружного освещения закрытой площадки для обучения соответствует: ГОСТ Р 55706- 2013 Освещение наружное

Тепловизионный контроль ограждающих конструкций загородного дома: Основной Дом • Гараж • Баня • Заключение • Термограммы • Перечень выявленных потерь

Как повысить энергоэффективность предприятия: Определяем энергозатратные процессы • Устанавливаем причины • Подбираем мероприятия • Внедряем • Контролируем

Оценка системы освещения школы • Оценка уровня освещенности классов • Заключение о соответствии системы освещения современным требованиям • Рекомендации

Тепловизионный контроль • Электрооборудования • Зданий • Методы • Требования • Проведение обследования • Ограждающие конструкции • Определить дефекты

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию магазина Билла в г. Москва • Тепловые нагрузки на вентиляцию, отопление и ГВС • Согласование договора в МОЭК

Как уменьшить затраты на оплату коммунальных услуг • Ключ к энергосбережению – приборы учета • Экономия энергоресурсов • Счетчики

Заключение о техническом состоянии системы освещения • Проверка на соответствие современным требованиям по освещенности • Рекомендации по модернизации

Отчет по тепловизионному обследованию зданий Министерства Здравохранения России. В ходе обследования были выявлены дефекты стен, цоколя, теплоизоляции

Как рассчитать мощность газового котла в зависимости от площади дома

Многие собственники домов с удовольствием устанавливают в помещении газовые котлы для отопления и горячего водоснабжения, чтобы не зависеть от прихотей плохой погоды и подводных камней, сопряженных с работой коммунальных систем теплоснабжения.

В данной ситуации имеет большое значение — правильный выбор котельного оборудования, для чего потребуется знать, как рассчитать мощность газового котла.

Если она будет превосходить реальные теплопотери объекта, то часть затрат на выработку тепловой энергии, будут потеряны. А агрегаты с невысокой теплопроизводительностью не смогут обеспечить домовладение требуемым объемом тепла.

СодержаниеПоказать

Что такое мощность газового котла

Производительность котлоагрегата или его мощность — это главнейший показатель теплового процесса, от которого напрямую зависит комфортабельность нахождения людей в обогреваемых строениях.

Мощность котлоагрегата — это величина тепловой энергии, передаваемая нагреваемой воде при сжигании энергоносителя в топочном устройстве.

Показатель измеряется в Гкал либо МВт. Для бытовых устройств в паспорте обычно указывается размерность в кВт. Для того чтобы понять физический смысл этого показателя, можно представить такие соотношения:

1 ГКал/час — это 40.0 м3 теплоносителя циркулирующего в течение часа и нагреваемого в котле на 25 С. Переводное соотношение между величинами:

1. 0 ГКал = 1.16 МВт.

Расчет мощности газового котла можно получить по формуле:

Мо = (т1 — т2) * Рв/ 1000,

Где:

• Рв — расход циркулирующей воды, м3/час;
• т1 — т2 — разница Т воды на входе/выходе из котлоагрегата, С.

Теплопотери могут быть очень высоки

Образец расчета показателя мощности, который проводят перед тем, как выбрать котлоагрегат:

• Т теплоносителя на подающей линии из котла — 60 С.
• Т теплоносителя на обратной линии из сети в котел — 40 С.
• Расход в сети — 1.0 м3/час.

Мо= (60-40)*1/1000=0.02 Гкал. * 1.16 = 0.0232 МВт = 23.2 кВт,

с округлением Мо = 24 кВт.

Многие пользователи, в целях экономии задаются вопросом, как уменьшить мощность газового котла. Из данного примера очевидно, что для того этого потребуется либо снизить перепад температур, либо площадь нагрева.

Вторая величина – постоянная, поэтому можно работать в направлении снижения перепада температур. Это можно выполнить при устройстве надежной системы теплозащиты дома.

Расчет мощности газового котла в зависимости от площади

В большинстве случаев используют ориентировочный подсчет тепловой мощности котлоагрегата по площадям нагрева, например, для частного дома:

• 10 кВт на 100 кв.м;
• 15 кВт на 150 кв.м;
• 20 кВт на 200 кв.м.

Нужно учитывать, что данные нормативы были приняты еще в советские времена и не предусматривают уровень теплоизоляционных характеристик современных строительно-монтажных материалов. Они также не применяемы в районах, климат которых значительно отличается от условий центральных регионов России и Подмосковья.

Подобные вычисления смогут подойти для не очень большого сооружения с утепленным чердачным перекрытием, низкими потолками, хорошей термоизоляцией, окнами с двойным остеклением, но не более того.

По старым расчетам лучше не делать. Источник фото: porjati.ru

К сожалению, данным условиям соответствуют только немногочисленные строения. С тем, чтобы осуществить наиболее обстоятельный расчет показателя мощности котла, необходимо учитывать полный пакет взаимосвязанных величин, в том числе:

• атмосферные условия в местности;
• размер жилой постройки;
• коэффициент теплопроводности стены;
• фактическую теплоизоляцию здания;
• систему регулировки мощности газового котла;
• объем тепла, требуемый для ГВС.

Расчет одноконтурного котла отопления

Подсчет мощности одноконтурного котлоагрегата настенной или напольной модификации котла с применением соотношения: 10 кВт на 100 м2, необходимо увеличить на 15-20%.

Например, необходимо обогреть здание площадью 80 м2.

Расчет мощности газового котла отопления:

10*80/100*1.2 = 9.60 кВт.

В случае, когда в торговой сети не существует требуемого вида устройств, приобретают модификацию с большим размером кВт. Подобный метод пойдет для источников отопления одноконтурного типа, без нагрузки на горячее водоснабжение, и может быть заложен в основу расчета расхода газа на сезон. Иногда вместо жилой площади расчет выполняют с учетом объема жилого здания квартиры и степени утепления.

Для индивидуальных помещений, построенных по типовому проекту, с высотой потолочного покрытия 3 м, формула расчета довольно простая.

Еще один способ расчета ОК котла

В данном варианте учитывают площадь застройки (П) и коэффициент удельной мощности котлоагрегата (УМК), зависящего от климатического места расположения объекта.

Он варьируется в кВт:

• 0.7 до 0.9 южные территории РФ;
• 1.0 до 1.2 центральные регионы РФ;
• 1.2 до 1.5 Московская область;
• 1.5 до 2.0 северные районы РФ.

Следовательно, формула для расчета выглядит таким образом:
Мо=П*УМК/10

Например, необходимая мощность источника отопления для постройки в 80 м2, расположенного в северном регионе:

Мо = 80*2/10 = 16 кВт

Если собственник будет устанавливать двухконтурный котлоагрегат, для отопления и ГВС, профессионалы советуют добавить к полученному результату еще 20% мощности на подогрев воды.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Расчет теплопроизводительности двухконтурного котлоагрегата выполняется на основанию такой пропорции:

10 м2 = 1 000 Вт + 20% (теплопотери) + 20% (подогрев ГВС).

В случае, если здание располагает площадью 200 м2, то требуемый размер будет состоять: 20.0 кВт + 40.0% = 28.0 кВт

Это прикидочный расчет, его лучше уточнить по норме водопользования ГВС на одного человека. Такие данные приводятся в СНИПе:

• ванная комната — 8.0-9.0 л/мин;
• душевая установка — 9 л/мин;
• унитаз — 4.0 л/мин;
• смеситель в мойке — 4 л/мин.

В техдокументации к водонагревателю указывается, какая необходима теплопроизводительность котла, чтобы гарантировать качественный подогрев воды.

Для теплообменника на 200 л будет достаточно нагревателя нагрузкой приблизительно 30. 0 кВт. После рассчитывают производительность, достаточную для обогрева, в конце итоги суммируют.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева

Для того, чтобы сбалансировать нужную мощность одноконтурного агрегата работающего на газовом топливе с бойлером косвенного нагрева, нужно установить какой объем теплообменника потребуется, чтобы обеспечить горячей водой жильцов дома. Используя данные по нормам горячего водопотребления легко можно установить, что расход в сутки для семьи из 4-х человек составит 500 л.

Производительность водонагревателя косвенного нагрева напрямую зависит от площади внутреннего теплообменника, чем более размеры змеевика, тем больше тепловой энергии он передает воде в час. Детализовать такие сведения можно, изучив характеристики по паспорту на оборудование.

Источник фото: coolandtheguide.com

Существуют оптимальные соотношения этих величин для среднего диапазона мощности бойлеров косвенного нагрева и время получения заданной температуры:

• 100 л, Мо — 24кВт, 14 мин;
• 120 л, Мо — 24кВт,17 мин;
• 200 л, Мо — 24кВт, 28 мин.

При выборе водонагревателя рекомендуется, чтобы он нагревал воду примерно за полчаса. Исходя из этих требований предпочтительнее 3-й вариант БКН.

Какой запас мощности должен быть

Мощность для подбора источника отопления с бойлером косвенного нагрева при одновременной работе отопления и ГВС определяется по формуле:

М к= (Мо+Мгвс)*Кз,

где:

• Мк-комбинированная мощность, кВТ;
• Мо — мощность источника, достаточная для обеспечения отопительной нагрузки дома, кВт;
• Мгвс — мощность источника нужная для компенсации нагрузки на горячее водоснабжение, кВт;
• Кз — коэффициент запаса.

В случае поочередного функционирования систем отопления и ГВС:

Мк= Мгвс *Кз

Очень важно! Рассчитывая производительность оборудования по отоплению и ГВС, необходимо учитывать, чтобы мощность БКН никак не превышала аналогичный показатель в котле. По этой причине его необходимо выбирать такой теплопроизводительности в кВт, чтобы он мог с запасом покрыть нагрузку и отопления, и ГВС.

Резерв производительности подсчитывается в зависимости от конструкции нагревательного оборудования.

Для одноконтурных модификаций, запас составляет — 20.0%;
для двухконтурных — 20.0%+20.0%.

Для вышенаведенных примеров теплопроизводительность котла, будет равна.

При одновременной работе систем отопления и ГВС:

Мо = 24 кВт.
Мгвс= 24 кВт.
Кз= 1.4.

Мк= (24+24)* 1.4= 67.2 кВт.

При поочередной работе систем отопления и ГВС:

Мк=24*1.4= 33.6 кВт.

Таким образом выполнить исходный расчет мощности газового источника тепловой энергии не является трудным процессом. Его, возможно, применять для предварительного подбора бойлерного оборудования.

В случае, если же абоненту не хватает ориентировочного расчета эффективности газовых котлов, и необходимо, чтобы теплопотери строения, нагрузка по ГВС и производительность котла были определены более точно, потребуется обратиться к квалифицированным специалистам, чтобы выполнить комплексный проект теплоснабжения дома с разработкой схемы и выбором оборудования.

Делаем правильный расчет мощности газового котла отопления

Один из первых параметров, на который обращают внимание, при подборе отопительного оборудования, это производительность. Расчет мощности газового котла отопления, выполняют несколькими способами. От точных подсчетов, зависит комфорт во время эксплуатации.

Как подобрать мощность котла на газе

Расчет мощности газового котла отопления от площади, осуществляется тремя разными способами:

• Точные теплотехнические расчеты выполняются только после аудита здания на предмет возможных теплопотерь. Для исследования, используют тепловизор. Учитывается месторасположение отапливаемого здания. Вычисления выполняют по сложным теплотехническим формулам.
  1. Минус решения – затраты на оплату услуг специалиста.
  2. Преимущество – максимально точные результаты вычислений.
• Онлайн – калькулятор – подсчеты выполняются посредством специальной программы. Для получения результатов потребуется ввести данные о теплоизоляции, общем количестве оконных и дверных проемов, толщине стен и т.п.
  Использование онлайн калькулятора, оптимальное решение при расчетах котельного оборудования для бытовых нужд. С его помощью, подбирают теплогенератор с наименьшей погрешностью по производительности, без материальных затрат.
• Самостоятельные подсчеты на квадратные метры отапливаемого помещения. Чтобы высчитать рабочие параметры, не обязательно пользоваться сложными вычислениями и онлайн калькуляторами.
  Произвести расчет соотношения необходимой мощности газового котла, относительно площади помещения, можно самому, не прибегая к услугам специалистов, без программного обеспечения. Вычисления выполняют по формуле 1 кВт = 10 м². Выбор газового котла с помощью данных расчетов, подходит для помещений со средней степенью теплоизоляции, высотой потолков 2,7 м.

Европейские производители, нередко рассчитывают производительность котельного оборудования от объема помещения. Поэтому, в технической документации, указывается возможность обогрева в м³. Этот фактор учитывают при выборе агрегата, изготовленного в странах ЕС.

Большинство консультантов, продающих отопительное оборудование, самостоятельно подсчитывают необходимую производительность при помощи формулы 1 кВт=10 м². Дополнительные подсчеты, осуществляют по количеству теплоносителя в отопительной системе.

Расчет одноконтурного котла отопления

Как уже замечалось выше, самостоятельные подсчеты рабочих параметров отопительного оборудования, выполняют по формуле 1 кВт =10 м². К полученному результату, добавляют 15-20% запаса, благодаря чему, теплогенератор, даже в сильные морозы, не работает на полную нагрузку, что продлевает срок его эксплуатации.

Для примера, можно подсчитать, какая производительность необходима для газовой котельной в частном доме:

• Для 60 м² – удовлетворить потребность в тепле сможет агрегат на 6 кВт + 20% = 7,5 киловатт. Если нет модели с подходящим типоразмером производительности, предпочтение отдают отопительному оборудованию с большим значением мощности.
• Подобным образом выполняют подсчеты для 100 м² – необходимая мощность котельного оборудования, 12 кВт.
• Для отопления 150 м² нужен газовый котел, мощностью 15 кВт + 20% (3 киловатта) = 18 кВт. Соответственно, для 200 м², требуется котел на 22 кВт.

Данные вычисления подходят исключительно для одноконтурных моделей, не подключенных к бойлеру косвенного нагрева.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Формула расчета требуемой мощности двухконтурного газового котла по площади отопления и точек водоразбора ГВС, следующая, 10 м² = 1 кВт +20% (запаса мощности) + 20% (на нагрев воды). Получается, что к высчитанной производительности, добавляют сразу 40%.

Мощность двухконтурного газового котла для отопления и нагрева горячей воды для 250 м², составит 25 кВт + 40% (10 киловатт) = 35 кВт. Вычисления подходят для двухконтурного оборудования. Для подсчета производительности одноконтурного агрегата, подключенного к бойлеру косвенного нагрева, используют другую формулу.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева и одноконтурного котла

Чтобы рассчитать необходимую мощность одноконтурного газового котла с бойлером косвенного нагрева, необходимо выполнить следующие действия:

• Определить какой объем бойлера будет достаточным, чтобы обеспечить потребности жильцов дома.
• В технической документации к накопительной емкости, указана необходимая производительность котельного оборудования, чтобы поддерживать нагрев горячей воды, без учета необходимого тепла на отопление. Бойлер на 200 литров, в среднем потребует около 30 кВт.
• Высчитывается производительность котельного оборудования, требуемая для отопления дома.

Полученные цифры складываются. От результата отнимается сумма, равная 20%. Это необходимо сделать по той причине, что, нагрев не будет одновременно работать на отопление и ГВС. Расчет тепловой мощности одноконтурного отопительного котла, с учетом внешнего нагревателя воды для горячего водоснабжения, делается с учетом этой особенности.

Какой запас мощности должен быть у газового котла

Запас производительности рассчитывается в зависимости от конфигурации отопительного оборудования:

• Для одноконтурных моделей, запас составляет около 20%.
• Для двухконтурных агрегатов, 20%+20%.
• Котлы с подключением к бойлеру косвенного нагрева – в конфигурации накопительной емкости, указан необходимый дополнительный запас производительности.

Указанный запас мощности, действителен для помещений до 300 м². Дома с большей площадью требуют проведения грамотных теплотехнических расчетов.

Расчет потребности газа, исходя из мощности котла

Формула расчёта расхода газа, в зависимости от мощности используемого котла, принимает во внимание КПД отопительного оборудования. У стандартных моделей классического отопительных теплогенераторов, коэффициент полезного действия составит 92%, у конденсационных до 108%.

На практике, это означает, что 1 м³ газа, равен 10 кВт тепловой энергии, при условии 100% теплоотдачи. Соответственно, при КПД 92%, затраты топлива составят 1,12 м³, а при 108% не более 0,92 м³.

Методика расчета объема потребленного газа учитывает производительность агрегата. Так, 10 кВт прибор отопления, в течение часа, спалит 1,12 м³ топлива, 40 кВт агрегат, 4,48 м³. Данную зависимость потребления газа от мощности котельного оборудования, учитывают при сложных теплотехнических расчетах.

Соотношение также заложено в онлайн калькуляторы рассчитывающие затраты на отопление. Производители нередко указывают средний расход газа для каждой выпускаемой модели.

Чтобы полностью подсчитать приблизительные материальные затраты на отопление, потребуется рассчитать потребление электроэнергии в энергозависимых котлах отопления. На данный момент, котельное оборудование, работающее на магистральном газе, являются наиболее экономичным способом обогрева.

Для отапливаемых зданий большой площади, вычисления осуществляют исключительно после проведения аудита на предмет теплопотерь здания. В остальных случаях, при вычислениях пользуются специальными формулами или онлайн сервисами.

Расчет мощности газового котла для дома | Статьи

При организации системы отопления перед собственником жилья возникает резонный вопрос, как рассчитать мощность газового котла. Производительность оборудования имеет немаловажное значение для домовладельца, поскольку именно от нее зависит комфортность проживания в помещении. Если выбрать слишком маленькую мощность, агрегат не сможет хорошо обогреть необходимую площадь. При больших показателях устройство будет качественно отапливать комнаты, но потребует дополнительных затрат на обогрев. Поэтому хозяину следует ответственно подойти к выбору отопительного прибора и правильно сделать расчеты его параметров.

Почему важно правильно определить мощность котла?

Грамотный подбор мощности позволяет не просто сэкономить на газе, но и увеличить КПД агрегата. Если тепловая отдача превышает реальные потребности в тепле, котел будет работать неэффективно, а его детали станут поддаваться износу. При покупке маломощного устройства хозяину придется столкнуться с часто выключающейся горелкой, которая станет быстро подогревать малые объемы воды. Как результат, в отопительной системе начнет скапливаться конденсат. Он приведет к образованию кислот, которые «проедят» внутреннюю поверхность дымохода, а затем возьмутся и за элементы отопительного прибора.

Часто домовладельцы, которые не знают, как рассчитать газовый котел, покупают оборудование с автоматическими системами, выполняющими самостоятельную регулировку расхода топлива. На первый взгляд, это удобно, но если агрегат работает на пределе производительности, можно столкнуться со следующими проблемами:

●        сбой в работе автоматики;

●        снижение эффективности горелки;

●        уменьшение срока эксплуатации отопительного прибора;

●        выход из строя отдельных узлов и деталей.

Чтобы избежать неприятностей, нужно покупать аппарат должной производительности, которая подходит для конкретного помещения. При необходимости вы можете обратиться к сотрудникам «Мособлгаз», которые вычислят требуемые параметры оборудования и помогут подобрать модель с учетом площади дома. В нашем интернет-магазине представлен обширный ассортимент надежных и качественных котлов, поэтому вы легко найдете подходящие варианты.

Учет тепловых потерь

Рассматривая, какая нужна мощность для газового котла, многие потребители ошибочно полагают, что она зависит только от размеров дома. Иными словами, достаточно вычислить этот параметр путем умножения 1 киловатта на 10 кв. метров площади. В действительности эти расчеты не совсем верны, поскольку не учитывают теплопотери. Тепло может уходить из дверей, через щели в оконных проемах, стены и потолочные поверхности, поэтому основная задача отопительного оборудования – компенсировать недостаток утраченного тепла и создать комфортную температуру.

На тепловые потери влияют такие факторы:

●        местоположение здания с учетом климата местности;

●        общая площадь обогреваемого помещения;

●        местоположение в отношении сторон света;

●        тип, размер стеклопакетов, дверных проемов;

●        тепловое сопротивление отделочных материалов;

●        вентиляция.

Полный расчет теплопотерь требует использования нескольких десятков формул, что затруднительно для обычного потребителя. Поэтому выясняя, какая нужна мощность для газового котла, достаточно ограничиться максимальными потерями тепла с коэффициентом 1,5. Такой параметр обычно имеют простые деревянные окна без стеклопакетов, двери из дерева без тамбура и стены в один кирпич или выполненные из бетона. Если же помещение хорошо утеплено, оборудовано стеклопакетами и двойными дверьми, для неучтенных потерь целесообразно использовать коэффициент 1,15.

Как рассчитать мощность газового котла: основные формулы

Чтобы произвести правильные расчеты, предварительно следует определить начальную мощность прибора. Предположим, отапливаемое помещение имеет площадь 150 кв. метров. В этой ситуации формула для подсчета производительности будет выглядеть так:

1 кВт х 150 кв. м / 10 кв. м = 15 кВт

Данный подсчет предполагает, что потолки в здании имеют высоту около 2,5 метров. Однако многие современные дома строятся по индивидуальному проекту, поэтому предлагаемая формула для них не совсем подходит. Чтобы точнее подсчитать производительность, необходимо вычислить правочный коэффициент, поделив конкретную высоту на принятые 2,5 метра. Например, как рассчитать газовый котел в этом случае:

1. Предположим, что потолок имеет высоту 3,1 м.
2. Делим этот показатель на 2,5 м и получаем правочный коэффициент 1,24.
3. Вычисляем производительность для постройки на 150 кв. метров с высотой 3,1 м: 15 кВт х 1,24 = 18,6 кВт.

Последним этапом вычислений будет определение мощности с учетом теплопотерь. Если мы берем за основу коэффициент 1,15 (для хорошо утепленного дома), то производительность отопительного прибора составит:

18,6 кВт х 1,15 = 21,39 кВт

Чтобы наверняка не замерзнуть, лучше выбирать агрегат с параметром в большую сторону – на 22 кВт. Однако нужно учитывать, что данные расчеты подходят только для одноконтурной модели, которая работает на обогрев помещения. Если планируется покупка оборудования с двумя контурами, к полученным цифрам необходимо добавить еще около 25 %:

21,39 кВт + 25 % = 26,72 кВт (или 27 киловатт с округлением)

Многие производители понимают, что далеко не каждый потребитель знает, как правильно рассчитать мощность газового котла. Поэтому для расчетов параметров оборудования предлагаются специальные калькуляторы, которые можно использовать в онлайн режиме. Независимо от способа вычисления, грамотно подобранные характеристики отопительного прибора позволят пользователю купить оптимальное для его дома устройство и существенно сэкономить на обогреве жилья.

Нагрузка котла и ее влияние на КПД

Подобрать мощность котла по площади важно учитывая не только площадь и объем здания, но и тип зданий и климатические данные региона.

На нашем сайте калькулятор расчета мощности котла учитывает тепло, требуемое на возмещение тепловых потерь через строительные конструкции и потери, вызываемые инфильтрацией (проникновением) наружного воздуха, через их неплотности и периодически открываемые двери.

Наружный строительный объем здания должен определяться умножением площади горизонтального сечения, взятого по внешнему обводу здания на уровне первого этажа на полную высоту здания, измеренную для панельных зданий: от уровня чистого пола (нулевой отметки) до верхней плоскости теплоизоляционного слоя чердачного покрытия, для остальных строений от уровня земли.

Расчетная температура воздуха в отапливаемых зданий принимается в зависимости от типа и назначения здания:

• Гостиница, общежитие, административное здание, жилые дома + 20 °С;
• Детские сады, ясли, поликлиники, амбулатории, диспансеры, больницы + 22 °С;
• Высшие и средние специальные учебные заведения, общеобразовательные школы, школы интернаты, лаборатории, предприятия общественного питания, клубы, дома культуры + 16 °С;
• Театры, магазины, пожарные депо + 15 °С;
• Кинотеатры + 14 °С;
• Гаражи + 10 °С;
• Бани + 25 °С.

В случае если требуется отопление различных по типу зданий, теплопотребление каждого считается отдельно, полученные значения складываются и подобрать мощность котла нужно в соответствии с общей суммарной мощностью каждого отдельно стоящего задания.

Климатические условия вашего региона принимаются в соответствии с СП  131.13330  Строительная климатология.  Данные по всем регионам России занесены в наш калькулятор расчета мощности котла.

Подобрать мощность котла по площади с учетом потребностей объекта в тепле на вентиляцию и горячую воду возможно только с более детальным расчетом. Его вы можете заказать в отделе сбыта котельного завода отправив заявку на электронный адрес [email protected] или позвонив по телефонам (38-52) 29-97-41, 29-97-42.

500 кг, 1000 кг, 1500 кг, 3000 кг пара в час — Информационный раздел — ICI Caldaie Россия

Паровые котлы средней мощности остаются являются самым востребованным оборудованием на современном российском рынке. В данной статье обобщены ключевые аспекты выбора паровых котлоагрегатов паропроизводительностью 500 кг, 1000 кг, 1500 кг и 3000 кг в час

Анализ промышленных отраслей с наибольшей динамикой роста позволяет выделить традиционно «пароемкие» производства такие, как: сельское хозяйство, пищевая промышленность (в особенности молочная и мясоперерабатывающая), текстильное производство, медицина и фармацевтика. Не менее трети предприятий, занятых в перечисленных отраслях, расширяют инвестиционные программы – закупают новые производственные линии. Современное оборудование предъявляет повышенные требования к качеству пара, используемого в технологических операциях, поэтому наряду с модернизацией основных линий по выпуску продукции обновляется и парк оборудования паровых котельных. Являясь европейским лидером в производстве промышленного котельного оборудования, ICI Caldaie предлагает свои компетенции и опыт по подбору паровых котлов в наиболее востребованном сегменте малой и средней производительности.

Выбор оборудования начинается с анализа тепловых характеристик технологических процессов, для которых подбирается паровой котел. На подготовительном этапе необходимо понять общую потребность в паре, длительность тепловых циклов в часах, сутках и месяцах, а также требования к точности поддержания рабочих параметров температуры и давления. Значения перечисленных параметров могут предоставляться поставщиком технологического оборудования или определяться расчетным путем в проектной или монтажной организацией.

Выбор типа: жаротрубный котел с водяным объемом или прямоточный парогенератор

Первым затруднением при разработке проекта паровой котельной является выбор типа котла: будет использоваться привычный жаротрубный котел с водяным объемом или прямоточный парогенератор. На сегодняшнем рынке широко представлены оба типа оборудования. Каждый из них имеет как свои преимущества, так и недостатки. В большинстве случаев окончательный выбор требует консультаций с производителем технологической лини. Обобщенные же рекомендации могут выглядеть следующим образом: жаротрубные котлы предпочтительнее, когда:

• 
  отклонения температуры насыщенного пара не должны превышать 5°C
• 
  если в процесс производства предусматривает снижение температуры и поддержания ее на определенном уровне с незначительным отклонением
• 
  если на производстве часты периоды колебания нагрузки, которые должны быть удовлетворены резервом производительности

Прямоточные парогенераторы рекомендованы в основном для процессов, где объем отбираемого потребителями пара неизменен во времени и не требует точности поддержания параметров температуры / давления. Эти ограничения являются оборотной стороной преимуществ прямоточных парогенераторов. Моментальный (в сравнении с традиционным жаротрубным котлом) выход в рабочий режим сопряжен с резкими колебаниями рабочего давления и влажности пара при изменении нагрузки. Из необходимости точной привязки мощности парогенератора к фактическому потреблению следует другая особенность – трудности с увеличением производительности технологических линий, вызванных, например, сезонными колебаниями спроса на выпускаемую продукцию (актуально для мясоперерабатывающих предприятий, производителей напитков, а также компаний по изготовлению строительных материалов). Приобретение парогенератора большей производительности решает задачу, но приводит к существенному снижению эффективности и увеличивает риск поломки горелки из-за частых включений-отключений, обусловленных работой на ограниченной мощности.

Выбор единичной производительности парового котла

Общим местом, которого придерживаются и производители котельного оборудования, и специалисты монтажных организаций является рекомендация, что максимальный объем паропотребления должен составлять не более 60-70% от производительности котла. При этом следует учитывать, что максимальный КПД достигается при работе на мощности не менее 80% от номинальной, а 7-10% производительности котельной резервируется на работу деэараэтора. То есть для группы потребителей с отбором насыщенного пара в количестве 1 тонна в час требуется котел производительностью 1,2 – 1,4 тонны пара в час.

Следующий вопрос выбора – количество паровых котлов. Для производств, не относящихся к первой категории (классификация по СП 89.13330.2016 СНиП II-35-76 «Котельные установки») надзорными органами не регламентируется количество используемых котлов, соответственно, вопрос о распределении производительности между двумя котлами, а также о необходимости резервного котла решается заказчиком самостоятельно. Ориентиром обычно служат организация производства, мощность предприятия, размеры котельного зала, объем выделяемых инвестиций и другие обстоятельства.

Опыт реализованных проектов показывает: предприятия, ориентированные на бесперебойный выпуск продукции, оснащаются котельными на базе двух паровых котлов – рабочего и резервного или двух рабочих котлов с возможностью ограничения паропотребления и выпуска продукции на время профилактических или ремонтных работ. В то же время экспериментальные производства и малые предприятия ограничиваются покупкой одного парового котла на 0,5 т, 1 т или 1,5 т пара в час.

Выбор тепловой схемы котла: двух- или трехходовая конструкция

В сегменте паровых котлов малой и средней мощности доступны как двухходовые, так и трехходовые модели. Детальному обзору их отличий и эксплуатационных особенностей посвящена отдельная статья. Здесь мы обратим внимание лишь на самое главное.

Двухходовые паровые котлы – это модели с реверсивной топкой, двумя оборотами уходящих газов и более компактной компоновкой. В трехходовых моделях используется топка с проходящим пламенем, а дымовые газы проходят один дополнительный оборот, обеспечивая более высокий КПД. С эксплуатационной точки зрения основным преимуществом трехходовых котлов является широкий диапазон регулирования производительности. Эта возможность позволяет эффективно эксплуатировать котел в интервале от 30 до 100% от максимально допустимой нагрузки. У двухходовых моделей экономически оправданный диапазон регулирования производительности находится в пределах 60-100%.

В сегменте паровых котлов средней производительности от 500 до 3000 кг/ч ICI Caldaie предлагает оба вида оборудования: это серия SIXEN (двухходовые) и серия GSX P (трехходовые).

В модельном ряду обеих серий доступны модели паропроизводительностью от 300 до 6000 кг/ч.

Подобрать модель нужной производительности можно с помощью таблиц:

Паровые котлы прозводительностью 500 кг/ч

Паровые котлы прозводительностью 1000 кг/ч

Паровые котлы прозводительностью 1500 кг/ч

Паровые котлы прозводительностью 2000 кг/ч

Паровые котлы прозводительностью 3000 кг/ч

Примеры паровых котельных на базе котлов средней мощности

В разделе «Внедрения» можно найти больше примеров паровых и водогрейных котельных.

Помощь специалистов ICI Caldae

Специалисты ICI Caldaie готовы оказать всестороннюю помощь в решении всех инженерных вопросов, связанных с подбором паровых котлов средней производительности 0,5 т, 1 т, 1,5 т, 2 т и 3 т пара в час.

Вы можете обратиться к нам за предварительным расчетом паровой котельной и технико-коммерческим предложением, включающим необходимый перечень котельного и вспомогательного оборудования: деаэраторов, экономайзеров, групп автоматической продувки и систем контроля параметров питательной воды и др.

Также благодаря обширному опыту работы с российскими монтажными организациями будем рады порекомендовать опытных специалистов в вашем регионе.

15 способов повысить КПД котла на вашем предприятии

Один из самых простых способов снизить эксплуатационные расходы для бизнеса — это повысить КПД котла. Отличное место для снижения ваших счетов — это посмотреть, как давно вы выполнили техническое обслуживание котла и насколько он эффективен.

Прежде чем мы перейдем к нашим советам по эффективности, нам нужно понять эффективность котла. Большая часть тепла, теряемого в вашем котле, приходится на дымовую трубу или котловую воду. Цель состоит в том, чтобы создать условия, которые производят минимально возможное количество дымовых газов при минимально возможной температуре.В результате повышается КПД котла.

Подумайте об этом; котел всасывает холодный воздух, нагревает его и отправляет в дымовую трубу. Идеальна более низкая температура дымового газа, потому что чем выше температура, тем больше энергии уходит с дымовым газом. С другой стороны, котельная система забирает холодную воду, нагревает ее до пара и использует тепло. Везде, где мы теряем тепло, пар, конденсат или горячую воду, мы теряем ценные БТЕ.

Независимо от того, арендуете ли вы котел или владеете им, вам необходимо сэкономить.Вот 15 простых советов, которые помогут сделать вашу котельную систему более эффективной и сэкономить деньги на ежемесячных счетах:

1. Повышение КПД котла: снижение температуры в стояке

Понижение температуры дымовой трубы может быть таким же простым, как возврат дня / ночи. Это снижает рабочее давление паровых котлов и рабочую температуру гидравлических котлов при работе на холостом ходу в ночное время или в мягкую погоду.

2. Установите экономайзер

Экономайзер использует отработанный горячий дымовой газ для нагрева питательной воды, поступающей в котел.Если в вашем паровом котле нет экономайзера или экономайзер не работает, это должно быть в первую очередь. Экономайзеры экономят топливо и предотвращают пагубные последствия подпитки котла холодной водой. Для серьезной экономии проверьте, подходит ли Heatmizer® для вашего бойлера или системы горячего водоснабжения.

3. Регулярно настраивайте горелку

Другая распространенная проблема, связанная с эффективностью котла, — это недостаточное количество воздуха. Для правильного сгорания топлива внутри котла требуется определенное количество кислорода.Если воздуха слишком мало, углерод в топливе окисляется, образуя окись углерода. Это приводит к меньшему выделению тепла, поскольку топливо сгорает не полностью, что снижает эффективность использования топлива. При недостатке воздуха образуются сажа, дым и окись углерода, которые очень опасны. Слишком много воздуха также снижает эффективность. Дополнительный воздух поступает холодным и выходит из трубы горячим, тратя тепло.

Оптимальный процесс обеспечивает достаточное количество воздуха для безопасного сгорания топлива. Для этого мы измеряем необходимое количество воздуха с помощью датчика O2.Вставляем зонд в штабель, пока настраиваем горелку на оптимальный КПД котла. Однако в некоторых помещениях температура воздуха, поступающего в горелку, меняется в зависимости от сезона. Это требует более частой настройки горелки для максимальной экономии.

4. Установите частотно-регулируемый привод

Немногие горелочные вентиляторы или насосы существуют сегодня без частотно-регулируемых приводов. Однако, если вы не слышали о VFD или у вас есть система, в которой они не используются, примите к сведению. Невероятная экономия энергии достигается благодаря концепции, известной как законы сродства для насосов и вентиляторов.Если в вашей системе есть вентилятор или циркуляционный насос, управляемый заслонкой или клапаном, ваша система тратит электроэнергию при частичной нагрузке. VFD позволяет вашей системе управлять потоком с помощью скорости вентилятора или насоса, и именно здесь происходит волшебство.

5. Повысьте эффективность котла: изолируйте клапаны

Многие предприятия снимают изоляцию с клапанов в котельной для обслуживания и никогда не кладут ее обратно, потому что это доставляет хлопоты. Однако воздействие воздуха на эти большие клапаны вызывает большие потери тепла и может сделать котельную невыносимо ГОРЯЧЕЙ.Изоляция этих клапанов съемным одеялом Heatmizer® может значительно сэкономить и повысить комфорт котельной. Одеяла также снижают риск ожогов, при этом обеспечивая легкий доступ для обслуживания.

6. Очистите камин

Со временем сажа может накапливаться на поверхности топки труб котла, особенно на старом оборудовании. Этот слой сажи действует как изолятор, снижая скорость теплопередачи и увеличивая расход топлива. Из-за более низкой скорости теплопередачи горячие газы проходят, не передавая тепло воде, что увеличивает температуру дымовой трубы.Очистка и осмотр котельных труб в рамках регулярного технического обслуживания котла гарантирует, что количество сажи останется минимальным. Это действительно улучшает общий КПД котла.

7. Предварительный нагрев воздуха для горения

Горелка должна нагревать входящий воздух для горения пламенем. Если воздух, подаваемый в горелку, более теплый, для производства того же количества пара в котле требуется меньше топлива. Небольшое повышение температуры свежего воздуха на 40 ° F может сэкономить 1% счета за топливо. Если вы будете эксплуатировать большие котлы круглосуточно, это действительно может сложиться даже при наших исторически низких ценах на газ.В некоторых случаях воздухоподогреватель окупается менее чем за год.

Поддержание воды в котле в чистоте и отсутствии протечек требует тщательной обработки воды. Регулярно проверяйте водную сторону бойлера. Очистите грязевые опоры или грязевые барабаны, чтобы обеспечить хорошую теплопередачу от металла к воде. Накипь будет накапливаться на поверхностях теплопередачи из-за высокой жесткости воды, использования неподходящих химикатов и регулярной продувки котла. Эта накипь будет препятствовать передаче тепла, снижая эффективность вашего котла.Накипь также не даст воде охладить эти теплопередающие поверхности. При отсутствии обработки накипь может вызвать перегрев котла, что приведет к дорогостоящему ремонту котла и утечкам.

Конденсат образуется, когда пар передает тепло и конденсируется. Безответственно тратить это на продукт. Чистая вода не содержит растворенных твердых частиц или газов, и она снова готова к использованию в вашем котле. Вода уже горячая, поэтому для ее превращения в пар требуется значительно меньше топлива.Повторное использование конденсата также снижает количество холодной подпиточной воды, химикатов и средств обработки, необходимых для вашего котла. Наконец, повторное направление конденсата обратно в систему питательной воды может снизить затраты на очистку сточных вод и канализацию.

Для еще большего повышения эффективности котла рассмотрите возможность использования системы возврата конденсата высокого давления на крупнейших потребителях пара. Это удерживает ваш конденсат под более высоким давлением. Конденсат не вспыхивает, поэтому вы возвращаете больше воды при значительно более высокой температуре прямо в котел.Свяжитесь со службой механического строительства, чтобы узнать, подходит ли это для вашего процесса.

Как и возврат конденсата в котел, рекуперация тепла от продувки котла может повысить эффективность котла. Клапан продувки используется для удаления котловой воды, содержащей растворимые и нерастворимые твердые вещества. Это помогает снизить уровень растворенных твердых частиц в котловой воде и предотвратить образование накипи. К сожалению, когда он удаляет горячую воду, он также тратит энергию. Установка продувочного теплообменника, расширительного бака или их комбинации может помочь восстановить часть этой энергии для вашей котельной системы.Использование рекуперации тепла для охлаждения продувочной воды и нагрева подпиточной воды повысит энергоэффективность.

11. Регулирующая скорость продувки

Продувка удаляет загрязнения, такие как жесткость воды, из котла и необходима для поддержания чистоты поверхностей котла. Однако продувка также удаляет тепло из системы. Вода поступает в систему холодной, нагревается до температуры котла и выходит через продувку. Некоторые котельные системы имеют непрерывную продувку, которая не меняется в зависимости от нагрузки котла.Чтобы контролировать тепло, направляемое в канализацию, продувка должна быть ограничена только количеством, необходимым для контроля растворенных твердых частиц. Для серьезной экономии контролируйте растворенные твердые частицы с помощью автоматического продувочного клапана. Если регулярно продувать котел, можно сэкономить много энергии. Это также снижает риск повреждения котла накипью.

12. Уменьшение избытка воздуха

Котлам для полного сгорания требуется избыток воздуха. Несмотря на необходимость, избыток воздуха может привести к совершенно разному КПД вашего котла.Слишком мало избыточного воздуха, и котел будет накапливать сажу и опасный угарный газ, в то время как слишком много избыточного воздуха снижает эффективность. К счастью, существуют автоматические системы управления сгоранием, которые могут интеллектуально контролировать количество воздуха, необходимое для ваших систем сгорания. Как обсуждалось выше, настройка может поддерживать работу вашей горелки в лучшем виде, но она ограничена лучшим, что может предложить ваша старая горелка.

Переход на высокоэффективную горелку позволит сэкономить значительное количество топлива и многократно окупить себя.Если вашей горелке более 15 лет, в ней используются перемычки или она работает с уровнем кислорода выше 3%, спросите нас о модернизации горелки. В большинстве случаев модернизация горелки может сэкономить более 20% на счетах за газ!

13. Уменьшить переходящий остаток

Перенос — это котловая вода, которая выходит из котла в виде пара, но остается водой. Он уносит с собой такие примеси, как растворенные твердые вещества. Эти загрязнения оставляют отложения вокруг паровой системы. Они попадают в сложные устройства, такие как регулирующие клапаны и регуляторы давления.Это вызывает много повреждений и требует более длительного обслуживания.

Что касается эффективности, эта влажность снижает содержание пара в БТЕ в конечном использовании. По сути, это больше воды, которая была нагрета в котле, но не отдавала полезного тепла перед тем, как уйти в конденсатную систему. Перенос происходит по ряду причин. Решение зависит от причины. Подозрение на производственные методы, такие как загрузка грузов на быстрых, высоких TDS или плохом сепарационном оборудовании в качестве виновника.

Узнайте больше о переносе в нашем блоге «Как качество питательной воды для котла может повлиять на работу котла».

14. Обследование конденсатоотводчиков

Застрявшие, изношенные или просто сломанные конденсатоотводчики могут открыться, позволяя ценному пару пройти прямо в конденсатную систему. Если вы хотите убедиться, что вы работаете с максимальной эффективностью, регулярно осматривайте свои конденсатоотводчики и заменяйте сломанные или заедающие конденсатоотводчики. Не знаете как или нет времени? Мы можем найти любые неисправные ловушки и заменить их, сэкономив ваше время и деньги вашей компании. Свяжитесь с нами, чтобы начать.

15. Уменьшите расход пара

Лучший способ сэкономить на топливе и электричестве для вашего котла — сократить использование пара в ваших технологических процессах.Изоляция трубопроводов и резервуаров, нагреваемых паром, например, может значительно снизить расход пара и, следовательно, топливо. Конденсатные системы высокого давления могут снизить расход пара в вашем деаэраторе и топлива в котле.

Обеспечение эффективности вашего котла является ключом к контролю ваших ежемесячных счетов. Наличие квалифицированной компании, регулярно обслуживающей вашу горелку, котел и паровую систему, поможет вам обеспечить максимальную эффективность вашего котла. Позвольте Rasmussen Mechanical Services помочь вам продлить срок службы вашего оборудования и сократить расходы на ремонт в будущем.Если вам нужна помощь, загляните на страницу контактов и отправьте нам сообщение!

КПД котла — обзор

3.6 Определение КПД котла

КПД котла — это мера качества выбранного процесса и оборудования для передачи тепла сгорания теплу в паре. КПД котла можно определить как отношение полезной тепловой мощности к общей подводимой энергии.

(3,1) η = QabsQin

, где

η — КПД котла

Q _абс. — полезное поглощенное тепло (тепло передается в пар)

Q _в — ввод тепла и энергии в котел

Типичный КПД котла колеблется от примерно 90% для лучших котлов, работающих на твердом топливе, работающем на биомассе, до почти 95% для котлов, работающих на жидком топливе и природном газе, Таблица 3.2. Основная причина худших характеристик биотоплива — высокое содержание влаги в топливе, что увеличивает потери дымовых газов.

Таблица 3.2. Типичный КПД котла рассчитан согласно EN 12952-15

Для определения КПД котла система граница должна быть определена, и потоки энергии, которые пересекают границу, должны быть разрешены.Границы системы должны быть выбраны таким образом, чтобы можно было определить все входящие и исходящие потоки энергии и массы с достаточной точностью. На практике многими второстепенными потоками обычно пренебрегают. При определении КПД котла всеми внутренними реакциями и рециркуляцией можно пренебречь. Определение КПД котла может быть выполнено только по расходам через границы системы.

На рис. 3.11 показан простой процесс с котлом. В котел подается топливо и необходимое количество воздуха для горения. Топливо вступает в реакцию с кислородом в котле, и дымовые газы выводятся наружу.Выделяемое тепло улавливается водой, закачиваемой в котел, превращая ее в пар, выходящий из котла.

Рисунок 3.11. Упрощенная схема котла.

Понятно, что границы системы можно провести разными способами. Например, котельная могла бы стать удобной границей системы. Было указано, что потери и тепловложение, вызванные вентиляторами, воздуходувками и насосами, не должны влиять на КПД котла. С другой стороны, следует учитывать насосы принудительной циркуляции, вентиляторы рециркуляции дымовых газов и другие внутренние технологические устройства, поскольку они играют роль при сравнении эффективности котлов разных типов.Следовательно, системная граница КПД котла в общих чертах включает в себя некоторое, но не все оборудование в котельной.

Граница системы для измерения эффективности котла, к счастью, обычно определяется в применимом стандарте; т.е. в них точно определены компоненты, принадлежащие границе системы. Все значения расхода записываются, когда они пересекают границу системы.

•

Оборудование для транспортировки, транспортировки и подачи топлива находится за пределами котельной системы.Угольные дробилки и связанное с ними оборудование находятся в пределах системы, поскольку они являются частью внутреннего контура потока.

•

Вентиляторы и воздуховоды находятся за пределами котельной системы. Оборудование, начиная с первой поверхности теплопередачи, подогревателя воздуха, находится в пределах системы.

•

Печь с сопутствующим оборудованием находится в пределах котельной системы. Утилизация золы находится за пределами котельной системы.

•

Оборудование для очистки дымовых газов находится за пределами котельной системы. Вентилятор рециркуляции дымовых газов находится за пределами котельной системы.

•

Все паровые и водяные теплообменники, охлаждающие дымовые газы, находятся внутри границы котельной системы.

•

Насосы принудительной циркуляции находятся внутри границы системы.

•

Система управления, контрольно-измерительные приборы и электрификация находятся за пределами котельной системы.

3.6.1 Полезная тепловая мощность

Полезная тепловая мощность включает все значения тепла при всех потоках пара. Стоимость, конечно, зависит от типа котла и причины, по которой мы рассчитываем КПД котла. Обычно полезную тепловую мощность можно определить как

(3,2) Qabs = Qms + Qrh + Qbd

, где

Q _мс — тепло, передаваемое в основной пар

Q _rh — это тепло, передаваемое на подогрев пара

Q _bd — тепло, передаваемое на продувку

Обычно пар, используемый для нагрева воздуха или продувки сажи, не учитывается.

3.6.2 Ввод тепла и энергии

Ввод энергии состоит из двух компонентов. Один пропорционален расходу топлива, а другой не зависит от расхода топлива. Потоки энергии, которые зависят от расхода топлива:

•

химическая энергия в топливе, H _u (теплота сгорания)

•

энергия, включенная в предварительный нагрев топлива, Q _f

•

энергия, включенная в предварительный нагрев воздуха, Q _a

Примеры потоков энергии, которые в некоторой степени не зависят от потока топлива:

•

вал мощность вентиляторов дымовых газов и воздуха

•

мощность на валу циркуляционных насосов

•

подвод энергии вентилятором рециркуляции дымовых газов.

Полезную тепловую нагрузку принято рассматривать как разность входных и выходных значений. То есть полезное тепло — это разница между потоками на выходе и потоками на входе. Поэтому логично, что эти потоки энергии не считаются входными потоками. Такими входными потоками являются:

•

тепло в питательной воде

•

тепло в потоке пароохладителя

•

тепло в потоке пара, поступающего в подогреватель.

3.6.3 Определение эффективности прямым методом

Когда известны массовые потоки, значения удельной теплоемкости и температуры, подвод тепла с предварительно нагретым воздухом и топливом можно рассчитать, используя, например, следующую упрощенную формулу:

(3.3) η = Qms + Qrh + QbdHf * mf + Qf + Qa + ∑P

или

(3.4) η = mms * (hms − hfw) + mrh * (hrh, out − hrh, in) + mbd * (hbd − hfw) Hf * mf + mf * (hf, out − hf, in) + ma * (ha, out − ha, in) + ∑P

, где

H _f — это теплотворная способность топлива

м _f — массовый расход топлива

Q _f — тепло, передаваемое предварительно нагретому топливу

Q _a — передаваемое тепло к предварительно нагретому воздуху

Σ P — сумма входных потоков механической и электрической энергии

м _мс — основная массовый расход пара

м _rh — массовый расход пара для повторного нагрева

м _барр. — массовый расход продувки

м _a — массовый расход воздуха

h _ms — энтальпия основного пара

h _fw — энтальпия водяного пара

h _bd — энтальпия продувки

ч _{rh, out} — энтальпия на выходе пароперегревателя

ч _{rh, in} — энтальпия на входе пара для подогрева

h _{f, out} — энтальпия на выходе топлива

h _{f, в} — энтальпия на входе топлива

h _{a, на выходе} — энтальпия воздуха на выходе

ч _{a, в} — энтальпия воздуха на входе

Приведенная выше формула представляет собой очень простую формулу.Он игнорирует большую часть потоков энергии, пересекающих границу. Отметим, что, по крайней мере, следующие потоки не были учтены:

•

конденсат

•

утечка воздуха

•

продувка сажей

•

другие потоки электроэнергии

•

потоков к и от очистки дымовых газов

•

распыляющего пара

•

вспомогательных видов топлива

•

потоков отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха 9014

•

тепло хранится в золе (твердой или расплавленной).

Можно утверждать, что эти потоки второстепенные и не влияют на расчет. Их действие сложно оценить априори, не измерив их. Поэтому необходимость измерения большого количества потоков является одной из основных проблем при прямом измерении эффективности.

Другая проблема возникает из теории математической неопределенности, связанной с измерениями. Поскольку необходимо измерять каждый поток, ошибка в эффективности быстро становится очень большой. Поэтому прямой метод на практике используется очень редко.

3.6.4 Определение эффективности косвенным методом

Уравнение эффективности может быть также оформлено как (EN 12952-15, 2003)

(3.5) η = 1 − Qin − QabsQin

и даже далее как

( 3.6) η = 1 − ∑Ql, iQin

, где

Q _{l, i} — это i : th потеря тепла

Основные потери в парогенераторе следующие :

•

Тепло, потерянное с дымовыми газами, которое можно разделить на сумму:

•

тепла, потерянного с сухими дымовыми газами

•

тепла, потерянного с вода в дымовых газах

•

Потери несгоревшего горючего топлива, которые можно разделить на сумму:

•

потери негорючего в золе

•

потери я n негорючие газы

•

Явное тепло в золе

•

Потери на излучение и теплопроводность.

Большинство этих потерь можно оценить с большей точностью, чем фактические потоки. Таким образом, косвенный метод дает более высокую точность при оценке эффективности парогенератора.

Самая большая потеря тепла от парогенератора — это тепло, теряемое выходящим дымовым газом. Потери дымовых газов зависят от конечной температуры дымовых газов и количества дымовых газов. Таким образом, чем выше соотношение воздуха, тем выше потери дымовых газов.

Дымовые газы должны выходить из котла при как можно более низкой температуре, чтобы минимизировать потери дымовых газов.Обычно либо из-за экономики, либо из-за проблем с оборудованием или из-за коррозии температура дымовых газов ограничивается 150–200 ° C.

Ни весь углерод, ни все углеводы топлива, подаваемого в котел, не сгорают. Тепло, теряемое в результате незавершенных реакций, называется негорючим. Фактически, термодинамика ограничивает развитие реакций горения некоторой конечной величиной. Это означает, что в дымовых газах всегда присутствует некоторое количество CO, H _2, и других углеводородов.

Полное сжигание твердого топлива затруднено, поскольку сжигание полукокса обычно является медленным процессом.Это означает, что некоторое количество углерода остается в золе, поступающей со дна печи. Все виды топлива из твердой биомассы содержат некоторые сложные углеводороды. При сгорании некоторые из них превращаются в мелкие несгоревшие частицы, называемые сажей. Сажа — это в основном несгоревший углеродный остаток, который снижает эффективность котла.

Тепло теряется при выходе из печи остатков горения, горячей золы. Чтобы узнать потери золы, необходимо определить температуру, расход и энтальпию золы. К счастью, потери золы обычно достаточно малы, поэтому даже большие неточности в определении потерь золы обычно имеют незначительное влияние на точность общей эффективности.Если зола выходит из печи в расплавленном виде (например, в котлах-утилизаторах), потери значительно выше.

Есть потери из горячих стенок котла в окружающую среду. Они называются радиационными и конвекционными потерями. Часть этой энергии увеличивает температуру поступающего воздуха. Обычно радиационные и конвекционные потери определяют по подходящей диаграмме, рис. 3.12.

Рисунок 3.12. Радиационные потери котлов.

3.6.5 ASME PTC-4

В США и других странах используется код испытаний производительности ASME PTC-4.Он разработан Американским обществом инженеров-механиков (ASME, 2008). Основное отличие от EN 12952-15 состоит в том, что в качестве входных данных используется более высокая теплотворная способность топлива. Следовательно, необходимо учитывать как потерю скрытое тепло воды, выходящей с дымовыми газами. Таким образом, численные значения эффективности, полученные из ASME PTC-4, значительно ниже, чем из EN 12952-15. На практике суть вычислений довольно похожа.

3.6.6 DIN 1942

В свое время большой популярностью пользовались приемочные испытания парогенераторов DIN 1942 (DIN 1942, 1990).Он был разработан Немецким институтом стандартизации. Содержание очень близко к новому стандарту EN (EN 12952-12, 2003). DIN 1942 в настоящее время используется только для проверки производительности старых котлов для сравнения с предыдущими данными.

3.6.7 Собственная потребность в электроэнергии

Паровой котел нуждается в перекачке энергии, чтобы иметь возможность вводить питательную воду для производства пара под давлением. Чем выше давление, тем выше потребность в собственной мощности (Таблица 3.3).

Таблица 3.3. Собственная потребность в электроэнергии

Расчет и коэффициенты КПД промышленного котла

Типовые меры КПД котла

Есть несколько расчеты, которые вы можете провести, чтобы лучше понять общую эффективность котла вашего оборудования.Другими словами, каждая из перечисленных ниже оценок вносит свой вклад в общую эффективность котла. Если вы заметили, что одно из этих соотношений отклоняется от нормы, возможно, вы захотите дополнительно изучить факторы, влияющие на этот конкретный расчет. Чтобы определить курс действий по устранению проблемы, вы можете обратиться к нашим специалистам по обслуживанию, которые дадут вам объективную оценку состояния вашего котла и помогут решить все ваши потребности в ремонте промышленного котла.

Эффективность сгорания

Эффективность сгорания помогает нам понять способность горелки сжигать топливо.Анализируя количество несгоревшего топлива и избыточного воздуха в выхлопных газах, мы можем определить, насколько эффективно теплосодержание топлива превращается в полезное тепло. Если и несгоревшее топливо, и избыток воздуха работают на низком уровне, ваша система горелки считается эффективной. Желаемый диапазон полноты сгорания составляет 75-89%.

Кислород дымовых газов и температура дымовой трубы являются основными факторами, определяющими эффективность сгорания. Если вы выходите за пределы желаемого диапазона, мы предлагаем посмотреть на эти два индикатора, чтобы внести коррективы.Более того, мы рекомендуем вам периодически контролировать состав дымовых газов, чтобы поддерживать избыток воздуха на оптимальном уровне. Хотя избыточный воздух частично ответственен за потерю тепла, необходимо полностью сжечь топливо. Есть способы подать сигнал о том, что вы не достигли желаемого уровня избытка воздуха. Например, несгоревшие горючие вещества, такие как топливо, сажа и дым, означают, что у вас недостаточно избыточного воздуха, в то время как увеличенный поток дымовых газов указывает на то, что у вас его слишком много.

Сезонная эффективность

Когда времена года меняются, они вносят изменения в условия окружающего воздуха, такие как температура, влажность, плотность и т. Д.Эти условия приводят к значительным изменениям в работе горелки. Горелки специально настроены на текущие свойства воздуха. Настраивать котел важно во время значительных сезонных колебаний. Мы рекомендуем не реже двух раз в год весной и осенью.

Сезонный КПД — это то, насколько хорошо котел расходует топливо в течение всего отопительного сезона. Чтобы определить сезонную эффективность, вы сравниваете общую сезонную выработку тепла, потребляемую вашим предприятием, с общим сезонным расходом топлива.Эта информация позволит вам узнать, сколько вам нужно будет заплатить за топливо в течение отопительного сезона.

В разные сезоны приходится различное количество операций котла, которые вам понадобятся. Устойчивый КПД вашей котельной системы вместе с простоями и потерями из-за цикличности влияет на общую сезонную эффективность. В конечном итоге, чем дольше работает котел, тем выше сезонный КПД, поэтому, когда вы включаете и выключаете котел, вы создаете потери из-за простоев и циклических нагрузок, что приводит к снижению сезонного КПД.Определяя свои потребности в отопительный сезон, обязательно учитывайте эти эффекты при принятии решений.

Тепловой КПД

Тепловой КПД оценивает эффективность теплообменника путем анализа его способности передавать тепловую энергию воде или пару внутри котла. Однако в этом расчете не учитываются внешние факторы, такие как потери при включении-выключении, радиационные потери, потери на конвекцию и т. Д., Поэтому это не лучший показатель расхода топлива котлами.

Существует множество факторов, которые могут отрицательно повлиять на тепловой КПД, в частности образование накипи и сажи на трубах котла. Если теплообменные поверхности находятся в плохом состоянии, то от дымовых газов в воду передается меньше тепла. В результате котел работает менее эффективно.

Эффективность преобразования топлива в пар

Эффективность преобразования топлива в пар — это общая эффективность системы котла, включая все другие факторы, описанные выше. Хотя во многих случаях термический КПД используется как синоним КПД от пара к топливу, они не идентичны.Этот показатель — самая важная характеристика котла, необходимая для наилучшего сравнения оборудования и наиболее разумного экономического решения для предстоящей покупки.

Средние значения эффективности преобразования топлива в пар обычно составляют 80-85%. Чтобы достичь верхнего предела этого показателя, производители внедрили расширенное моделирование вычислительной гидродинамики (CFD) для оптимизации конструкции таких компонентов, как трубы котла, форма печи и т. Д.

КПД котла и сжигание | Спиракс Сарко

Тепло от топлива

Теплотворная способность

Это значение может быть выражено двумя способами: «Общая» или «Низкая» теплотворная способность.

Высшая теплотворная способность

Это теоретическая общая энергия топлива. Однако все обычные виды топлива содержат водород, который сгорает вместе с кислородом с образованием воды, которая проходит вверх по дымовой трубе в виде пара.

Высшая теплотворная способность топлива включает энергию, используемую для испарения этой воды. Дымовые газы в паровой котельной не конденсируются, поэтому фактическое количество тепла, доступного котельной, уменьшается.

Точный контроль количества воздуха важен для эффективности котла:

• Слишком много воздуха охладит печь и унесет полезное тепло.
• Слишком мало воздуха и сгорание будет неполным, несгоревшее топливо будет уноситься и может образоваться дым.

Низшая теплотворная способность

Это теплотворная способность топлива без учета энергии пара, отводимого в дымовую трубу, и обычно используется для расчета КПД котла. В общих чертах:

Точный контроль количества воздуха важен для эффективности котла:

• Слишком много воздуха охладит печь и унесет полезное тепло.
• Слишком мало воздуха и сгорание будет неполным, несгоревшее топливо будет уноситься и может образоваться дым.

Однако на практике существует ряд трудностей в достижении идеального (стехиометрического) сгорания:

• Условия вокруг горелки не будут идеальными, и невозможно обеспечить полное соответствие молекул углерода, водорода и кислорода.
• Некоторые молекулы кислорода соединяются с молекулами азота с образованием оксидов азота (NO _x ).

Чтобы обеспечить полное сгорание, необходимо обеспечить некоторое количество «избыточного воздуха». Это влияет на КПД котла.

Контроль соотношения воздух / топливо на многих существующих небольших котельных осуществляется по принципу «разомкнутого контура». То есть горелка будет иметь ряд кулачков и рычагов, которые были откалиброваны для подачи определенного количества воздуха для определенной скорости горения.

Очевидно, что они являются механическими деталями, они изнашиваются и иногда требуют калибровки.Поэтому их необходимо регулярно обслуживать и калибровать.

На более крупных предприятиях могут быть установлены системы «замкнутого контура», в которых используются кислородные датчики в дымоходе для управления заслонками воздуха для горения.

Утечка воздуха в камере сгорания котла отрицательно сказывается на точном контроле горения.

Понимание рейтингов эффективности бытовых котлов

Во многих жилых домах используются котлы для нагрева воды и подачи горячей воды или пара для отопления.Пар распределяется по трубам к паровым радиаторам, а горячая вода может распределяться через радиаторы плинтуса или системы теплого пола или может нагревать воздух через змеевик. Паровые котлы работают при более высокой температуре, чем водогрейные, и по своей природе менее эффективны. Weil-McLain предлагает как водяные, так и паровые котлы, которые потенциально могут обеспечить существенное повышение эффективности по сравнению с нынешней моделью домовладельца. Специалист в области отопления вместе с домовладельцем может обеспечить разумные инвестиции, выбрав правильный бойлер для применения, достигнув правильного баланса стоимости и эффективности.

Оценка эффективности бытового котла

Эффективность котла измеряется годовой эффективностью использования топлива (AFUE) для блоков с потребляемой мощностью менее 300 000 BTUH. Федеральная торговая комиссия требует, чтобы на новых котлах отображалось их AFUE, чтобы потребители могли сравнивать эффективность нагрева различных моделей. AFUE — это расчетный КПД, который пытается оценить, насколько хорошо прибор преобразует энергию топлива в тепло в течение типичного года.

В частности, AFUE — это отношение годовой тепловой мощности котла к общей годовой энергии ископаемого топлива, потребляемой котлом.В общем, AFUE 90% означает, что 90% энергии топлива становится теплом для дома, а остальные 10% уходят в дымоход и другие места.

Полностью электрический котел не имеет потерь в дымоходе. Рейтинг AFUE для полностью электрического котла составляет от 95% до 100%. Однако, несмотря на их высокий КПД, более высокая стоимость электроэнергии в большей части страны делает полностью электрические котлы неэкономичным выбором.

Минимальные требования к рейтингу AFUE для котлов зависят от типа топлива и используемого теплоносителя.По состоянию на 1 сентября 2012 года все произведенные котлы имеют следующие минимальные рейтинги AFUE: 82% для газового водогрейного котла, 80% для газового парового котла, 84% для водогрейного котла на жидком топливе и 82 % для парового котла, работающего на жидком топливе. Кроме того, газовым котлам не разрешается иметь постоянное горение запальника, а водогрейные котлы должны иметь автоматические средства регулирования температуры воды в соответствии с предполагаемой тепловой нагрузкой.

Помимо типа используемого топлива и теплоносителя, модели котлов в первую очередь предназначены для работы в неконденсирующем или конденсационном режиме.Котлы без конденсации имеют КПД примерно от 80 до 88%, а котлы с конденсацией имеют КПД выше примерно 88%. Конденсационный котел конденсирует водяной пар, образующийся в процессе сгорания, и использует скрытое тепло от этой конденсации.

Рейтинг AFUE для конденсационного котла может быть намного выше (более чем на 6-8 процентных пунктов), чем для неконденсатного котла. Важно отметить, что существуют значительные различия между этими группами продуктов без конденсации и конденсации, и даже большие различия между новыми установками и установками, заменяющими эти различные продукты.Для достижения максимальной эффективности они должны использоваться в правильных приложениях.

Современные чугунные котлы намного более эффективны, чем те, что существуют более 20 лет назад, поэтому модернизация потенциально может обеспечить значительную экономию при замене чугунного котла новым чугунным котлом при правильном использовании. Weil-McLain предлагает сегодня на рынке один из самых эффективных чугунных газовых котлов GV90 +. Котел GV90 + имеет КПД 91.9% и может вентилироваться из ПВХ.

Модернизация котла / системы

В некоторых случаях домовладелец может быть финансово не готов или не в состоянии заменить котел. Иногда котлы можно модернизировать для повышения их эффективности. Эти обновления повышают эффективность более надежных старых систем. Но затраты на модернизацию следует тщательно сопоставить со стоимостью нового котла, особенно если замена возможна в течение нескольких лет. Модернизация зависит от вида топлива, но, как правило, некоторые варианты модернизации, которые могут повысить энергоэффективность системы, включают установку программируемых термостатов, добавление зонального контроля для систем горячего водоснабжения и / или установку наружных элементов управления сбросом.Продукты для очистки воды также можно использовать для улучшения циркуляции в системе, теплопередачи и предотвращения образования накипи.

Замена котла

Хотя старые котлы имели КПД в диапазоне от 56% до 70%, современные котлы могут достигать КПД до середины 90-х годов, преобразовывая почти все топливо в полезное тепло для дома. Модернизация энергоэффективности и новая высокоэффективная система отопления часто могут вдвое сократить расходы на топливо и выбросы. Повышение эффективности котла с 56% до 90% в среднем доме с холодным климатом может потенциально сэкономить 1.Выбросы углекислого газа 5 тонн ежегодно при отоплении на газе или 2,5 тонны при отоплении на масле.

Если котел старый, изношенный, неэффективный или значительно крупногабаритный, часто самым простым решением является его замена на современную модель. Старые угольные горелки, переоборудованные для работы на жидком топливе или газе, являются основными кандидатами на замену, так же как и газовые котлы с запальными лампами, а не с электронным зажиганием. Независимо от того, будет ли это плановая или внеплановая замена бойлера, бойлер правильного размера будет работать наиболее эффективно, если он будет правильно адаптирован к домашнему применению.

В целом, оценку годовой экономии от замены системы отопления можно сделать с помощью приведенной ниже таблицы, в которой предполагается, что обе системы отопления имеют одинаковую тепловую мощность и котел правильно подобран для применения в доме. Однако старые системы, как правило, имеют слишком большие размеры и будут особенно крупными, если домовладелец значительно повысит энергоэффективность дома (установит новые двери, окна, изоляцию и т. Д.). Благодаря этому дополнительному преимуществу фактическая экономия при обновлении до новой системы может быть выше, чем указано в таблице.

Будьте уверены, что независимо от вашего выбора, линейка котлов Weil-McLain установила отраслевой стандарт инноваций, дизайна, простоты установки, надежности и эффективности, обеспечивая при этом душевное спокойствие, непревзойденный комфорт и окупаемость энергии для домовладельцев.

Источник:
«Печи и котлы». Energy.gov. N.p., n.d. Интернет. 26 апреля 2014 г.

КПД котла | CleanBoiler.org

Это информация из Кливер-Брукс

Введение

Сегодняшние технологические процессы и системы отопления по-прежнему используют пар и горячую воду.Основной технологией для выработки тепла или технологической энергии является блочный дымогарный котел. Комбинированный дымогарный котел доказал свою высокую эффективность и рентабельность при выработке энергии для технологических процессов и отопления.

Для проведения тщательной оценки котельного оборудования необходимо проанализировать тип котла, сравнить характеристики и преимущества, требования к техническому обслуживанию и расходу топлива. Из этих критериев оценки ключевым фактором является расход топлива или эффективность котла.

КПД котла, в простейшем смысле, представляет собой разницу между потребляемой и выходной энергией. Типичный котел будет потреблять во много раз больше первоначальных капитальных затрат на использование топлива в год. Следовательно, разница всего в несколько процентных пунктов в КПД котла между агрегатами может привести к значительной экономии. Данные об эффективности, используемые для сравнения между котлами, должны основываться на проверенных характеристиках, чтобы можно было точно сравнить потребление топлива. Однако на протяжении многих лет эффективность представлялась в запутанных терминах или таким образом, что значение эффективности не точно отражало подтвержденные значения расхода топлива.Иногда представление «КПД котла» не совсем верно для сравнения энергозатрат и выработки энергии оборудованием.

Помните, первоначальная стоимость котла — это самая низкая часть ваших инвестиций в котел. Затраты на топливо и техническое обслуживание составляют самую большую часть инвестиций в котельное оборудование. Не все котлы одинаковы. Некоторые основные конструктивные различия могут выявить различия в ожидаемых уровнях эффективности. Оценка этих конструктивных различий может дать представление о том, какое значение эффективности и связанные с этим эксплуатационные расходы вы можете ожидать.

Однако каждый котел работает в соответствии с одними и теми же фундаментальными термодинамическими принципами. Таким образом, для данной конструкции котла можно рассчитать максимальный теоретический КПД. Максимальное значение представляет собой наивысший доступный КПД устройства. Будьте осторожны, если вы оцениваете котел, у которого заявленный КПД выше теоретического значения КПД! Значение эффективности, которое вы используете, может не точно отражать расход топлива агрегатом.

В конечном итоге эффективность сводится к стоимости.Стоимость котла. Стоимость горелки. Ценность поддержки, оказываемой на протяжении всего срока службы оборудования.

Почему выбирают самый эффективный котел?

Когда вы покупаете бойлер, вы действительно вносите первоначальный взнос при покупке пара или горячей воды. Плата за выработку электроэнергии осуществляется в течение всего срока службы оборудования и определяется эффективностью преобразования топлива в пар и затратами на техническое обслуживание. Даже при экономичных расходах на топливо выбор высокоэффективного котла приведет к значительной экономии средств.Котельная установка стоимостью 75 000 долларов может легко потреблять более 400 000 долларов топлива каждый год, когда она работает. Выбор котла с низкими затратами на техническое обслуживание и высокой эффективностью «изначально заложенных» действительно может обеспечить экономию и максимизировать ваши вложения в котел.

Эффективность полезна только в том случае, если она воспроизводима и устойчива в течение всего срока службы оборудования. Выбор наиболее эффективного котла — это больше, чем просто выбор поставщика, который желает достичь заданного значения эффективности. Необходимо доказать, что технология горелки способна поддерживать соотношение воздух / топливо из года в год.Убедитесь, что конструкция горелки включает надежные и воспроизводимые функции. Как сказать? Спросите любого специалиста по котлам, который работал над различными конструкциями котлов / горелок. Горелки с конструкцией с высоким перепадом давления, качественной конструкцией вентилятора и заслонки и простыми узлами рычажного механизма легко настраиваются и точно поддерживают соотношение воздух-топливо. Горелки с лопастными или жалюзийными заслонками и сложными узлами рычажных механизмов, как правило, труднее настраивать в пределах рабочего диапазона котла, и они не могут точно поддерживать соотношение воздуха и топлива во время работы котла.

Почему выбирают самый эффективный котел? Потому что дивиденды, выплачиваемые каждый год, намного перевешивают любую первоначальную экономию затрат на менее эффективную конструкцию. Какой котел самый эффективный? Тот, который не только эффективно запускается, но и продолжает эффективно работать из года в год.

Заменить или отремонтировать.

Решение о покупке нового котла обычно вызвано необходимой заменой старого котла, расширением существующей котельной или строительством новой котельной.

Рассматривая замену старого котла, обратите внимание на следующие моменты, чтобы убедиться, что вы проводите всестороннюю оценку вашей ситуации.

Затраты на обслуживание

Внимательно оцените свои расходы на техническое обслуживание. Старый агрегат стоит вам денег по-разному, включая аварийное обслуживание, простои, основные требования к техническому обслуживанию (в прошлом и ожидающие), труднодоступные и дорогие детали, время оператора на поддержание агрегата в рабочем состоянии и судно в целом, горелка и проблемы с огнеупором.Многие из этих затрат могут быть скрыты в вашем общем бюджете на техническое обслуживание. Вы расплачиваетесь за устаревшее оборудование котельной. Но затраты необходимо исследовать и подсчитать.

Мощность котла

Новые блочные котлы с дымогарными трубами имеют гораздо более высокие стандарты производительности, чем старые конструкции. Диапазон регулирования, избыточный воздух, автоматическая работа, конструкция горелок с точным воспроизводимым соотношением воздух / топливо, компьютерное управление горением, технология с низким уровнем выбросов и высокая гарантированная эффективность — все это теперь доступно на блочных топочных котлах премиум-класса.Результат — низкие эксплуатационные расходы и автоматическое производство электроэнергии для вашего объекта. Все причины экономии средств для выбора нового блочного пожаротрубного котла.

Расход топлива

Если ваш старый агрегат предназначен для сжигания низкосортного жидкого топлива, или если вам нужно оценить пропан или другое другое топливо, просмотрите затраты на конверсию вместе с существующими проблемами технического обслуживания, производительности и эффективности, чтобы увидеть, пришло ли время для рассматривают покупку нового котла. Часто инвестиции вкладываются в старую установку, когда затраты, связанные со следующим ремонтом, оправдывают новую установку.Результат — зря потраченные деньги на модернизацию старого агрегата.

КПД

Ваш представитель Cleaver-Brooks может помочь проверить эффективность вашего старого котла с помощью простого анализа дымовой трубы. Эти данные дадут вам общее представление о разнице между стоимостью топлива существующего котла и нового агрегата. По результатам оценки дымовой трубы следует провести более полную оценку требований вашей котельной. Размер котла, характеристики нагрузки, требования к диапазону изменения, резервные требования, тип топлива, требования к контролю и требования к выбросам — все это должно быть оценено.Результатом будет точный анализ потенциальной экономии топлива, технического обслуживания и эффективности котельной, что может означать существенное снижение затрат на вашем предприятии.

Сравнение характеристик эффективности

Все пожарные котлы одинаковые? Не правда! Дело в том, что между дымогарными котлами есть ключевые отличия.

КПД дымогарного котла — не загадочный расчет. Высокий КПД является результатом серьезных конструктивных соображений, заложенных в котел.Обзор некоторых основных конструктивных отличий одного котла от другого может дать вам ценную информацию об ожидаемых показателях эффективности. При оценке вашего котла следует учитывать следующие вопросы проектирования.

Количество проходов котла

Число проходов котла просто представляет собой количество раз, когда горячий дымовой газ проходит через котел (теплообменник). Двухходовой бойлер дает две возможности горячим газам передавать тепло воде в бойлере.Четырехходовой агрегат обеспечивает четыре возможности передачи тепла. Было сделано много сравнений относительно эффективности и количества проходов котла, но факты ясны и неоспоримы. Температура дымовой трубы четырехходового котла будет ниже, чем температура дымовой трубы двух- или трехходового котла аналогичного размера, работающего в аналогичных условиях. Четырехходовой двигатель будет иметь более высокий КПД и более низкие затраты на топливо. Это не мнение. Это базовая физика теплообменника. Конструкция с 4 проходами обеспечивает более высокие коэффициенты теплопередачи.

Часто установка нижнего прохода будет включать турбулизаторы или будет испытываться при скоростях воспламенения ниже допустимой, чтобы доказать более низкие температуры дымовой трубы. Не дайте себя обмануть. Турбулизаторы могут помочь пройти тест на эффективность, но в дальнейшем они потребуют обслуживания. Фактически, вам не потребовалось бы интенсивное техническое обслуживание, трубы котла, дополнительные устройства, если бы котел изначально был спроектирован для обеспечения надлежащей скорости дымовых газов. Каждый проход в котле должен быть спроектирован с таким поперечным сечением, чтобы обеспечивать надлежащую скорость дымовых газов и теплообмен.Когда дело доходит до эффективности, доказательством этого действительно являются проходы и правильная конструкция теплопередачи.

Совместимость горелки / котла

Термин «блочный котел» иногда используется, даже если горелка, изготовленная одним поставщиком, прикреплена болтами к котлу, изготовленному другим поставщиком. Действительно ли установка «выкупной» горелки на судне представляет собой комплектный котел? И что еще более важно, почему это важно? Настоящая блочная конструкция котла / горелки включает горелку и котел, разработанные как единое целое, с учетом геометрии топки, характеристик лучистой и конвективной теплопередачи и проверенных характеристик горелки в конкретном котле.Разработка как действительно упакованного устройства гарантирует, что его рабочие характеристики будут проверены и проверены во время разработки.

Вы можете установить двигатель от одного автомобиля на другой. Автомобиль, вероятно, будет работать. Он доставит вас из точки «А» в точку «Б.» Но как насчет производительности? Обеспечит ли автомобиль топливную экономичность и надежность в течение всего срока службы автомобиля? Отправились бы вы в долгую поездку, в которой вам пришлось бы зависеть от такой машины? А если вам понадобится сервис, кто возьмет на себя ответственность за ремонт и гарантию автомобиля?

Котел обеспечивает тот же сценарий.Выкупная горелка запустит блок. Но есть ли у вас производительность, эффективность, диапазон регулирования, характеристики избыточного воздуха и выбросы? И кто позаботится о том, чтобы установка работала после первого запуска? Есть ли хоть один ответственный производитель, который в первую очередь должен обеспечить работоспособность устройства? Выкупная упаковка горелки может привести к снижению производительности и более высоким требованиям к запуску и техническому обслуживанию. Это также может стоить вам денег каждый раз, когда у вас возникает проблема, а местные специалисты по обслуживанию не могут получить заводскую поддержку.Вы можете подумать, что сэкономили деньги с выкупным пакетом горелки. Но так ли это на самом деле?

Повторяемый контроль воздуха / топлива

Эффективность котла зависит от способности горелки обеспечивать надлежащий воздух для топливной смеси на протяжении всего расхода, день за днем, без необходимости сложной настройки или регулировки. Многие конструкции горелок могут подавать требуемую топливно-воздушную смесь с достаточным временем для регулировки горелки или в течение одного испытательного периода. Проблема в том, что многие из этих сложных конструкций рычагов не удерживают воздух в настройках топлива с течением времени.И часто они регулируются при высоком уровне избыточного воздуха, чтобы учесть нестабильность в работе горелки. Дело в том, что вы платите за агрегат, исходя из фактической способности эффективно работать. Когда дело доходит до выбора горелки, настаивайте на простой сборке рычагов и доступной конструкции горелки для истинной эффективности и реальной экономии.

Еще одна особенность горелки, на которую следует обратить внимание, — это конструкция вентилятора. Вентиляторы с короткозамкнутым ротором не обеспечивают такой надежный контроль воздуха, как вентилятор с обратной кривой.Конструкция вентилятора из литого алюминия также обеспечивает жесткие допуски и максимальный срок службы вентилятора. Кроме того, узлы заслонки регистрового или лопастного типа имеют тенденцию ограничивать контроль над воздухом в условиях слабого горения и имеют тенденцию быть гораздо менее повторяемыми, чем конструкции радиальных заслонок. Контроль воздуха для горения имеет решающее значение для производительности горелки. Если горелка не может обеспечить повторяемый контроль воздуха, снова типичным решением является установка горелки на высокий уровень избыточного воздуха, что приводит к значительным потерям денег каждый раз, когда вы запускаете установку.Факты очевидны: конструкция реверсивного вентилятора и радиального демпфера обеспечивает высокий КПД и повторяемую экономию топлива, таким образом, производительность приносит дивиденды на протяжении всего срока службы котла.

Поверхность нагрева

Поверхность нагрева в квадратных футах на мощность котла в общих чертах показывает, насколько интенсивно работает судно. Стандартная поверхность нагрева для дымогарного котла составляет пять квадратных футов на мощность котла. Откуда нам это знать? Компания Cleaver-Brooks устанавливает стандарт и предоставляет пять квадратных футов в качестве базовых критериев проектирования для наших продуктов для пожарных труб.Правильная поверхность нагрева означает более длительный срок службы котла и более высокую эффективность. Стандарт — пять квадратных футов.

Конструкция судна

Конструкция сосуда под давлением регулируется строгими требованиями кодекса ASME. Однако существует множество вариантов конструкции судна, которые по-прежнему будут соответствовать кодам ASME. Циркуляция воды, конструкция с низким уровнем нагрузки и доступность являются ключевыми критериями для правильной конструкции резервуаров высокого давления. Особые особенности, на которые следует обратить внимание, включают дизайн с одной трубной решеткой. Конструкция с одинарной трубной решеткой обеспечивает минимальное количество сварных соединений, снижает напряжение трубной решетки и обеспечивает отличную циркуляцию воды.Помимо конструкции с одной трубной решеткой, котел должен иметь надлежащее расстояние между трубками, размер поперечного сечения на каждом проходе для надлежащей теплопередачи, низкое расположение топки и правильное расположение входа и выхода. Правильная циркуляция должна быть предусмотрена в конструкции для обеспечения максимальной эффективности и долговечности котла. Полностью доступная передняя и задняя трубные решетки для простоты осмотра и низких затрат на замену трубок также являются ключевыми критериями проектирования. Вы будете проверять свой котел часто, обычно каждый год.Конструкция с одной трубной решеткой обеспечивает самый продолжительный срок службы трубной решетки и самый долгий срок службы трубной решетки. Доступные передняя и задняя головки гарантируют наименьшие затраты на осмотр и замену трубок, если они возникнут. Оба результата приводят к максимальной эффективности и минимальным затратам на техническое обслуживание вашего котельного оборудования.

Определение КПД котла

Эффективность сгорания

Эффективность сгорания — это показатель способности горелки сжигать топливо. Количество несгоревшего топлива и избыточного воздуха в выхлопных газах используется для оценки эффективности сгорания горелки.Горелки, приводящие к низкому уровню несгоревшего топлива при работе с низким уровнем избытка воздуха, считаются эффективными. Хорошо спроектированные горелки, работающие на газообразном и жидком топливе, работают при уровне избытка воздуха 15%, что приводит к незначительному количеству несгоревшего топлива. При работе только с 15% избытком воздуха меньше тепла от процесса сгорания используется для нагрева избыточного воздуха, что увеличивает доступное тепло для нагрузки. Эффективность сгорания не одинакова для всех видов топлива, и, как правило, газообразное и жидкое топливо сжигается более эффективно, чем твердое топливо.

Тепловой КПД

Тепловой КПД — это мера эффективности теплообменника котла. Он измеряет способность теплообменника передавать тепло от процесса сгорания воде или пару в котле. Поскольку тепловой КПД является исключительно мерой эффективности теплообменника котла, он не учитывает потери на излучение и конвекцию из-за корпуса котла, водяного столба или других компонентов. Поскольку термический КПД не учитывает потери на излучение и конвекцию, он не является истинным показателем расхода топлива котла и не должен использоваться в экономических оценках.

КПД котла

Термин «КПД котла» часто заменяют термином КПД или КПД по преобразованию топлива в пар. Когда используется термин «КПД котла», важно знать, какой тип КПД представлен. Почему? Потому что термический КПД, не учитывающий потери на излучение и конвекцию, не является показателем истинного КПД котла. Эффективность преобразования топлива в пар, учитывающая радиационные и конвекционные потери, является истинным показателем общей эффективности котла.Термин «КПД котла» должен быть определен производителем котла до того, как он будет использоваться в любой экономической оценке.

Эффективность преобразования топлива в пар

Эффективность преобразования топлива в пар — это мера общей эффективности котла. Он учитывает эффективность теплообменника, а также потери на излучение и конвекцию.

Это показатель истинного КПД котла, который должен использоваться при экономической оценке.

В соответствии с ASME Power Test Code, PTC 4.1, эффективность парообразования котла может быть определена двумя способами; Метод ввода-вывода и метод потери тепла.

Метод ввода-вывода

Метод измерения эффективности ввода-вывода основан на соотношении мощности и мощности котла. Он рассчитывается путем деления мощности котла (в БТЕ) на мощность котла (в БТЕ) и умножения на 100. Фактическая потребляемая мощность и мощность котла определяются с помощью контрольно-измерительных приборов, и данные используются в расчетах, которые приводят к получению топлива: паровой КПД.

Метод потери тепла

Метод измерения эффективности теплового баланса основан на учете всех тепловых потерь котла. Фактический метод измерения состоит из вычитания из 100 процентов общего процента потерь в сумме, излучения и конвекции. Полученное значение представляет собой КПД котла по обмену топлива на пар. Метод теплового баланса учитывает потери в дымовой трубе, а также радиационные и конвективные потери.

Потери стека

Температура дымовой трубы — это мера тепла, уносимого сухими дымовыми газами, и потеря влаги.Это хороший показатель эффективности котла. Температура дымовой трубы — это температура дымовых газов (сухого и водяного пара), выходящих из котла, и отражает энергию, которая не передается от топлива к пару или горячей воде. Чем ниже температура дымовой трубы, тем эффективнее конструкция теплообменника и тем выше эффективность преобразования топлива в пар.

Радиационные и конвекционные потери

Все котлы имеют радиационные и конвекционные потери. Потери представляют собой тепло, излучаемое котлом (радиационные потери), и потери тепла из-за протекания воздуха через котел (потери на конвекцию).Потери на излучение и конвекцию, выраженные в британских тепловых единицах в час, по существу постоянны во всем диапазоне горения конкретного котла, но варьируются в зависимости от типа, размера и рабочего давления котла.

Компоненты эффективности (влияние и чувствительность)

КПД котла, рассчитанный методом теплового баланса ASME, включает потери в дымовой трубе, а также радиационные и конвекционные потери. Но какие факторы имеют наибольшее влияние или «чувствительность» на КПД котла? Как уже говорилось ранее, основным фактором является конструкция котла.Однако при расчете эффективности есть место для интерпретации. Действительно, при желании вы можете сделать котел более эффективным, чем он есть на самом деле, проявив немного творчества при расчете эффективности.

Ниже приведены ключевые факторы для понимания расчетов эффективности.

• Температура дымовых газов (температура дымовой трубы)
• Спецификация топлива
• Избыточный воздух
• Температура окружающего воздуха
• Радиационные и конвективные потери.
• Температура дымовых газов

Температура дымовых газов или «температура дымовой трубы» — это температура дымовых газов на выходе из котла. Температура дымовых газов должна быть подтвержденным значением, чтобы расчет КПД отражал истинное потребление топлива котлом. Потенциальным способом управления значением эффективности является использование в расчетах температуры дымовых газов ниже фактической. При просмотре гарантии или расчета эффективности проверьте температуру дымовых газов.Это реально? Она близка к температуре насыщения жидкости в котле или меньше? И может ли поставщик оборудования направить вас к существующей рабочей площадке, где существуют такие уровни температуры дымовых газов? Условия на стройплощадке будут различаться и будут влиять на температуру дымовых газов. Однако, если значение КПД является точным, температура дымовых газов должна подтверждаться в существующих приложениях. Пусть вас не обманывают расчетные температуры трубы. Убедитесь, что температура трубы подтверждена.

Спецификация топлива

Технические характеристики топлива также могут существенно повлиять на эффективность. В случае газообразного топлива, чем выше содержание водорода, тем больше водяного пара образуется при сгорании. Этот водяной пар использует энергию, поскольку он меняет фазу в процессе сгорания. Более высокие потери водяного пара при сжигании топлива приводят к снижению эффективности. Это одна из причин, по которой мазут сгорает с более высокой эффективностью, чем природный газ. Чтобы получить точный расчет эффективности, необходимо использовать спецификацию топлива, которая представляет собой топливо на строительной площадке, которое будет сжигаться.При просмотре гарантии или расчета эффективности проверьте спецификацию топлива. Является ли оно типичным для топлива, которое вы будете использовать в котле? Представление об эффективности использования топлива с низким содержанием водорода не даст точной оценки фактического расхода топлива.

Гистограмма зависимости КПД от отношения H / C показывает степень, в которой КПД может зависеть от характеристик топлива. График показывает влияние соотношения водорода и углерода на эффективность для пяти различных видов газообразного топлива.При идентичных условиях эксплуатации КПД может варьироваться в пределах 2,5–3,0%, основываясь исключительно на соотношении водорода и углерода в топливе. При оценке эффективности котла необходимо знать фактические характеристики топлива.

Избыточный воздух

Избыточный воздух — это дополнительный воздух, подаваемый в горелку сверх количества воздуха, необходимого для полного сгорания. Избыточный воздух подается в горелку, потому что котел, работающий без достаточного количества воздуха или «богатого топливом», работает в потенциально опасном состоянии.Следовательно, в горелку подается избыточный воздух, чтобы обеспечить коэффициент безопасности выше фактического количества воздуха, необходимого для горения.

Однако избыточный воздух использует энергию сгорания, таким образом забирая потенциальную энергию для передачи воде в котле. Таким образом, избыток воздуха снижает эффективность котла. Качественная конструкция горелки позволит работать при минимальном уровне избытка воздуха 15% (3% как O2). O2 представляет собой процент кислорода в дымовых газах. Избыточный воздух измеряется путем отбора пробы O2 в дымовых газах.Если существует 15% избытка воздуха, анализатор кислорода измерит O2 в избыточном воздухе и покажет результат измерения 3%.

Сезонные изменения температуры и барометрического давления могут вызвать колебания избытка воздуха в котле на 5–10%. Кроме того, сжигание при низком уровне избыточного воздуха может привести к высокому содержанию CO и образованию сажи в котле, особенно если горелка имеет сложное соединение и не имеет надлежащей конструкции вентилятора. Дело в том, что даже горелки, теоретически способные работать с уровнем избытка воздуха менее 15%, на практике редко остаются с такими настройками.Реальный уровень избыточного воздуха для работающего котла составляет 15%, если необходимо поддерживать соответствующий коэффициент безопасности.

При просмотре гарантии или расчетов эффективности проверьте уровни избытка воздуха. Если для расчета КПД используется 15% избыток воздуха, горелка должна быть очень качественной конструкции с повторяемыми характеристиками заслонки и рычажного механизма. Без этих функций ваш котел не будет работать при низких значениях избыточного воздуха, которые используются для расчета, по крайней мере, ненадолго.Если для расчета используется менее 15% избыточного воздуха, вы, вероятно, основываете свое потребление топлива на более высоком КПД, чем достигается при повседневной эксплуатации. Вам следует попросить продавца пересчитать эффективность при реалистичных значениях избыточного воздуха.

Температура окружающей среды

Температура окружающей среды может существенно повлиять на КПД котла. Изменение температуры окружающей среды на 40 градусов может повлиять на эффективность на 1% и более. Большинство котельных относительно теплые.Следовательно, большинство расчетов эффективности основано на 80 град. F. Температура окружающей среды. При просмотре гарантии или расчета эффективности проверьте используемые условия окружающего воздуха. Если использовалось значение выше 80 ° F, это не соответствует стандартной инженерной практике. И, если котел будет находиться на улице, фактический КПД будет ниже из-за более низкой температуры окружающего воздуха, независимо от конструкции котла. Чтобы определить фактический расход топлива, попросите рассчитать КПД при более низких условиях окружающей среды.

Радиационные и конвекционные потери

Потери на излучение и конвекцию представляют собой тепловые потери, исходящие от корпуса котла. Котлы изолированы, чтобы минимизировать эти потери. Однако у каждого котла есть радиационные и конвекционные потери. Иногда эффективность представляется без каких-либо потерь на излучение и конвекцию.

Это не соответствует действительности расхода топлива котла. Конструкция котла также может влиять на радиационные и конвекционные потери. Например, котел с водяной конструкцией имеет тенденцию иметь намного более высокую температуру обшивки задней части, чем котел с сухой конструкцией.Это легко доказать. Просто подойдите к задней части качественного сухого котла и коснитесь задней двери. Низкие температуры в задней части котла являются результатом низких потерь излучения и конвекции в задней части котла. Котлы, работающие с высокими задними температурами, расходуют энергию каждый раз, когда запускается агрегат.

Потери на излучение и конвекцию также зависят от скорости воздуха в котле. Типичная котельная не имеет высоких скоростей ветра. Однако котлы, работающие на открытом воздухе, будут иметь более высокие радиационные и конвекционные потери.

Сводка

Выбор котла с низкими затратами на техническое обслуживание и высокой эффективностью может действительно окупиться, обеспечивая постоянную экономию и максимизируя инвестиции в котел. Помните, что первоначальные затраты — это относительно небольшая часть инвестиций в котел.

Высокий КПД котла является результатом определенных критериев проектирования, в том числе:

• Количество проходов котла
• Совместимость горелки / котла
• Повторяемый контроль воздуха / топлива
• Поверхность нагрева
• Конструкция сосуда высокого давления
• Расчеты КПД котла, которые являются точными и репрезентативными для фактического расхода котельного топлива, требуют использования проверенных и проверенных данных, включая:
• Подтвержденная температура дымовой трубы
• Точная спецификация топлива
• Фактические рабочие уровни избыточного воздуха
• Соответствующая температура окружающего воздуха
• Надлежащие потери на излучение и конвекцию

При оценке покупки котла попросите продавца котла произвести расчет эффективности, чтобы убедиться, что он реалистичен и подтвержден.Также проверьте тип используемого котла / горелки, чтобы проверить, будет ли производительность агрегата стабильной и повторяемой. Вы будете платить за фактически использованное топливо, а не за топливо, оцененное на основе расчета эффективности. После того, как котел установлен, вы не можете вернуться и изменить расчетную эффективность агрегата.

Факты относительно КПД котла очевидны: доступны оптимальные конструкции котлов с высоким КПД. Вы получите превосходную производительность с этим дизайном премиум-класса. А расчеты эффективности могут быть проверены и подтверждены.Убедитесь, что данные об эффективности, которые вы используете для оценки котла, гарантированы, являются точными и повторяемыми в течение всего срока службы оборудования.

Перед покупкой убедитесь, что вам понятны фактические требования к потреблению топлива для котла.

В конце концов, время, потраченное на оценку эффективности, окупится. Настаивание на высокоэффективном, повторяемом дизайне пожаротрубного котла окупится каждый раз, когда запускается ваш новый котел, в течение всего срока службы оборудования.

Cleaver Brooks Веб-сайт: www.cleaver-brooks.com

Источник: Cleaver Brooks, веб-сайт, 9/01

КПД котла

КПД котла может обозначаться

• КПД горения — указывает на способность горелок сжигать топливо, измеренную по несгоревшему топливу и избытку воздуха в выхлоп
• Тепловой КПД — показывает эффективность теплообменников для передачи тепла от процесса сгорания воде или пару в котле, исключительные радиационные и конвекционные потери
• Топливо к жидкостному КПД — показывает общий КПД котла включая тепловой КПД теплообменника, радиационные и конвекционные потери — выход, деленный на вход.

КПД котла обычно обозначается либо термическим КПД, либо КПД топлива к жидкости в зависимости от контекста.

КПД котла

КПД котла по отношению к котлам отдача энергии котлам потребляемая энергия можно выразить как:

КПД котла (%) = 100 (тепло, отводимое жидкостью (вода, пар. .) / тепло, обеспечиваемое топливом) (1)

Тепло, передаваемое из котла в жидкость

Если жидкость, такая как вода, используется для передачи тепла от котла — теплопередачу можно выразить как:

q = (м / т) c _p dT (2)

где

q = теплопередача (кДж / с, кВт)

м / т = массовый расход (кг / с)

m = масса (кг)

t = время (с)

c _p = удельная теплоемкость (кДж / кг ^o В)

900 61 dT = разница температур на входе и выходе котла ( ^o C)

Для парового котла тепло, отводимое в виде испарившейся воды при температуре насыщения, может быть выражено как:

q = (м / t) ч _e (3)

где

m = массовый расход испарившейся воды (кг)

t = время (с)

h _e = энергия испарения пара при давлении насыщения, в котором работает котел (кДж / кг)

Тепло, выделяемое топливом

Энергию, выделяемую топливом, можно выразить двумя способами — « брутто» или «Чистая» теплотворная способность .

Высшая теплотворная способность

Это теоретическая общая энергия топлива. Высшая теплотворная способность топлива включает энергию, используемую для испарения воды в процессе сгорания. Дымовые газы котлов, как правило, не конденсируются. Таким образом, фактическое количество тепла, доступного для котельной, уменьшается.

Точный контроль подачи воздуха важен для эффективности котла.

• слишком много воздуха охлаждает печь и уносит полезное тепло
• слишком мало воздуха, и сгорание будет неполным.Несгоревшее топливо уносится, и образуется дым.

Низшая теплотворная способность

Низшая теплотворная способность не включает энергию водяного пара, отводимого в дымовую трубу в процессе сгорания. Процесс горения может быть выражен как:

[C + H (топливо)] + [O ₂ + N ₂ (Воздух)] -> (Процесс горения) -> [CO ₂ + H ₂ O + N ₂ (тепло)]

где

C = углерод

H = водород

O = кислород 9003

= Азот

В целом можно использовать приближение:

низшая теплотворная способность = высшая теплотворная способность — 10%

БТЕ. Содержание мазута

• 1 британская тепловая единица = 1055,06 Дж
• 1 галлон (США) = 3,785×10 ^-3 м ³ = 3,785 дм ³ (литр )
• 1 фут ³ = 0,02832 м ³

.