(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как увеличить кпд котла газового


Как повысить КПД газового котла


Теплоэффективность котельного оборудования, указывается в коэффициенте полезного действия. КПД газового котла, обязательно прописывается в технической документации. Согласно заверениям производителей, у некоторых моделей котлов, коэффициент достигает 108-109%, другие работают на уровне 92-98%.

Чтобы самостоятельно рассчитать теплоэффективность котла и предпринять шаги для увеличения КПД, потребуется хорошо понимать, что скрывается за приведенными цифрами.

Как рассчитать КПД котла отопления на газе

Методика расчета эффективности, происходит посредством сравнения затраченной тепловой энергии для нагрева теплоносителя и фактического количества всей теплоты, выделенной во время сжигания топлива. В заводских условиях, вычисления выполняют по формуле:

η = (Q1/ Qri) 100%

В формуле расчетов КПД водогрейного котла на газе, указанные значения означают:

  • Qri – общее количество тепловой энергии, выделяемое при сжигании топлива.
  • Q1 – тепло, которое удалось аккумулировать и использовать для нагрева помещения.


Данная формула не учитывает много факторов: возможные теплопотери, отклонения в рабочих параметрах системы и т.п. Расчеты позволяют получить исключительно средний коэффициент полезного действия газового котла. Большинство производителей указывают именно данное значение.

На месте проводится оценка погрешности определения теплоэффективности. Для вычислений применяют еще одну формулу:

η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

Расчеты помогают провести анализ, согласно особенностям конкретной системы отопления. Сокращения в формуле обозначают:

  • q2 – теплопотери в отходящих газах и продуктах сгорания.
  • q3 – потери, связанные с неправильными пропорциями газовоздушной смеси, по причине которых возникает недожог газа.
  • q4 – тепловые потери, связанные с появлением на горелках и теплообменнике сажи, а также, механический недожог.
  • q5 – теплопотери, в зависимости от наружной температуры.
  • q6 – потери тепла при охлаждении топки во время очистки ее от шлаков. Последний коэффициент, относится исключительно к твердотопливным агрегатам и не учитывается при расчетах КПД оборудования, работающего на природном газе.


Реальный КПД газового отопительного котла, рассчитывается исключительно на месте и зависит от грамотно сделанной системы дымоудаления, отсутствия нарушений при установке и т.п.

Сильнее всего оказывает влияние на теплоэффективность, температура уходящих газов, отмеченная в формуле маркером q2. При уменьшении интенсивности нагрева отходящих градусов на 10-15°С, повышается КПД на 1-2%. В связи с этим, самый высокий КПД в конденсационных котлах, относящихся к классу низкотемпературного отопительного оборудования.

У какого газового котла самый высокий КПД

Статистика и техническая документация, ясно указывают, что котлы импортного производства имеют наибольший КПД. Европейские производители, делают особый акцент на применении энергосберегающих технологий. Иностранный газовый котел, имеет высокий КПД, так как в его устройстве сделаны некоторые модификации:

  • Используется модуляционная горелка – современные котлы ведущих производителей, оснащены плавнодвухступенчатыми или полностью модулируемыми горелочными устройствами. Преимущество горелок – автоматическая приспособляемость к фактическим рабочим параметрам системы отопления. Процент недожига снижается к минимуму.
  • Нагрев теплоносителя – оптимальный котел, это агрегат, разогревающий теплоноситель до температуры не более 70°С, при этом, отходящие газы нагреваются не более 110°С, что и обеспечивает максимальную теплоотдачу. Но, при низкотемпературном нагреве теплоносителя, наблюдается несколько минусов: недостаточная сила тяги, усиленное конденсатообразование.
    Теплообменники в газовых котлах с самым высоким коэффициентом полезного действия, изготавливаются из нержавеющей стали и снабжаются специальным блоком-конденсатором, предназначенным для отбора тепла, находящегося в конденсате.
  • Температура подводящего газа и воздуха, поступающего на горелку. Котлы закрытого типа, подключаются к коаксиальному дымоходу. Воздух поступает в камеру сгорания через наружную полость двуполостной трубы, предварительно подогреваясь, что снижает необходимые теплозатраты на несколько процентов.
    Горелки с предварительным приготовлением газовоздушной смеси, также подогревают газ перед подачей его на горелку.
  • Еще один популярный вариант модификации – установка системы рециркуляции отходящих газов, когда дым не сразу поступает в камеру сгорания, а проходит через ломанный дымоходный канал и поступает после подмешивания свежего воздуха, обратно на горелочное устройство.

Максимальное КПД достигается при температуре конденсатообразования или «точки росы». Котлы, работающие в условиях низкотемпературного нагрева, называются конденсационными. Их отличает, малое потребление газа и высокая теплоэффективность, что особенно заметно при подключении к газобаллонным установкам и газгольдеру.

Конденсационные котлы, предлагают несколько европейских производителей, среди которых:

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

В технической документации к конденсационным котлам, указано, что КПД устройств при подключении к низкотемпературным системам обогрева, составляет 108-109%.

Как увеличить КПД отопительного котла на газе

Существуют всевозможные хитрости повышения КПД. Эффективность способов, зависит от первоначальной конструкции котла. Для начала, используют модификации, не требующие изменений в работе котла:

  • Изменение принципа циркуляции теплоносителя – здание прогревается быстрее и равномернее, при подключении циркуляционного насоса.
  • Установка комнатных терморегуляторов – модернизация котлов для повышения КПД с помощью датчиков, контролирующих не нагрев теплоносителя, а температуру в помещении, эффективный метод увеличения теплоэффективности.
  • Повышение коэффициента использования газа в бытовом котле, приблизительно на 5 -7%, происходит при замене горелочного устройства. Установка модуляционной горелки, способствует улучшению пропорций газовоздушной смеси и соответственно, уменьшает процент недогара. Тип установленного горелочного устройства, находится в прямой зависимости, относительно уменьшения потерь тепла.
  • Вместо полной модификации котла, может потребоваться частичное преобразование конструкции и регулировка расхода топлива. Если изменить положение горелок и установить их ближе к водяному контуру, удастся увеличить КПД еще на 1-2%. Тепловой баланс котельного агрегата, увеличится в большую сторону.


Определенное увеличение КПД, наблюдается при регулярном обслуживании оборудования. После очистки котла, находящегося в эксплуатации и удаления накипи с теплообменника, его эффективность увеличивается, как минимум на 3-5%.

КПД уменьшается при загрязнении теплообменника, по причине того, что накипь, состоящая из солевых отложений металлов, имеет плохую теплопроводность. По этой причине, наблюдается постоянное увеличение расхода газа и впоследствии, котел полностью выходит из строя.

Наблюдается небольшое увеличение КПД при сгорании сжиженного газа, достигаемое за счет снижения скорости поступления топлива на горелку, что приводит к уменьшению недогара. Но, теплоэффективность увеличивается незначительно. Поэтому, природный газ продолжает оставаться самым экономичным из всех используемых традиционных типов топлива.

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВОК КОТЛА И НАГРЕВАТЕЛЯ

Системный подход к повышению энергоэффективности котлов C, а не бессистемные улучшения C включает несколько упрощенных шагов, как показано на Рисунок 2 .

Рисунок 2. Программа повышения эффективности котлов

Текстовая версия - Рисунок 2

Рисунок 2. Программа повышения КПД котла

Следующие шаги являются частью цикла:

  • Пуск - Определить текущее состояние: провести аудит котельной системы.
  • Определите текущие и ближайшие потребности в отоплении и связанные с ними требования к котельной.
  • Определите пробел: исследуйте и классифицируйте варианты улучшения.
  • Установите цели и задачи по улучшению (например, модернизация установок и оборудования, контроль эффективности, показатели производительности, выбросы и т. Д.).
  • Определите план внедрения и приступайте к реализации.
  • Проверяйте результаты и постоянно улучшайте.

Аудит котельной системы (см. Упрощенный контрольный список аудита в Приложении), скорее всего, выявит потери энергии и неэффективность. Цель хорошего управления энергопотреблением - минимизировать их. Окупаемость может быть значительной с точки зрения как экономии, так и выбросов.

Рисунок 3 дает практический совет относительно того, куда следует направить усилия по энергосбережению. Какой бы важной ни была экономичная и эффективная работа котельной системы, ее не следует рассматривать изолированно.Для дальнейших возможностей энергосбережения и рекуперации энергии необходимо проверить следующее:

  • потребности в отоплении и аспекты энергоэффективности теплопотребляющих процессов, продуктов и оборудования; и
  • системы распределения тепла (например, пар и конденсат).

Потери тепла и энергии в котельной можно уменьшить несколькими способами. Некоторые из них, такие как комбинированное производство тепла и электроэнергии (когенерация), сложны и сложны; другие могут быть легко реализованы и предлагают хорошую окупаемость.

Рисунок 3. Типовой энергетический баланс котла / нагревателя
(до улучшений)

Текстовая версия - Рисунок 3

Рисунок 3. Типовой энергетический баланс котла / нагревателя (до улучшений)

Энергия топлива поступает в котел (потребляемая энергия 100 процентов). От котла 4 процента теплопотерь приходится на излучение и конвекцию, 18 процентов приходится на дымовые газы и 3 процента - на продувку. Энергия теплоносителя (например, пара) выходит из котла.Выход энергии (тепловой КПД котла) составляет от 75 до 77 процентов.

Недавние примеры: Химический завод экономит 500 000 долларов в год, проверяя и заменяя все протекающие конденсатоотводчики. Фанерный завод снизил паровую нагрузку на 2700 кг / ч (6000 фунтов / ч) за счет модернизации изоляции трубопроводов.

Снижение давления пара или температуры воды в системе до фактического уровня, необходимого для соответствующих процессов, также может снизить потребление энергии.

Основными направлениями повышения энергоэффективности являются следующие.

НАДЛЕЖАЩАЯ РАБОТА КОТЛА

Поддерживать котел в чистоте

За исключением природного газа, практически каждое топливо оставляет определенное количество отложений на поверхности труб. Это называется засорением, и оно резко снижает теплопередачу. Испытания показывают, что слой сажи толщиной всего 0,8 мм (0,03 дюйма) снижает теплопередачу на 9,5 процента, а слой толщиной 4,5 мм (0,18 дюйма) - на 69 процентов! В результате повышается температура дымовых газов и увеличивается стоимость энергии.

Котлы, работающие на твердом топливе (например, угле и биомассе), имеют высокую тенденцию к обрастанию, тогда как котлы, работающие на жидком топливе (особенно на рафинированном масле), имеют низкую тенденцию к обрастанию. Для поддержания максимальной эффективности котла необходимо поддерживать чистоту поверхностей котла. Большие котлы и котлы, сжигающие топливо с высокой тенденцией к загрязнению, имеют системы нагнетания сажи, которые очищают поверхности топки во время работы котла. Также можно использовать щетки и ручные насадки. Малые котлы, в том числе котлы, работающие на природном газе, и котлы без систем удаления сажи, следует регулярно открывать для проверки и очистки.

Отложения (называемые накипью) на водной стороне труб котла могут ухудшить теплопередачу. Они также могут снизить эффективность котла, ограничить циркуляцию воды и привести к серьезным механическим и эксплуатационным проблемам. Накипь вызывает повышение температуры металла трубок, что увеличивает температуру дымовых газов. В крайнем случае трубки выходят из строя от перегрева.

Помните, что образование накипи на один миллиметр может увеличить расход топлива на два процента.

Вместо того, чтобы отключать и опорожнять котлы для визуального осмотра чистоты водной поверхности котла, условия на водной стороне можно оценить путем тестирования котловой воды во время работы котла.Затем в зависимости от результатов можно вводить определенные химические вещества для очистки воды. Котловая вода проверяется ежедневно на небольших котельных низкого давления и ежечасно на крупных установках высокого давления. Программа водоподготовки и испытаний имеет решающее значение для обеспечения максимальной эффективности и надежной работы любой котельной.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались либо у камина, либо у воды на поверхностях теплообмена котла.Необходимо незамедлительно проверить котел.

Не допускайте попадания нежелательного воздуха

Эффективный контроль избыточного воздуха для горения (обсужденный ранее) также включает защиту от проникновения (попадания) нежелательного воздуха в камеру сгорания котла или дымовую систему. Воздух поступает через герметичные крышки, смотровые окна, неисправные прокладки и другие отверстия.

Продувочная вода - долларов в канализацию

Даже очищенная («деминерализованная») питательная вода для котлов содержит небольшое количество растворенных минеральных солей.Постоянное испарение воды в паровых котлах и свежая подпиточная вода для котлов увеличивает концентрацию этих минералов и приводит к образованию накипи. Для предотвращения этого необходимо периодически продувать котловую воду. Обычно продувка чрезмерная, «на всякий случай». Продувочная вода нагревается, что приводит к потере тепла, воды и химикатов для обработки воды. В качестве минимальных профилактических мер периодически проверяйте котловую воду на уровень растворенных твердых частиц и регулируйте скорость продувки.

Когда продувка производится один раз в день или раз в смену, содержание растворенных твердых частиц сразу после продувки намного ниже допустимого максимума.Если продувку можно проводить чаще и с меньшим количеством воды или непрерывно, то общее содержание растворенных твердых веществ (TDS) можно поддерживать ближе к желаемому максимальному уровню безопасности. Ключ - хороший контроль TDS. На рынке доступны системы автоматического контроля продувки с непрерывным измерением TDS.

Пример: Рассмотрим котел мощностью 23 т / ч, работающий при 860 кПа (около 50 000 фунтов / час при 125 фунтах на кв. Дюйм). Продувочная вода содержит 770 кДж / кг (330 БТЕ / фунт).Если система непрерывной продувки установлена ​​на обычные пять процентов от максимальной мощности котла, то продувочный поток будет составлять 1150 кг / час, содержащий 885 500 кДж (около 2500 фунтов / час, содержащий 825 000 британских тепловых единиц). При КПД котла 80 процентов для этого тепла требуется около 29,7 м 3 3 / ч (1050 куб. Футов / ч) природного газа на сумму около 32 100 долл. США в год (исходя из 300 дней в году по цене 0,15 долл. США / м 3 ) .

Водогрейные котельные системы, очевидно, не несут затрат на продувку.

Максимальный возврат горячего конденсата

Пароконденсатная система должна быть правильно спроектирована, чтобы исключить гидравлический удар и снизить потери и техническое обслуживание.

Потеря горячего конденсата из системы парового котла увеличивает потребление воды, химикатов для очистки воды и тепловой энергии, необходимой для нагрева подпиточной воды. Дополнительная энергия теряется в виде пара мгновенного испарения. Это возникает, когда технологическое давление, под которым возвращается конденсат, сбрасывается в баке возврата конденсата. Такие потери можно свести к минимуму, например, за счет погружения впускного отверстия для возврата конденсата в резервуар или установки распылительного конденсатора, установленного наверху резервуара.

Замкнутая система , которая подает конденсат пара под давлением для повторного кипячения, практически исключает потери и требует меньше парового технологического оборудования.

Пример: Горнодобывающая компания в Квебеке недавно установила замкнутую систему конденсата. Вскоре это позволило сэкономить 18 процентов энергии в котельной по сравнению с традиционной открытой системой с паровым конденсатом.

ТЕПЛОПОТЕРЯ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРУЮЩЕГО КОТЛА

Дымовой газ

Это лучшая возможность для утилизации тепла в котельной.

Снижение температуры дымовых газов на 20ºC (36ºF) повысит КПД котла примерно на один процент.

Даже при хорошо отрегулированных горелках, обеспечивающих минимальную температуру дымовых газов при достижении полного сгорания топлива, температура дымовых газов на выходе обычно может колебаться от 175ºC (350ºF) до 260ºC (500ºF). Тем не менее, есть достаточно места для рекуперации части этого тепла, которое в противном случае «пошло бы наверх». Теплообменники могут использоваться для предварительного нагрева питательной воды котла (так называемые экономайзеры) или воздуха для горения (воздухонагреватели).Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента.

Разработчики и операторы экономайзеров должны учитывать потенциальные проблемы коррозии, особенно в топливах, содержащих серу. Влага, содержащая коррозионную серную кислоту, может конденсироваться на любых поверхностях теплообменников, температура которых ниже точки росы кислоты. Обычно это происходит возле входа нагретого воздуха для горения или питательной воды.

Каждый котел имеет свой предел низкой температуры дымовых газов, который следует определять индивидуально, если рассматривается дополнительный теплообмен.Поскольку температура дымовых газов ниже при более низких нагрузках, экономайзеры часто имеют некоторую форму управления байпасом, которая поддерживает температуру дымовых газов выше заданного минимума.

Конденсационные экономайзеры повышают эффективность утилизации тепла дымовых газов. Они охлаждают дымовые газы ниже точки росы. Таким образом, они утилизируют как физическое тепло дымовых газов, так и скрытое тепло конденсирующейся влаги. В топливе может присутствовать некоторая влага, но большая ее часть образуется при сгорании водородного компонента топлива.(См. «Потери из-за влаги при сгорании водорода», стр. 2). Поскольку конденсация (и, как следствие, опасность коррозии) неизбежна, система теплообменника должна быть изготовлена ​​из материалов, не подверженных коррозии. В экономайзерах прямого контакта вода впрыскивается непосредственно в дымовой газ. Полученная горячая вода собирается и используется после обработки, чтобы нейтрализовать ее коррозионный потенциал. (Это случайное преимущество конденсации дымовых газов с прямым контактом: она удаляет частицы и кислые газы, такие как SO 2 , из выхлопных газов.) С конденсационными экономайзерами общий КПД котла может превышать 90 процентов. (Тепловые насосы могут дополнять систему рекуперации тепла дымовых газов, дополнительно повышая эффективность рекуперации.)

Пример: Hôpital du Sacré-Coeur de Montréal установила конденсационные экономайзеры прямого контакта. Рекуперированное тепло использовалось для отопления помещений горячей водой, кондиционирования свежего воздуха, прачечной, горячего водоснабжения и приготовления пищи. Это сэкономило 11 процентов природного газа и сократило годовые выбросы CO 2 на 12 000 тонн.

Рекуперация тепла продувкой

Некоторые способы ограничения объема продувки и тепловых потерь были рассмотрены ранее. Теплообменники могут утилизировать явное тепло от продувки, которое попадает в канализацию для нагрева подпиточной воды котла и т.п.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РАЗМЕР КОТЛА

Использование и размер котельной системы подлежат рассмотрению, когда ее необходимо заменить или значительно модернизировать. Многие котельные, особенно те, которые используются для отопления помещений, сталкиваются со значительными сезонными или другими колебаниями спроса.Эффективность, с которой котлы преобразуют энергию топлива в пар или горячую воду, резко падает при низкой нагрузке - когда мощность падает ниже 40 процентов от максимальной номинальной мощности. Поэтому имеет смысл выбирать размеры котла в соответствии с меняющимся спросом. Можно установить небольшой котел для работы с почти полной нагрузкой в ​​периоды низкого спроса; один или два более крупных котла могут выдерживать пиковые нагрузки.

При оценке использования и размеров котельных систем следует учитывать текущие и будущие потребности в тепле и технологическом паре.Еще больше возможностей для повышения энергоэффективности может быть обнаружено в процессе пересмотра процесса и технологического оборудования.

Пример: Пенитенциарная тюрьма Саскачевана установила два новых, меньших котла, рассчитанных на летнюю нагрузку (работают по отдельности) и для совместной работы зимой. Они заменили старые, негабаритные котлы, которые большую часть года работали на слабом огне. Это решение привело к повышению эффективности при более высоких скоростях стрельбы. Экономия газа по сравнению с отапливаемым помещением составила 17 процентов или 500 000 м 3 , что составило 75 000 долларов в год.Выбросы CO 2 соответственно снизились; Новые горелки с низким содержанием NO x снизили выбросы оксидов азота на 70 процентов.

КОМБИНИРОВАННОЕ ВЫРАБОТКА ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ - КОГЕНЕРАЦИЯ

Старые неэффективные котельные системы часто требуют серьезной и дорогостоящей модернизации. В таких случаях, когда есть потребность как в электричестве, так и в отоплении или когда электричество можно выгодно продавать, можно сделать аргумент в пользу когенерации - комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). В этом заключается самый большой потенциал систем когенерации в Канаде - заменить тысячи небольших устаревающих котлов по всей стране блоками, вырабатывающими как электроэнергию, так и тепло с большей эффективностью, чем если бы они генерировались отдельно.

ТЭЦ может потребоваться больше топлива и значительно больше капитала сверх того, что необходимо для простого удовлетворения потребности в тепле. Но бонус - это электрическая энергия, которую ТЭЦ выдает при высоком тепловом КПД. Это означает, что общая энергия, электрическая и тепловая, поставляется с меньшими затратами. Высокая общая энергоэффективность ТЭЦ (до 85 процентов), экологические преимущества ТЭЦ в сокращении выбросов CO 2 и NO x , а также продолжающееся дерегулирование канадского энергетического рынка стимулируют растущий интерес к этой быстро развивающейся технологии.

ТЭЦ обычно состоит из первичного двигателя, такого как газовая турбина или поршневой двигатель, и парогенератора-утилизатора, который представляет собой тип котла. Первичный двигатель приводит в действие электрогенератор, а иногда и другое оборудование, например воздушные компрессоры. Его выхлоп через парогенератор обеспечивает пар для отопления или использования в технологических процессах. В настоящее время блоки ТЭЦ доступны в размерах от нескольких киловатт до десятков мегаватт выходной мощности.

При оценке потенциального продукта ТЭЦ требуется информированный профессиональный совет.

ДРУГИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Чтобы оптимизировать производительность и повысить энергоэффективность котельной системы, рассмотрите другие факторы. Некоторые из них требуют регулярного обслуживания и небольших улучшений; другие рассматриваются, когда требуется серьезное обновление.

Изоляция

Проверка котельной системы может выявить, что изоляция котла и его трубопроводной системы неадекватна, требует ремонта или вообще отсутствует.

Пример: Если только 10 фланцев не изолированы на 10 см (4 дюйма.диаметром) трубы, по которой проходит пар при давлении 860 кПа (125 фунтов на кв. дюйм), годовые потери тепла эквивалентны 2450 м 3 природного газа (стоимостью 370 долларов США).

Пример: Неизолированный 10-сантиметровый (4 дюйма) паропровода длиной 3 м (10 футов) тратит в два раза больше денег на паровые расходы в год, чем затраты на изоляцию минеральным материалом. волокно и алюминиевая оболочка.

Теплоснабжение

Снижение рабочего давления пара в котле до минимума, необходимого для конечного пользователя, или снижение температуры жидкости в трубах в системах жидкостного нагрева может существенно повлиять на экономию энергии и количество выделяемых парниковых газов.Эта экономия достигается за счет сжигания меньшего количества топлива в котле или нагревателе и снижения количества тепла, теряемого в системе трубопроводов.

Чтобы изменить рабочее давление системы или температуру жидкости, убедитесь, что котел и оконечные устройства могут работать при более низком давлении (температуре). Возможная экологическая и долларовая экономия заслуживает изучения.

Потери в системе распределения

В паровых системах конденсатоотводчики могут выходить из строя (в среднем) до 25 процентов времени. Утечка пара из трубопроводной арматуры, клапанов и ловушек может вызвать большие потери энергии.Также воду, вытекшую из системы, необходимо заменить, химически обработать и подогреть. Это менее очевидное, но все же дорогостоящее последствие. Системы с жидким теплоносителем также сталкиваются с этой проблемой.

Пример: При выходе из строя одиночного сифона 3,2 мм (номинальная 1/8 дюйма) в паровой системе с давлением 690 кПа (100 фунтов на кв. Дюйм) может происходить потеря эквивалента 11 600 м. 3 / год естественного газ, стоимостью 1700 долларов.

Убедитесь, что распределительный трубопровод имеет правильный размер. Негабаритные трубы увеличивают капитальные затраты, затраты на техническое обслуживание и изоляцию, а также вызывают более высокие поверхностные потери тепла.Трубы меньшего размера требуют более высокого давления и дополнительной энергии перекачивания и имеют более высокую скорость утечки.

Избыточный, устаревший трубопровод приводит к потере энергии: поскольку он поддерживается при той же температуре, что и остальная система, потери тепла на длину трубы остаются неизменными. Потери тепла от дополнительных трубопроводов увеличивают тепловую нагрузку помещения и, следовательно, потребности в вентиляции и кондиционировании. Более того, избыточный трубопровод не требует особого обслуживания и внимания, что приводит к дополнительным потерям.

Неправильная деаэрация питательной воды котла

Пар, содержащий всего один процент по объему воздуха, может снизить эффективность теплопередачи до 50 процентов. Обратите внимание на процесс деаэрации, а также на правильное функционирование вентиляционных отверстий.

Тепловой каскад

Установки с несколькими потребностями в отоплении могут иметь прекрасную возможность повысить свою общую энергоэффективность за счет каскадирования тепла. Тепло, выделяемое одной частью процесса, можно использовать для нагрева другой.В то время как высококачественное тепло, поступающее от топлива, должно быть направлено на процесс, требующий максимальной температуры, его тепло выхлопных газов следует использовать в приложениях с более низкими температурами. Окончательно отводимое тепло должно иметь самую низкую температуру, которую можно получить с экономической точки зрения.

Примеры: Воздух или газ, выходящий из высокотемпературного процесса, пропускается через котел-утилизатор для выработки пара или горячей воды низкого давления для отопления помещений и технической воды. Отработанное тепло также используется для охлаждения, например, через абсорбционный охладитель.Тепло можно регенерировать, хранить и повторно использовать многими способами.


Предыдущая страница | Содержание | Следующая страница

.

Насколько эффективен мой котел?

Конденсационные котлы

являются наиболее эффективными на рынке, поскольку они оснащены современными теплообменниками, которые могут утилизировать больше энергии из конденсируемого пара - отсюда и название. Во многих старых котлах используются большие чугунные теплообменники, которые при этом теряют энергию.

Практически все современные котлы представляют собой конденсационные котлы класса А, поэтому, покупая новый, вы можете быть уверены, что он будет эффективным. А с точки зрения экономии денег нет большой разницы между одним высокоэффективным котлом класса А и другим.

Выбор подходящего бойлера будет зависеть от ваших конкретных обстоятельств - размера вашего дома, количества потребляемой вами горячей воды и типа топлива, к которому у вас есть доступ. Ознакомьтесь с нашей информацией о выборе подходящего котла.

Здесь, в British Gas, мы устанавливаем только новейшие энергоэффективные котлы и системы управления класса A. Вы можете узнать больше об этих высокоэффективных котлах, если забронируете бесплатную бесплатную встречу с опытным консультантом.

Если вы предпочитаете провести собственное исследование, вы также можете найти обзоры и оценки в таких местах, как Which? Журнал или сайт.

.

Эффективность сгорания и избыток воздуха

Для обеспечения полного сгорания используемого топлива в камеры сгорания подается избыточный воздух. Избыточный воздух увеличивает количество кислорода для сгорания и сгорания топлива.

  • , когда топливо и кислород из воздуха находятся в идеальном балансе - считается, что сгорание составляет стехиометрических

Эффективность сгорания увеличивается с увеличением избыточного воздуха - до тех пор, пока потери тепла в избыточном воздухе не станут больше, чем выделяемое тепло за счет более эффективного сгорания.

Типичный избыток воздуха для достижения максимально возможной эффективности для некоторых распространенных видов топлива:

  • 5-10% для природного газа
  • 5-20% для мазута
  • 15-60% для угля

Двуокись углерода - CO 2 - является продуктом сгорания, и содержание CO 2 в дымовых газах является важным показателем эффективности сгорания.

Оптимальное содержание диоксида углерода CO 2 после сжигания составляет примерно 10% для природного газа и примерно 13% для более легких масел.

Нормальная эффективность сгорания природного газа при различных комбинациях температуры избыточного воздуха и дымовых газов указана ниже:

1) «Чистая температура дымовой трубы» - это разница температур между температурой дымовых газов внутри дымохода и комнатной температурой вне горелки.

Потери дымовых газов при сжигании нефти

Потеря эффективности дымовых газов, связанная с

  • разницей температур дымовых газов и приточного воздуха
  • CO 2 Концентрация дымовых газов

при сжигании мазута показана ниже :

Пример - Сгорание масла и потери тепла в дымовых газах

Если

  • , разница температур дымовых газов на выходе из котла и температуры окружающей среды составляет 300 o C, и
  • диоксид углерода, измеренный в дымовых газах, составляет 10% - тогда,

из диаграммы выше

  • , потери дымовых газов могут быть оценены примерно в 16% .
.

КПД котла

КПД котла может обозначаться

  • КПД сгорания - указывает на способность горелок сжигать топливо, измеряемую по несгоревшему топливу и избытку воздуха в выхлопе
  • Тепловой КПД - указывает на эффективность теплообменников для передачи тепла от процесса сгорания воде или пару в котле, исключая потери на излучение и конвекцию
  • Эффективность топлива к жидкости - указывает общий КПД котла, включая тепловой КПД теплообменника, радиационные и конвекционные потери - вывод делится на ввод.

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

КПД котла

КПД котла, связанный с котлами Отвод энергии на котлы Подвод энергии 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 32 dT = разница температур между входом и выходом котла ( o C)

Для парового котла тепло, отводимое в виде испаренной 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 в паре 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. Поэтому 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 будет уноситься и образовываться 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 5

= Азот

В целом можно использовать приближение:

низшая теплотворная способность = высшая теплотворная способность - 10%

БТЕ в мазуте

902
Топливо Единица Энергия
(БТЕ) ​​
No.1 Масло галлонов 137400
№ 2 Нефть галлонов 139600
№ 3 Масло галлонов 141800
Масло № 5 Галлон 148800
Масло № 6 Галлон 152400
Природный газ куб.футы 950-1050
Пропан куб. футы 2550
Бутан куб. футы 3200
  • 1 британская тепловая единица = 1055,06 Дж
  • 1 галлон (США) = 3,785x10 -3 м 3 = 3,785 дм 3 (литр )
  • 1 фут 3 = 0,02832 м 3
.

Смотрите также