Расчет Кпд Котла по Удельному Расходу Топлива • Как посчитать кпд котла

Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе • Важно понимать, что повысить этот показатель вмешательством в техническое устройство самого котла невозможно, и уж тем более не безопасно.

Что такое тепловая мощность?

С учетом этого принято разделять эффективность котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и отпущенной теплоте (КПД-нетто).

Считаем экономию: повышение КПД вашего котла за счет повышения эффективности использования топлива

Котёл — ключевой элемент системы теплоснабжения, и оптимизация режима его работы может дать ощутимый эффект в части снижения затрат предприятия. Сколько сможете сэкономить вы? Считайте вместе с «Клубом ПИ».

Эффективно работающий котел: основные правила.

Эксплуатация котла при оптимальном количестве воздуха на горение позволяет свести к минимуму потери тепла с уходящими дымовыми газами и повысить КПД сжигания топлива. Эффективность сжигания топлива является мерой того, насколько эффективно калорийность топлива преобразуется в полезную тепловую энергию.

Основные индикаторы того, насколько эффективно сжигается топливо:

  • температура дымовых газов в дымовой трубе
  • концентрация кислорода (или диоксида углерода) в дымовых газах.

При полном перемешивании требуется точное или стехиометрическое количество воздуха для того, чтобы он весь вступил в реакцию с необходимым количеством топлива. На практике условия горения никогда не бывают идеальными, поэтому для полного сгорания топлива требуется дополнительный или «избыточный» воздух.

При разработке котлов и анализе их работы, при оценке качества ведения топочного режима обычно пользуются не фактическим объемом подаваемого воздуха, а коэффициентом его избытка (λ), под которым понимают отношение фактически подаваемого количества воздуха к теоретически необходимому:

Требуемое количество избыточного воздуха определяется на основе анализа концентрации кислорода или диоксида углерода в дымовом газе. Если избыточного воздуха будет слишком мало, это может привести к тому, что топливная смесь сгорит не полностью (углеводороды, СО, сажа, дым и т.д.), а если избыточного воздуха будет слишком много, это приведет к потерям тепла в увеличенном объеме дымовых газов. В результате чего общая эффективность сжигания топлива при производстве пара снизится. В таблице ниже приведена зависимость КПД сжигания топлива производительности котла от процентного содержания воздуха и кислорода в дымовых газах.

Эффективность сгорания природного газа в качестве топлива при условии полного сгорания и минимальной влажности воздуха для горения

Эффективность сгорания природного газа

В грамотно спроектированных системах, работающих на природном газе, количество избыточного воздуха может достигать 10% от теоретически необходимого объема. Как показывает практика, эффективность котла может быть увеличена на 1% на каждые 15% уменьшения количества избыточного воздуха или на каждые 4,5°С снижения температуры дымовых газов.

Считаем экономию

Котел работает 8000 часов в год и ежегодно потребляет 14,1 млн. м 3 природного газа, производя 20 тонн пара в час при давлении 1 Мпа.

Анализ дымового газа показал, что количество избыточного воздуха в нем составляет 44,9%, разница между температурами дымового газа и воздуха для горения составляет 204°С. Из таблицы получаем, что эффективность сжигания топлива в котле составляет 78.2% (E1). Регулировка котла позволяет снизить количество избыточного воздуха до 9,5% при разнице между температурами дымового газа и воздуха для горения 149°С. Эффективность сжигания топлива в котле увеличивается до 83,1% (E2).

От чего зависит КПД котла

Изделия дополнительно оснащаются колосниками, благодаря которым осуществляется интенсивный отбор тепловой энергии непосредственно от горящего топлива, размещенного на колосниках. Расчеты, проведенные на основе этого метода, показывают, что расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ с турбинами Т-250-240 составляет 60 кг Гкал 5 , а на ТЭЦ с турбинами Т-110 120-12,8-5М — 40,7 кг Гкал 6.

Расчет Кпд Котла по Удельному Расходу Топлива • Как посчитать кпд котла

КПД-брутто и КПД-нетто Как посчитать кпд котла

Чем ниже температура уходящих газов и, соответственно, меньше разность температур между газами и нагреваемым рабочим телом например, воздухом , тем большая площадь поверхности нагрева требуется для охлаждения продуктов сгорания. Самые энергоэффективные котлы относятся к категории дорогих, но затраты на их покупку и установку с лихвой окупаются за счет минимального потребления горючего, длительного срока эксплуатации.

Конденсационные котлы. Рассчитывать правильно

Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ
отношение объемной теплоемкости воздуха в интервале температур от 0 С до t yx к объемной теплоемкости продуктов горения при 1 в интервале температур от О С до t макс К ох таблица 2. где — энтальпия теоретического объема воздуха при входе в воздухоподогреватель после предварительного подогрева в калорифере, определяется по температуре воздуха после калорифера линейной интерполяцией значения из таблицы 8.

  • При работе котлов количество избыточного воздуха часто превышает оптимальный уровень. Чтобы поддерживать количество избыточного воздуха на оптимальном уровне, периодически проверяйте состав дымовых газов и выполняйте наладку ваших котлов.
  • Подумайте о том, чтобы организовать онлайн-мониторинг уровня кислорода в дымовых газах, чтобы быстро определять тенденции потерь энергии. Это позволит вам обеспечить раннее предупреждение о сбоях в управлении и обеспечить вас данными для принятия решений.
  • Процентное количество кислорода в дымовом газе можно измерять при помощи недорогих газопоглощающих тестовых комплексов (газоанализаторов). Более дорогие ручные газоанализаторы с возможностью подключения к компьютеру отображают процент кислорода, температуру дымового газа и КПД котла. Мы рекомендуем использовать их в системах, потребляющих топлива более чем на 30 млн руб. ежегодно.
  • В случаях, когда потребление топлива сильно меняется (котлы на газе, получаемом при переработке нефти, щепе и многотопливные котлы), а также когда сильно варьируется расход пара, имеет смысл установить поточный анализатор количества кислорода. Система регулирования количества кислорода обеспечит обратную связь с органами управления горелкой, что позволит автоматически уменьшать количество избыточного воздуха и оптимизировать качество топливно-воздушной смеси.
Экономические показатели котельных, работающие на древесном топливе • количество теплоты, выделяемой при полном сгорании топлива при 1 отнесенное к м 3 сухих продуктов сгорания, Р ох , ккал м 3 табл.

Как увеличить КПД газового котла

Q н =30,2СО+25,8Н 2 +85,5СН4+152С 2 Н 6 +218С 3 Н 6 +283С 4 Н 10 +349С 5 Н 12 +141С 2 Н 4 + +206С2Н8+271С4Н8+337С5Н10+56Н2, ккал/м 3 (20)

Расчёт КПД и расхода топлива

Коэффициентом полезного действия парового котла называется отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. КПД брутто определяется по выработанной теплоте, КПД нетто – по отпущенной.

Какую страховку Вы оформляете?
КАСКООСАГО

КПД брутто парового котла определяем по уравнению обратного баланса:

Подставляя ранее определяемые величины всевозможных потерь теплоты, получим:

Расход топлива, подаваемого в топку, определяем из уравнения теплового баланса:

где: QПГ – полезная мощность парового котла, кВт, определяется по формуле:

Где: DПЕ – расход выработанного перегретого пара, кг/с, DПЕ = 0;

DН.П – расход выработанного насыщенного пара, кг/с, DН.П = 1,81 кг/с;

IП.П – энтальпия перегретого пара, кДж/кг;

IП.В – энтальпия питательной воды (в экономайзере t = 104 O C), IП.В = 437 ;

IН.П – энтальпия насыщенного пара (Р = 13 атм.), кДж/кг, IН.П = 2787 ;

IКИП – энтальпия кипящей воды (Р = 13 атм.), кДж/кг, IКИП = 811 ;

р – непрерывная продувка парового котла, %, принимаем р = 2 %;

QПГ = 0 + 1,81 · (2987 – 437) + 0,01 · 2 · (0 + 1,81) · (811 – 437) = 4629 кВт

Расчетный расход топлива для мазута равен:

Определяем коэффициент сохранения теплоты, по формуле:

Тепловой расчет топки

При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчет топочных устройств.

Для выполнения поверочного расчета необходимо знать определенные параметры: объем топочной камеры, степень ее экранирования, площадь поверхности стен и площадь лучевоспринимающих поверхностей нагрева, а также конструктивные характеристики труб экранов (диаметр труб, расстояния между осями труб).

Объем топочной камеры равен: VT = 20,4м 3 ;

Лучевоспринимающая площадь поверхности нагрева настенных экранов равна: НЛ = 27,9 м 2 ;

Полная площадь поверхности стен топки равна: FCT = 54м 2 ;

Степень экранирования топки, определяется по формуле:

Получаем χ = 27,9 / 54 = 0,517

Поверочный расчет топок производится в такой последовательности:

1. Предварительно задаемся температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры. ТТ // = 800 О С, (ТТ // = 1073 К);

2. Для принятой в п.1 температуры определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки по табл. 2, IТ // = 19034 ;

3. Определяем полезное тепловыделение в топке, кДж/кг, по формуле:

где: QB – теплота, вносимая воздухом, , определяем по формуле:

где: αТ – коэффициент избытка воздуха на выходе из топки, αТ = 1,1;

IХ.В О – энтальпия теоретического объема холодного воздуха, при tВ = 30 О С, IХ.В О = 410,361 кДж/кг;

4. Определяем коэффициент тепловой эффективности экранов, по формуле

где: – угловой коэффициент (отношение количества энергии, посылаемой на облучаемую поверхность, к энергии излучения всей полусферической излучающей поверхности). Показывает, какая часть полусферического лучистого потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависит от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене. = 0,89 при S/d = 1,56;

Немного из истории прогрессивной разработки

При сжигании газообразного топлива с высокой теплотой сгорания например, природного газа имеет место, повышенное соотношение массы воздуха и газа примерно 10 1. Теплообменники в агрегатах от газа с высокой производительностью выполняются из качественной нержавейки и имеют особый конденсаторный блок, который необходим для отбора энергии от конденсата.

Мощность наиболее важный показатель выбора. Как рассчитать кпд котла

Например, в сервисной инструкции к газовым котлам Protherm Волк KSO мощностью 12,5 кВт и 16,0 кВт указано, что при работе на максимальной мощности 12,8 кВт и 16,3 кВт соответственно КПД равен 92,5 , в то время как при работе с минимальной нагрузкой 4,5 кВт и 5,8 кВт снизится и составит всего 78,4. Задаваясь этой величиной на основании опыта эксплуатации котельных в аналогичных условиях, проектанты определяют необходимую мощность котлоагрегатов по годовому потреблению тепла.

Как увеличить КПД газового котла своими руками?… Выше нормы

КПД котла отопления: как расчитать и увеличить эффективность сжигания топлива, разница между значениями брутто и нетто, показатели газовых, твердотопливных и электрических котлоагрегатов
Одновременно с увеличением теплопроизводительности котла при повышенной форсировке растут потери теплоты с уходящими газами, так как температура уходящих газов при увеличении нагрузки возрастает, как следствие КПД котла уменьшается. В итоге получаем точное значение дополнительной мощности, которую обеспечивают летучие продукты горения q 8124 3600 2,25 кВт, цифра большая, которая может оказать существенное влияние на повышение эффективности отопительного оборудования.
Подсчёт КПД газового котла отопления • Читайте также Теплоизоляция резервуаров своими руками инструкция.

Теплопотери при удалении горючих газов

Число часов использования установленной мощности показывает, сколько часов котельная должна работать при нагрузке равной установленной мощности, чтобы обеспечить выработку количества тепла, запланированного на год.

Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ

Удельный расход условного топлива на производство и отпуск тепловой энергии от ТЭЦ для теплоснабжения потребителей является важным показателем работы ТЭЦ.

В известных всем энергетикам учебниках [1, 2] ранее предлагался физический метод разделения расхода топлива на выработку тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Так, например, в учебнике Е.Я. Соколова «Теплофикация и тепловые сети» приведена формула расчета удельного расхода топлива на выработку теплоты на ТЭЦ:

bт=143/ηк.с.=143/0,9=159 кг/Гкал, где 143 — количество условного топлива, кг при сжигании которого выделяется 1 Гкал тепловой энергии; ηк.с — КПД котельной электростанции с учетом потерь тепла в паропроводах между котельной и машинным залом (принято значение 0,9). А в учебнике В.Я. Рыжкина «Тепловые электрические станции» в примере расчета тепловой схемы турбоустановки Т-250-240 определено, что удельный расход топлива на выработку тепловой энергии составляет 162,5 кг у.т./Гкал.

За рубежом этот метод не применяется, а в нашей стране начиная с 1996 г в РАО «ЕЭС России» стал применяться другой, более совершенный — пропорциональный метод ОРГРЭС. Но и этот метод также дает значительное завышение расхода топлива на выработку тепла на ТЭЦ [3].

Наиболее правильный расчет затрат топлива на выработку тепла на ТЭЦ дает метод КПД отборов, более подробно представленный в статье [4]. Расчеты, проведенные на основе этого метода, показывают, что расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ с турбинами Т-250-240 составляет 60 кг/Гкал [5], а на ТЭЦ с турбинами Т-110/120-12,8-5М — 40,7 кг/Гкал [6].

Рассмотрим метод КПД отборов на примере ПГУ ТЭЦ с паровой турбиной Т-58/77-6,7 [7]. Основные показатели работы такой турбины представлены в таблице, из которой видно, что ее среднезимний режим работы — теплофикационный, а летний — конденсационный. В верхней части таблицы в обоих режимах все параметры одинаковые. Отличие проявляется только в отборах. Это позволяет с уверенностью выполнить расчет расхода топлива в теплофикационном режиме.

Паровая турбина Т-58/77-6,7 предназначена для работы в составе двухконтурной ПГУ-230 на ТЭЦ в районе Молжаниново г. Москвы. Тепловая нагрузка — Qr=586 ГДж/ч (162,8 МВт или 140 Гкал/ч). Изменение электрической мощности турбоустановки при переходе от теплофикационного режима к конденсационному составляет:

КПД отбора рассчитывается по следующей формуле:

При той же тепловой нагрузке (586 ГДж/ч), но при раздельной выработке тепловой энергии в районной отопительной котельной расход топлива составит:

BK=34,1 .Q/ηр к =34,1.586/0,9= =22203 кг/ч (158,6 кг/Гкал), где 34,1 — количество условного топлива, кг, при сжигании которого выделяется 1 ГДж тепловой энергии; ηрк. — КПД районной котельной при раздельной выработке энергии (принято значение 0,9).

Расход топлива в энергосистеме на выработку тепла на ТЭЦ с учетом КПД отбора:

где ηкс. — КПД котельной замещающей КЭС; ηо — КПД турбоустановки замещающей КЭС; ηэ с. — КПД электрических сетей при передаче электроэнергии от замещающей КЭС.

Расчет Кпд Котла по Удельному Расходу Топлива • Как посчитать кпд котла

Экономия топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии по сравнению с районной отопительной котельной: В=Вкт=22203-7053=15150 кг/ч.

Как посчитать КПД твердотопливного котла

Также из таблицы можно заметить, что средний КПД твердотопливных котлов также отличается в зависимости от используемого топлива, связанно это со степень сжигания топлива, его теплоотдачей, температурой горения и теплопотерями с физическим теплом шлаков, удаляемых из топочной камеры. Технический отчет, с учетом требований органов Ростехнадзора к проведению наладочных работ на газоиспользующих установках, должен содержать следующие разделы.

Какой котел будет более экономичный : Как рассчитать кпд котла

Qпр — расход воды на продувку котла, кг с для прямоточных сепараторных котлов — продувка сепаратора , с энтальпией при кипении hкип, кДж кг, подсчитываемой по давлению в барабане сепараторе котла;. Задаваясь этой величиной на основании опыта эксплуатации котельных в аналогичных условиях, проектанты определяют необходимую мощность котлоагрегатов по годовому потреблению тепла.

Потери тепла в отопителе Как рассчитать кпд котла

8. Расчет прямого и обратного теплового балансов котла и отдельных их статей
Безусловно, чтобы определить, насколько эффективным будет тот или иной водогрейный котел, необходимо определить его КПД коэффициент полезного действия. 24, кДж кг или кДж м 3 — коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из таблицы 8, в сечении газохода после последней поверхности нагрева; — потери теплоты от механической неполноты горения для газа и мазута.
Расчёт КПД и расхода топлива
Увеличить количество тепла при сжигании одного и того же объема голубого топлива, разумеется, не способен даже самый совершенный нагревательный агрегат. Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: