Кпд котла: формула эффективности водогрейного оборудования

Эффективность электрических котлов

Наши Клиенты часто спрашивают нас о эффективности производимых нами электродных котлов серии КЭП(электродный парогенератор) и КЭВ (электрокотел водогрейный), ранее мы уже делали сравнение КПД электрических водогрейных котлов, оценивали их достоинства и недостатки. Однако у Клиентов все же остаются вопросы и заблуждения относительно некоторых видов электрических котлов. Чтобы окончательно расставить все точки над “i”, давайте разберемся в физических основах работы котлов.

Основным законом является закон сохранения энергии, никогда полученная энергия не превышает затраченную. Для этого введено понятие КПД (коэффициент полезного действия).

КПД любого объекта считается Рпол./Рзатр.*100%,

  • Рпол. – полезная энергия (энергия теплоносителей, энергия движения, отведенная энергия и т.п.)
  • Рзатр. – затраченная энергия (теплота сгорания, теплота нагревания, подведенная энергия и т.п.)

Что касается водогрейных и паровых котлов существуют формулы (рабочее тело – вода):

  1. Удельная теплоемкость воды Q = c*m*(T2-T1), где c – теплоемкость воды равная 4200 Дж/(кг*град.)m – масса воды (кг)

    T2, T1 – конечная и начальная температура (град.)

  2. Удельная теплота парообразовании (конденсации) Q = α*m, гдеα – коэффициент равный 2256 кДж/кг

    m – масса воды (кг)

Различные виды энергии имеют свои коэффициенты перевода (табличные данные):

  • 1 кДж = 0,24 кКал.
  • 1 кКал = 0,0001163 кВт

ПРИМЕР: нужно превратить в пар 1 кг воды при температуре 20 °С, пар насыщенный при давлении 0,6 МПа (6 кгс/см2)

Насыщенный пар этого давления имеет температуру 160 °С (взаимосвязанные величины)

Вода нагреется от 20 °С до 160 °С и испарится.

Таким образом мы затратим энергию Q = Qнагр. + Qисп.

Q = 4200*1*(160-20) + 2256000*1 = 2900000 Дж или 2900 кДж

Используя переводные коэффициенты это 0,8 кВт или 0,0007 Гкал.

Т.Е. любая тепловая машина при 100% КПД произведет эту работу.

Тепловой машиной может быть:

  • Электрокотел КПД 90-99% (утечка через тепловую рубашку, вынос тепла отсутствует у любого электрокотла);
  • Котлы на газе, угле, дровах , нетрадиционное топливо и т.п. имеют КПД не > 60% за счет тепловых выбросов и состояния теплообменных поверхностей.

Остановимся отдельно на электрических котлах.

Вне зависимости от конструкции котлов (теновые, электродные, индукционные, инфракрасные, пленочные и т.п.) имеют высокий КПД в силу указанных выше причин. И все они подчиняются формуле №1 (Q=c*m*(T2-T1)) для всех сред (масло, вода, воздух и т.п.).

Конкретно для индукционных котлов (и других) существует заблуждение, что для испарения 1 кг воды затрачивается меньше 0,8 кВт. Это противоречит основополагающему закону сохранения энергии. Больше затратить энергии можно, но меньше невозможно.

ПРИМЕР для нашего электродного электрического парового котла:

Котел КЭП-250.

КПД = 98 %.

Мощность – 250 кВт

Из него можно получить 250/0,8*0,98=306,25 кг*пара/час

Источник: http://k-oborudovanie.ru/stati/effektivnost-elektricheskich-kotlov.html

Повышаем эффективность (КПД) твердотопливного котла

Отопительная техника, работающая на твердом топливе, представлена сегодня целой группой аппаратов.

Каждый твердотопливный котел, выпускаемый сегодня отечественными и зарубежными компаниями-производителями – это совершенно новые, высокотехнологичные нагревательные приборы.

Благодаря внедрению в конструкцию отопительных приборов технических новшеств и оснащения устройствами автоматического контроля, удалось значительно повысить КПД, оптимизировать работу твердотопливных котлов.

Обратите внимание

В нагревательных приборах этого вида используется традиционный принцип действия, аналогичный хорошо знакомому для нас варианту печного отопления. Основное действие обусловлено процессом  генерации тепловой энергии выделяемой при сгорании в топке котла угля, кокса, дров и других топливных ресурсов с последующей передачей тепла теплоносителю.

Как и другие устройства, обеспечивающие выработку, передачу энергии, котельное оборудование имеет свой коэффициент полезного действия. Рассмотрим более детально, что собой представляет КПД агрегатов, работающих на твердом топливе. Постараемся найти ответы на вопросы, связанные с этими параметрами.

Что такое КПД отопительных приборов

Для любого нагревательного агрегата, в задачу которого входит обогрев внутреннего пространства жилых зданий и сооружений различного назначения, важным компонентом была, есть и остается эффективность работы.

Параметром, определяющим эффективность твердотопливных котлов, является коэффициент полезного действия.

КПД показывает отношение затраченной тепловой энергии, выдаваемой котлом в процессе горения твердого топлива к полезному теплу, которым снабжается вся система отопления.

Выражается это соотношение в процентах. Чем лучше работает котел, тем выше проценты. Среди современных твердотопливных котлов есть модели с высоким КПД, высокотехнологичные, эффективные и экономичные агрегаты.

Коэффициент полезного действия отопительной техники сильно зависит от того, какой вид топлива используется и каковы конструктивные особенности устройства.

К примеру: при горении угля, дров или пеллет выделяется разного количество тепловой энергии. Во многом КПД зависит от технологии сжигания топлива в камере сгорания и типа системы отопления. Другими словами, каждый вид нагревательных приборов (традиционные котлы на  твердом топливе, агрегаты длительного горения, пеллетные котлы и аппараты, работающие за счет пиролиза), обладает своими технологическими особенностями конструкции, влияющие на параметры КПД.

Отражаются на эффективности котлов так же условия эксплуатации и качество вентиляции. Слабая вентиляция становится причиной нехватки воздуха, необходимого для высокой интенсивности процесса сжигания топливной массы. От состояния дымохода зависит не только уровень комфорта во внутренних помещениях, но и КПД обогревательной техники, работоспособность всей системы отопления.

Сопроводительная документация на отопительный котел должна иметь заявленный производителем КПД оборудования. Соответствие реальных показателей заявленной информации достигается за счет правильного монтажа аппарата, обвязкой и последующей эксплуатацией.

Правила эксплуатации котельных устройств, соблюдение которых оказывает влияние на величину КПД

Любой вид отопительного агрегата имеет свои параметры оптимальной нагрузки, которая должна быть максимально полезной, с технологической и экономической точки зрения.

Процесс эксплуатации твердотопливных котлов построен таким образом, что большую часть времени техника работает в оптимальном режиме.

Обеспечить такую работу позволяет соблюдение правил эксплуатации отопительного оборудования, работающего на твердом топливе. В данном случае необходимо придерживаться и следовать следующим пунктам:

  • необходимо соблюдать приемлемые режимы дутья и работы вытяжки;
  • постоянный контроль над интенсивностью горения и полноты сгорания топлива;
  • контролировать величину уноса и провала;
  • оценка состояния нагреваемых в процессе горения топлива поверхностей;
  • регулярная чистка котла.

Перечисленные пункты являются тем необходимым минимумом, которого нужно придерживаться во время эксплуатации котельного оборудования в отопительный сезон. Соблюдение простых и понятных правил позволит получить заявленный в характеристиках КПД автономного котла, улучшить работу твердотопливного котла.

Можно сказать о том, что каждая мелочь, каждый элемент конструкции нагревательного прибора сказывается на величине коэффициента полезного действия. Правильно сконструированный дымоход, система вентиляции обеспечивают оптимальный приток воздуха в топочную камеру, что существенно отражается на качестве горения топливного продукта.

Работа вентиляции оценивается величиной коэффициента избытка воздуха. Чрезмерное увеличение объема поступающего воздуха приводит к перерасходу топлива. Тепло интенсивнее уходит через трубу вместе с продуктами горения. При уменьшении коэффициента работа котлов существенно ухудшается, высока вероятность возникновения в топке зон, ограниченных кислородом.

Важно

При такой ситуации в топке начинает образовываться и скапливаться в больших количествах сажа.

Интенсивность и качество горения в твердотопливных котлах требуют постоянного контроля. Загрузка топочной камеры должна выполняться равномерно, не допуская очаговых возгораний.

Во время горения важно не допускать провалов топливного ресурса, иначе придется столкнуться с существенным  механическими потерями (недожог) топлива. Если не контролировать положения топлива в топке, упавшие в зольный ящик крупные фрагменты угля или дров могут привести к несанкционированному возгоранию остатков продуктов топливной массы.

Сажа и смола, скопившаяся на поверхности теплообменника, уменьшают степень нагрева теплообменника. В результате всех перечисленных нарушений условий эксплуатации уменьшается полезный объем тепловой энергии, необходимой для нормальной работы системы отопления. Как следствие, можно говорить о резком снижении КПД отопительных котлов.

Факторы, от которых зависит КПД котлов

Котлы с высоким значением КПД на сегодняшний день представлены следующей отопительной техникой:

  • агрегаты, работающие на угле и на другом твердом ископаемом топливе;
  • пеллетные котлы;
  • аппараты пиролизного типа.

КПД нагревательных приборов, в топку которых идет антрацит, каменный  уголь и торфяные брикеты, составляет в среднем 70-80%. Значительно  больший коэффициент полезного действия у пеллетных устройств – до 85%. Загружаемые гранулами, нагревательные котлы этого типа отличаются высокой эффективностью, выдаваемые во время горения топлива огромное количество тепловой энергии.

Абсолютный лидер среди твердотопливного отопительного оборудования – пиролизный котел. В этих приборах используется дрова или отходы древесины. КПД такой техники сегодня составляет 85% и более. Агрегаты так же относятся к высокоэффективным устройствам длительного горения, но при соблюдении необходимого условия —  влажность топлива не должна превышать 20%.

Немаловажным для значения коэффициента полезного действия является тип материала, из которого изготовлен отопительный прибор. Сегодня на рынке представлены модели твердотопливных котлов, выполненных из стали и из чугуна.

Чем толще сталь, используемая в конструкции, тем выше теплообменные характеристики оборудования. Соответственно растет коэффициент полезного действия.

В аппаратах из стали увеличение КПД достигается за счет установки специальных внутренних перегородок в виде труб – ступеней основного потока и рассекателей дыма.

Меры вынужденные и частичные, позволяющие незначительно повысить эффективность основного устройства. Среди моделей стальных твердотопливных котлов редко можно встретить приборы, имеющие КПД выше 75%.

Сроки эксплуатации таких изделий составляют 10-15 лет.

Зарубежные компании с целью повышения КПД стальных отопительных котлов используют в своих моделях процесс нижнего сжигания, с 2-мя или с 3-мя тяговыми потоками. В конструкции изделий предусмотрена установка трубчатых нагревательных элементов для улучшения теплообмена. Подобная техника имеет КПД в пределах 75-80%, и прослужить может дольше, в 1,5 раза.

В отличие от стальных агрегатов, большей эффективностью обладают чугунные твердотопливные аппараты.

В конструкции чугунных агрегатов используются теплообменники, изготовленные из чугунного сплава особой марки, обладающего высокой теплоотдачей.

Такие котлы чаще всего используются для открытых отопительных систем отопления.

Совет

Изделия дополнительно оснащаются колосниками, благодаря которым осуществляется интенсивный отбор тепловой энергии непосредственно от горящего топлива, размещенного на колосниках.

КПД у таких нагревательных приборов составляет 80%. Следует учитывать огромные по времени сроки эксплуатации чугунных котлов. Срок работоспособности у подобной техники составляет 30-40 лет.

Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе

Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования.

Технологичные параметры нагревательных приборов, заложенные производителем, со временем теряют свои номинальные значения, поэтому для повышения эффективности котельного техники изыскиваются различные способы и средства.

Рассмотрим один из наиболее эффектных вариантов, установка дополнительного теплообменника. В задачу новой оснастки входит снятие тепловой энергии с летучих продуктов горения.

На видео можно увидеть, как сделать самостоятельно экономайзер (теплообменник)

Для этого нам предварительно необходимо узнать какова температура дыма на выходе. Изменить ее можно при помощи мультиметра, который помещается непосредственно в середину дымохода. Данные о том, сколько можно получить дополнительного тепла от улетучивающихся продуктов горения необходимы для расчета площади дополнительного теплообменника. Делаем следующие действия:

  • отправляем в топку дрова определенного количества;
  • засекаем за сколько времени прогорит определенное количество дров.

К примеру: дрова, в количестве 14.2 кг. горят 3,5 часа. Температура дыма на выходе из котла составляет 460 0 С.

За 1 час у нас сгорело: 14,2/3,5 = 4,05 кг. дров.

Для расчета количества дыма  используем общепринятое значение  — 1 кг. дров  = 5,7 кг. дымовых газов. Далее умножаем количество сгоревших за один час дров  на количество дыма, получаемое при сгорании 1 кг. дров.

В итоге: 4,05 х 5,7 = 23,08 кг. летучих продуктов горения.

  Эта цифра и станет отправной точкой для последующих расчетов количества тепловой энергии, которую можно использовать дополнительно для нагрева второго теплообменника.

Обратите внимание

Зная значение теплоемкости летучих горячих газов, как 1,1 кДж/кг., делаем дальнейший расчет мощности теплового потока, если мы хотим снизить температуру дыма с 460 0С до 160 градусов.

Q = 23,08 х 1,1 (460-160) = 8124 кДж тепловой энергии.

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.

Зная о том, сколько энергии уходит впустую, желание оснастить котел дополнительным теплообменником вполне оправдано.

За счет притока дополнительной тепловой энергии для работы по нагреву теплоносителя, повышается не только эффективность всей системы отопления, но и сам КПД отопительного агрегата растет.

Выводы

Несмотря на обилие моделей современной отопительной техники, твердотопливные котлы продолжают оставаться одним из эффективных и доступных видом нагревательного оборудования.

В сравнении с электрическими котлами, которые имеют КПД до 90%, агрегаты на твердом топливе обладают высоким экономическим эффектом.

Увеличение коэффициента полезного действия на новых моделях, позволило этому виду котельного оборудования вплотную приблизиться к электрическим и газовым котлам.

Современные аппараты на твердом топливе способны не только работать длительное время, используя доступное по цене природные топливные ресурсы, но и обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

Источник: https://ZnatokTepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/povyshaem-effektivnost-kpd-tverdotoplivnogo-kotla.html

Коэффициент полезного действия котла, работающего на твердом топливе

Показателем эффективности котла служит коэффициент полезного действия далее КПД. Коэффициент полезного действия котла – отношение полезно использованной теплоты ко всей теплоте, внесенной в топку котла при сжигании топливаη = (Q1/ Qri)1OO%.

Читайте также:  Отопительно варочная печь: порядовка своими руками

   По ряду причин, не все тепло выделившееся во время горения топлива и внесенное с воздухом, поданным на горение, расходуется на нагрев теплоносителя.Часть тепла теряется.

Выделяют пять основных потерь тепла в котле: с теплом уходящих газов – q2 = (Q2/Qri)100%; от химической неполноты сгорания топлива – q3 = (Q3/Qri)100%; от механической неполноты сгорания топлива – q4 = (Q4/Qri)100%; потери тепла в окружающую среду – q5 = (Q5/Qri)100%; потери с физическим теплом шлака q6 = (Q6/Qri)100%.Полезно используемую теплоту определяют путем вычитания из теплоты сгорания топлива Qri суммарных потерь теплоты, кДж/кг или ккал/кг Q1 = Qri – (Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6)  или (в процентах)

q1 = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

ВЛИЯНИЕ НАГРУЗКИ НА КПД КОТЛАЧем выше тепловая нагрузка (форсировка) котла, тем больше топлива сжигается в его топке и тем больше образуется дымовых газов. 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. Эксплуатация котла ниже установленной мощности на 15% пиковой нагрузки с учетом теплопотребления и потерь при транспортировке, приводит к увеличению потерь в окружающую среду и как следствие снижение КПД котла, особенно при работе котла на неполную мощность в начале и в конце основного отопительного сезона. Поэтому так важно при выборе котла  точно определить необходимую мощность при пиковой нагрузке.

Казалось бы, есть к чему стремиться – достичь КПД котла близкий к 100 %, но на этом пути есть преграды, которые не преодолеть либо по причине самой специфики слоевого сжигания твердого топлива, либо высоких капитальных и эксплуатационных затрат.Рассмотрим возможный достижимый КПД котла при слоевом сжигании твердого топлива.

Оценим потери q6- потери с физическим шлаком        q6 = (Q6/Qri)100% = (aшл∙(cυ)зл∙Ar)/Qri   где: aшл = 1 – aун – доля шлака в слое топлива, определяется по доле уноса золы из топки котла aун, доля уноса зависит от вида топочного устройства и способа подачи топлива в топку на горение, при правильно организованном процессе горения составляет 5-20% (Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод), Издательство «Энергия»,  Москва. Далее Нормы теплового расчета),  следовательно, доля шлака составляет 80-95%;(cυ)зл = 133,8 ккал/кг – энтальпия золы (шлака) при температуре 600 °C (нормы теплового расчета) ;Ar – зольность на рабочую массу топлива, зависит от вида топлива и колеблется в пределах 5 – 45% (нормы теплового расчета);Qri – низшая теплота сгорания топлива, зависит от вида топлива и колеблется в пределах 2500 – 5400 ккал/кг.Следовательно, q6 может колебаться в пределах 0,1 – 2, 3%.Оценим потери q5. С увеличением номинальной производительности котла доля ограждающей поверхности на единицу вырабатываемой мощности уменьшается, следовательно, уменьшаются и потери q5. Потери тепла от наружного охлаждения для котлов малой мощности от 0,1 до 4 МВт колеблются в пределах 2,5-3,5% (Нормы теплового расчета).Оценим потери q4. Данный вид потерь в большей степени зависит от типа топочного устройства применяемого для сжигания конкретного вида топлива. Потери от механической неполноты сгорания топлива колеблются в пределах 3-11% (Нормы теплового расчета).Оценим потери q3. Данный вид потерь зависит от полноты смешивания топлива с воздухом. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива колеблются в пределах 0,5 – 1% (Нормы теплового расчета).Оценим потери q2. Данный вид потерь является основным, и зависит от вида топлива,  температуры уходящих газов, организации топочного процесса и конструктивных особенностей котла (эффективности организации теплообмена). Учитывая низшую рекомендованную температуру уходящих газов по нормам теплового расчета 150°C и максимально допустимую по ГОСТ 30735-2001 при сжигании углей 280°C, потери q2 варьируются в пределах 9 – 22%.Суммируя все потери, получаем, что максимально достижимый КПД котла на данном этапе развития промышленности в области малой теплоэнергетики составляет 100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9%.Заявленный производителем КПД котла обеспечивается грамотным монтажом, наладкой и его эксплуатацией на месте, а также сжигаемым топливом и его характеристиками. 

Каждый котел имеет оптимальную нагрузку, являющуюся наиболее экономичной. Эксплуатация котла должна быть организована таким образом, чтобы наибольшую часть времени он работал на максимально экономичном режиме нагрузки.

ОСНОВНЫМИ ПУНКТАМИ ПРАВИЛ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ИМЕЮЩИХ НАИБОЛЬШЕЕ ВЛИЯНИЕ НА КПД КОТЛА, ЯВЛЯЮТСЯ:– регулировка тяги и дутья;- контроль стабильного горения и полноты выгорания топлива;- контроль величины провала и уноса;- контроль состояния поверхностей нагрева и их своевременная очистка.Правильно организованные тяга и дутье позволят организовать оптимальный коэффициент избытка воздуха в топке и полноту выгорания топлива. Увеличение коэффициента избытка воздуха приведет к увеличению потерь с уходящими газами. Чрезмерное уменьшение коэффициента избытка воздуха приведет к появлению зон с недостатком кислорода. В таких зонах не происходит полного окисления элементов топлива и образуется сажа. Контроль за стабильностью горения и полнотой выгорания топлива осуществляется при выполнении основных правил: загрузка топлива должна быть равномерной (достаточной), не должно быть очагового горения – слой топлива должен покрывать все полотно слоевой решетки и гореть по всей поверхности.Равномерно распределенная по времени загрузка топлива позволит сократить период сушки топлива и добиться устойчивого пламени. Правильное осуществление контроля за горением топлива позволяет сократить время сушки топлива и обеспечить полное выгорание летучих горючих веществ топлива и кокса. При правильно организованном топочном процессе пламя должно иметь соломенный цвет. Провал топлива – это по сути потери с механическим недожогом. Интенсивный провал может привести к возгоранию топлива в коробе поддува, с последующим перегревом и выходом из строя слоевой колосниковой решетки. Наличие сажистых и золовых отложений на поверхностях нагрева в разы уменьшает интенсивность теплообмена и, следовательно, снижает КПД котла.

ООО Котельный завод “РОСЭНЕРГОПРОМ” производит широкий модельный ряд водогрейных котлов, а так же котельно- вспомогательного оборудования

Водогрейные котлы Янтарь  0,35-1,44 МВт Водогрейные котлы, традиционной оптимальной компоновки. Минимальная цена, наличие на складе.
Водогрейные котлы КВЗ 0,17-4,0 МВт Водогрейные котлы, максимально компактных размеров.
Водогрейные котлы Алмаз 0,7-1,28 МВт Водогрейные котлы с максимальным диаметром труб в топочной и ковевективной части.
Водогрейные котлы HeatExpert 0,23-1,28 МВт Водогрейные котлы, работающие без дымососа, с уникальной системой тяги и дутья.
Водогрейные котлы КВр дровяные 0,23-1,28 МВт  Водогрейные котлы, разработанные специально для сжигания древесного топлива.
Водогрейные котлы КВа 0,46-3,15 МВт Газовые и жидкотопливные водогрейные котлы.

Контакты

Главная » Контакты

656922, Алтайский край, г. Барнаул, Звездная, 6В, www.kvzr.ru

Отдел сбыта тел./факс: (3852) 299-741, 299-742, e-mail: sb@kvzr.ru

Отдел снабжения тел./факс: (3852) 299-744, e-mail: logist@kvzr.ru

Время работы магазина с 5:00 до 14:00 по московскому времени.

ИНН 2221204849 КПП 222201001 ОГРН 1132223005463 ОКВЭД: прочая оптовая торговля

ООО Котельный завод “РЭП”, р/с 407 028 104 020 000 99 493 Отделение № 8644 Сбербанка России г. Барнаул, БИК 040173604, к/с 301 018 102 000 000 006 04

Генеральный директор Поликарпова Марина Геннадьевна

Котельный завод “РОСЭНЕРГОПРОМ” поставляет производимую продукцию по всем регионам России и Казахстана -транспортирование по регионам.

Источник: http://teplo-faq.net/igry/3-tverdotoplivnye-kotly/10574-koefficzient-poleznogo-dejstviya-kotla-rabotayushhego-na-tverdom-toplive

Экономические показатели котельных, работающие на древесном топливе

Оценка работы котельной производится по ее технико-экономическим показателям, определяемым по данным технической отчетности.

Работу котельной на древесном топливе характеризуют   следующие экономические показатели котельных, работающие на древесном топливе: установленная мощность котлоагрегатов, годовая выработка и отпуск тепла, численность обслуживающего персонала, капитальные затраты на строительство и монтаж оборудования котельной, коэффициент загрузки, коэффициент использования установленной мощности, число часов использования установленной мощности, КПД и удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж тепла, штатный коэффициент, себестоимость тепловой энергии и удельные капитальные затраты на выработку тепла.

Коэффициент загрузки характеризует степень загрузки установленной мощности котельной при максимальной (часовой) выработке тепла во время зимнего максимума потребления тепловой энергии. Разность между единицей и коэффициентом загрузки характеризует резерв мощности котельной. Коэффициент загрузки определяется по формуле

Кзаг = Qmax/Qycт (14.3)

где Qmax – максимальная часовая загрузка во время зимнего максимума потребления тепловой энергии, МВт; Qyст – установленная мощность котлоагрегатов котельной, МВт.

Установленная мощность котельной используется в течение года не полностью, так как тепловая нагрузка меняется в продолжении суток и по сезонам года.

Для установления, в какой мере используется установленная мощность котельного оборудования в течение года, служит коэффициент использования установленной мощности.

Коэффициент использования установленной мощности котельной

Кисп = Qгод/Qуст7860 (14.4)

где Qгод – годовая выработка тепловой энергии, МДж; Qycт – установленная мощность котлоагрегатов котельной, МДж/ч.

Важно

На практике вместо коэффициента использования установленной мощности используют экономические показатели котельных, работающие на древесном топливе, называемые числом часов использования установленной мощности.

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

Число часов использования установленной мощности котельной подсчитывают по формуле

τгод = Qгод/Qуст (14.5)

Число часов использования установленной мощности котельной применяется при проектировании котельной.

Задаваясь этой величиной на основании опыта эксплуатации котельных в аналогичных условиях, проектанты определяют необходимую мощность котлоагрегатов по годовому потреблению тепла.

Годовое потребление тепла для этого исчисляется на основании проектного графика тепловой нагрузки по месяцам года.

экономические показатели котельных, работающие на древесном топливе характеризуют коэффициенты полезного действия и удельный расход условного топлива на выработку единицы тепловой энергии. Коэффициентом полезного действия котлоагрегата называют отношение тепловой энергии пара или горячей воды к энергии сгорания топлива. Различают КПД котлоагрегата брутто и нетто.

КПД брутто – это отношение произведенного тепла к теплу сгорания топлива. КПД брутто определяется для паровых котлов по формуле

где D – производительность котла, т/ч; in – энтальпия пара, кДж/кг; ib – энтальпия питательной воды, кДж/кг; В – расход топлива, кг; Qнp – теплота сгорания топлива, кДж/кг; т

Для водогрейных котлов КПД брутто определяется по формуле

Совет

где V – количество обратной сетевой воды, поступившей в водогрейный котел, м3/ч; р -плотность воды, кг/м3; i1 – энтальпия прямой сетевой воды, кДж/кг; i2 – энтальпия обратной сетевой воды, кДж/кг; В – расход топлива, кг/ч; Qнp – теплота сгорания, кДж/кг.

КПД нетто есть отношение отпущенной тепловой энергии к теплоте топлива, которая может выделиться при его сжигании. Иначе говоря, этот коэффициент отражает снижение полезного гепла за счет тепловой энергии, расходуемой на собственные нужды котельной. Для паровых котлов КПД нетто подсчитывается по формуле

где DCH – расход пара на собственные нужды, т/ч. Для водогрейных котлов КПД нетто можно определить по формуле

где Qc.н – расход тепла на собственные нужды котельной, кДж/ч.

Удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж тепла определяется по формуле

Штатный коэффициент характеризует трудоемкость производства тепловой энергии. Он представляет собой отношение численности персонала котельной к ее установленной мощности и может быть подсчитан по формуле

Кшт = n/Qуст

где n – численность работников котельной, чел.; Qycт – установленная мощность котельной, МВт.

Чем выше степень машинизации и автоматизации производства тепла в котельных, тем меньше численное значение штатного коэффициента. Штатный коэффициент уменьшается при увеличении мощности котельных.

В котельных лесозаготовительных предприятий, работающих на древесном топливе, при их мощности от 4 до 23 МВт штатный коэффициент изменяется в пределах от 1 до 4,2 чел/МВт.

В котельных на базе чугунных секционных водогрейных котлов штатный коэффициент достигает 10 чел/МВт.

Экономические показатели котельных, работающие на древесном топливе подсчитываются как сумма годовых затрат (на топливо, заработную плату персонала котельной, на воду и электроэнергию, на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования, амортизацию оборудования, здания и других сооружений котельной), отнесенных на единицу выработанной энергии. Себестоимость единицы тепла подсчитывается по формуле

С =1/Qгод (Ст + Сз.л + Св – Сэ +Ст.р  + Ст.о + Сам)   

где Qгод – годовая выработка тепла, МДж; Ст – затраты на топливо, р; Сз. п – заработная плата основная и начисления на нее, р.; Св – затраты на воду, р; Сэ – затраты на электроэнергию, р; Ст. р – затраты на текущий ремонт, р.; Ст. о – затраты на техническое обслуживание оборудования, р; Сам – амортизационные отчисления на капитальный ремонт и реновацию, р.

Обратите внимание

Основными составляющими себестоимости тепловой энергии является топливная составляющая и составляющая по содержанию обслуживающего персонала. Топливная составляющая зависит от цены на топливо и КПД котлоагрегатов.

Экономические показатели котельных, работающие на древесном топливе при мощности котельной свыше 3 МВт очень мало зависят от мощности котельной и целиком определяется по своей величине стоимостью применяемого топлива.

Она немного снижается с повышением мощности котельной за счет увеличения КПД котлоагрегатов, который несколько повышается при увеличении мощности котлов.

Цена на древесное топливо равна

Ц = Цопт + Цдр + Цхр + Цтр

где Цопт – оптовая цена по прейскуранту № 52-03-35 за древесные отходы, р/пл. м3; Цдр – стоимость измельчения, р/пл. м3; Цхр -стоимость хранения, р/пл. м3; Цтр – стоимость внутризаводского транспортирования топливной щепы.

Источник: http://boiler-wood.ru/economic-indicators-boilers-wood.html

Кпд котла отопления: расчет, как рассчитать водогрейный котел, как посчитать зависимость кпд от нагрузки, как наладить отопительный котел

Создать уютную и комфортную атмосферу в загородном доме довольно просто – нужно только правильно оборудовать систему отопления. Главным компонентом эффективной и надежной отопительной системы является котел. В статье далее мы поговорим о том, как посчитать КПД котла, какие факторы на него влияют и как повысить эффективность отопительного оборудования в условиях конкретного дома.

  • Как подобрать котел
  • Какова зависимость между КПД котла и нагрузкой
  • Расчет КПД с учетом различных факторов
  • Теплопотери при удалении горючих газов
  • Химический недожог как источник теплопотерь
  • Потери тепла в связи с внешним охлаждением
  • Количество теплопотерь от удаления шлака
  • Как посчитать КПД твердотопливного котла
Читайте также:  Утепление фасада пенополиуретаном: инструменты, материалы, этапы

Безусловно, чтобы определить, насколько эффективным будет тот или иной водогрейный котел, необходимо определить его КПД (коэффициент полезного действия). Этот показатель представляет собой отношение использованного на обогрев помещения тепла к общему количеству сгенерированной тепловой энергии.

Формула расчета КПД выглядит так:

ɳ=(Q1÷Qri),

где Q1 – тепло, использованное эффективно;

Qri – общее количество выделенного тепла.

Какова зависимость между КПД котла и нагрузкой

На первый взгляд может показаться, что чем больше топлива сжигается, тем лучше работает котел. Однако это не совсем так. Зависимость КПД котла от нагрузки проявляется как раз наоборот.

Чем больше топлива сжигается, тем больше выделяется тепловой энергии. При этом возрастает и уровень теплопотерь, поскольку в дымовую трубу уходят сильно разогретые дымовые газы.

Следовательно, топливо расходуется неэффективно.

Похожим образом ситуация развивается и в тех случаях, когда отопительный котел работает на пониженной мощности.

Если она не дотягивает до рекомендуемых значений более чем на 15 %, топливо не будет сгорать полностью, а количество дымовых газов возрастет. В результате, КПД котла довольно сильно упадет.

Вот почему стоит придерживаться рекомендуемых уровней мощности работы котла – они рассчитаны для эксплуатации оборудования максимально эффективно.

Расчет КПД с учетом различных факторов

Приведенная выше формула не совсем подходит для оценки эффективности работы оборудования, так как рассчитать КПД котла точно с учетом только двух показателей очень сложно.

На практике в процессе проектирования применяют другую, более полную формулу, поскольку не все вырабатываемое тепло используется для прогрева воды в отопительном контуре.

Определенное количество тепла теряется в процессе работы котла.

Более точный расчет КПД котла производится по такой формуле:

ɳ=100-(q2 q3 q4 q5 q6), в которой

q2 – теплопотери с выходящими горючими газами;

q3 – потери тепла в результате неполного сгорания продуктов горения;

q4 – теплопотери из-за недожога топлива и выпадения золы;

q5 – потери, вызванные внешним охлаждением прибора;

q6 – теплопотери вместе с удаляемым из топки шлаком.

Теплопотери при удалении горючих газов

Наиболее существенные потери тепла происходят в результате эвакуации в дымоход горючих газов (q2). Эффективность котла во многом зависит от температуры горения топлива. Оптимальный температурный напор на холодном конце водонагревателя достигается при нагреве до 70-110 ℃.

Когда температура уходящих горючих газов падает на 12-15 ℃, КПД водогрейного котла возрастает на 1 %. Тем не менее, чтобы снизить температуру уходящих продуктов горения, необходимо увеличить размер прогреваемых поверхностей, а, значит, и всей конструкции в целом. Кроме того, при охлаждении угарных газов возрастает риск низкотемпературной коррозии.

Помимо прочего температура угарных газов зависит еще и от качества и типа топлива, а также нагрева поступающего в топку воздуха. Значения температур поступающего воздуха и выходящих продуктов горения зависят от видов топлива.

Для вычисления показателя теплопотерь с уходящими газами используют такую формулу:

Q2= (T1-T3) × (A2 ÷ (21-O2) B), где

T1 – температура эвакуируемых горючих газов в точке за пароперегревателем;

T3 – температура поступающего в топку воздуха;

21 – концентрация кислорода в воздухе;

O2 – количество кислорода в уходящих продуктах горения в контрольной точке;

A2 и B – коэффициенты из специальной таблицы, которые зависят от типа топлива.

Химический недожог как источник теплопотерь

Показатель q3 используется при расчете КПД газового котла отопления, например, или в тех случаях, когда топливом служит мазут. Для газовых котлов значение q3 составляет 0,1-0,2 %.

При незначительном избытке воздуха при горении этот показатель равен 0,15 %, а при существенном переизбытке воздуха его не принимают в расчет вовсе.

Однако при сжигании смеси из газов различной температуры значение q3=0,4-0,5 %.

Если же отопительное оборудование работает на твердом топливе, в расчет принимают показатель q4.

Важно

В частности, для угля антрацита значение q4=4-6 %, полуантрациту характерно 3-4 % теплопотерь, а вот при сгорании каменного угля образуется всего 1,5-2 % потерь тепла.

При жидком шлакоудалении сжигаемого малореакционного угля значение q4 можно считать минимальным. А вот при удалении шлака в твердом виде теплопотери возрастут до максимальной границы.

Потери тепла в связи с внешним охлаждением

Такие потери тепла q5 обычно составляют не более 0,5 %, а по мере возрастания мощности отопительного оборудования они еще больше сокращаются.

Данный показатель связан с расчетом паропроизводительности котельной установки:

  • При условии паропроизводительности D в пределах 42-250 кг/с, значение потерь тепла q5=(60÷D)×0,5÷lgD;
  • Если значение паропроизводительности D превышает 250 кг/с, уровень теплопотери считают равным 0,2 %.

Количество теплопотерь от удаления шлака

Значение теплопотерь q6 имеет значение только при жидком шлакоудалении. А вот в тех случаях, когда из топочной камеры удаляют шлаки твердого топлива, теплопотери q6 учитывают при расчете КПД котлов отопления только в случаях, если они составляют более 2,5Q.

Как посчитать КПД твердотопливного котла

Даже при условии идеально проработанной конструкции и качественного топлива, КПД отопительных котлов не может достигать 100 %. Их работа обязательно сопряжена с определенными потерями тепла, вызванными как типом сжигаемого топлива, так и рядом внешних факторов и условий. Чтобы понять, как на практике выглядит расчет КПД твердотопливного котла, приведем пример.

Например, теплопотери от удаления шлаков из топливной камеры составят:

q6=(Ашл×Зл×Ар)÷Qri,

где Ашл – относительное значение шлака, удаляемого из топки к объему загружаемого топлива. При грамотном использовании котла доля отходов горения в виде золы составляет 5-20 %, то данное значение может быть равно 80-95 %.

Зл – термодинамический потенциал золы при температуре в 600 ℃ в обычных условиях равен 133,8 ккал/кг.

Ар – зольность топлива, которая рассчитывается на общую массу топлива. В различных видах горючего показатель зольности колеблется от 5 % до 45 %.

Qri – минимальный объем тепловой энергии, который генерируется в процессе сгорания топлива. В зависимости от разновидности топлива теплоемкость колеблется в рамках 2500-5400 ккал/кг.

В данном случае с учетом указанных значений теплопотери q6 будут составлять 0,1-2,3 %.

Совет

Значение q5 будет зависеть от мощности и проектной производительности отопительного котла. Работа современных установок с малой мощностью, которыми очень часто обогревают частные дома, обычно сопряжена с теплопотерями данного вида в пределах 2,5-3,5 %.

Теплопотери, связанные с механическим недожогом твердого топлива q4, во многом зависят от его типа, а также от конструкционных особенностей котла. Они колеблются в пределах 3-11 %. Это стоит учитывать, если вы ищете способ, как наладить котел на более эффективную работу.

Химический недожог горючего обычно зависит от концентрации воздуха в сгораемой смеси. Такие теплопотери q3, как правило, равны 0,5-1 %.

Наибольший процент теплопотерь q2 связан с уходом тепла вместе с горючими газами.

На этот показатель влияет качество и вид топлива, степень разогрева горючих газов, а также условия эксплуатации и конструкция отопительного котла.

При оптимальном тепловом расчете в 150 ℃ эвакуируемые угарные газы должны быть разогреты до температуры в 280 ℃. В таком случае данное значение теплопотерь будет равно 9-22 %.

Если все перечисленные значения потерь суммировать, получим значение эффективности ɳ=100-(9 0,5 3 2,5 0,1)=84,9 %.

Это значит, что современный котел может работать лишь на 85-90 % мощности. Все остальное уходит на обеспечение процесса горения.

Для работы котла с максимальным КПД, его нужно использовать с учетом таких правил:

  • обязательна периодическая чистка котла;
  • важно контролировать интенсивность горения и полноту сгорания топлива;
  • нужно рассчитать тягу с учетом давления подаваемого воздуха;
  • необходим расчет доли золы.

На качестве сгорания твердого топлива положительным образом отражается расчет оптимальной тяги с учетом давления воздуха, подаваемого в котел, и скорости эвакуации угарных газов.

Тем не менее, при возрастании давления воздуха вместе с продуктами сгорания в дымоход удаляется больше тепла.

А вот слишком малое давление и ограничение доступа воздуха в топливную камеру приводит к снижению интенсивности горения и более сильному золообразованию.

Обратите внимание

Если у вас дома установлен отопительный котел, обратите внимание на наши рекомендации по увеличению его КПД. Вы сможете не только сэкономить на топливе, но и добьетесь комфортного микроклимата в доме.

Источник: http://lux-standart.ru/articles/kpd-kotla-otoplenija-raschet-kak-rasschitat.php

Кпд котла: что такое, как рассчитать и как увеличить своими руками

Коэффициентом полезного действия отопительного котла называют отношение полезной теплоты, израсходованной на выработку пара (или горячей воды), к располагаемой теплоте отопительного котла.

Не вся полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, направляется потребителям, часть теплоты расходуется на собственные нужды.

Важно

С учетом этого различают КПД отопительного котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и по отпущенной теплоте (КПД-нетто).

По разности выработанной и отпущенной теплот определяется расход на собственные нужды. На собственные нужды расходуется не только теплота, но и электрическая энергия (например, на привод дымососа, вентилятора, питательных насосов, механизмов топливоподачи), т.е. расход на собственные нужды включает в себя расход всех видов энергии, затраченных на производство пара или горячей воды.

* Чтобы купить котел Уникал заходите в соответствующий раздел.

Как рассчитать кпд котла

В итоге КПД-брутто отопительного котла характеризует степень его технического совершенства, а КПД-нетто – коммерческую экономичность. Для котельного агрегата КПД-брутто, %:
по уравнению прямого баланса:

ηбр = 100 Qпол / Qрр

где Qпол – количество полезно используемой теплоты, МДж/кг; Qрр – располагаемая теплота, МДж/кг;

по уравнению обратного баланса:

ηбр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),

где q – потери тепла в %:

  • q2 – с уходящими газами;
  • q3 – из-за химического недожога горючих газов (СО, Н2, СН4);
  • q4 – с механическим недожогом;
  • q5 – от наружного охлаждения;
  • q6 – c физическим теплом шлаков.

Тогда КПД-нетто отопительного котла по уравнению обратного баланса

ηнетто = ηбр – qс.н

где qс.н – расход энергии на собственные нужды, %.

Определение КПД по уравнению прямого баланса проводят преимущественно при отчетности за отдельный период (декада, месяц), а по уравнению обратного баланса – при испытании отопительного котла. Вычисление КПД отопительного котла по обратному балансу значительно точнее, так как погрешности при измерении потерь теплоты меньше, чем при определении расхода топлива.

Как увеличить кпд газового котла своими руками

Создать правильные условия эксплуатации газового котла и тем самым повысить коэффициент полезного действия можно реально, не вызывая специалиста, то есть своими руками. Что для этого нужно сделать?

  1. Отрегулировать заслонку поддувала. Это можно сделать экспериментальным путем, найдя, при какой позиции температура теплоносителя будет выше всего. Контроль проводите по термометру, установленному в корпусе котла.
  2. Обязательно следить, чтобы трубы системы отопления не зарастали изнутри, чтобы на них не образовывалась накипь и грязевые отложения. С пластиковыми трубами сегодня стало проще, их качество известно. И все же специалисты рекомендуют периодически продувать систему отопления.
  3. Следить за качеством дымохода. Нельзя допускать его засорение и налипания на стенки сажи. Все это приводит к суживанию сечения отводящей трубы и уменьшению тяги котла.
  4. Обязательное условие – чистка камеры сгорания. Конечно, газ не сильно коптит, как дрова или уголь, но стоит хотя бы один раз в три года мыть топку, очищая ее от сажи.
  5. Специалисты рекомендуют снизить тягу дымохода в самое холодное время года. Для этого можно использовать специальное устройство – ограничитель тяги. Устанавливается он на самом верхнем краю дымохода и регулирует сечение самой трубы.
  6. Снизить химические тепловые потери. Здесь два варианта, чтобы добиться оптимального значения: установить ограничитель тяги (уже выше было об этом сказано) и сразу после установки газового котла провести грамотную настройку оборудования. Рекомендуем это поручить специалисту.
  7. Можно установить турбулизатор. Это специальные пластины, которые устанавливаются между топкой       и теплообменником. Они увеличивают площадь отбора тепловой энергии.

Источник: https://ugnast.by/kotly-kpd.html

Кпд котла формула

Коэффициентом полезного действия отопительного котла называют отношение полезной теплоты, израсходованной на выработку пара (или горячей воды), к располагаемой теплоте отопительного котла.

Не вся полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, направляется потребителям, часть теплоты расходуется на собственные нужды.

Важно

С учетом этого различают КПД отопительного котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и по отпущенной теплоте (КПД-нетто).

Читайте также:  Ремонт чугунных батарей: реставрация, окраска

По разности выработанной и отпущенной теплот определяется расход на собственные нужды. На собственные нужды расходуется не только теплота, но и электрическая энергия (например, на привод дымососа, вентилятора, питательных насосов, механизмов топливоподачи), т.е. расход на собственные нужды включает в себя расход всех видов энергии, затраченных на производство пара или горячей воды.

В итоге КПД-брутто отопительного котла характеризует степень его технического совершенства, а КПД-нетто — коммерческую экономичность. Для котельного агрегата КПД-брутто, %:
по уравнению прямого баланса:

ηбр = 100 Qпол / Qрр

где Qпол — количество полезно используемой теплоты, МДж/кг; Qрр — располагаемая теплота, МДж/кг;

по уравнению обратного баланса:

ηбр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),

где q — потери тепла в %:

  • q2 — с уходящими газами;
  • q3 — из-за химического недожога горючих газов (СО, Н2, СН4);
  • q4 — с механическим недожогом;
  • q5 — от наружного охлаждения;
  • q6 — c физическим теплом шлаков.

Тогда КПД-нетто отопительного котла по уравнению обратного баланса

ηнетто = ηбр — qс.н

где qс.н — расход энергии на собственные нужды, %.

Определение КПД по уравнению прямого баланса проводят преимущественно при отчетности за отдельный период (декада, месяц), а по уравнению обратного баланса — при испытании отопительного котла. Вычисление КПД отопительного котла по обратному балансу значительно точнее, так как погрешности при измерении потерь теплоты меньше, чем при определении расхода топлива.

www.kvzr.ru

www.denisov-vinskiy.ru

Что такое тепловая мощность?

Тепловая мощность водогрейного котла, это количество теплоты которое передаётся теплоносителю (воде) в процессе сгорания топлива в котле. Тепловая мощность измеряется в гигакаллориях(ГКал/час) или мегаваттах (МВт/час). 1 ГКал/час — это 40 кубометров воды (40 м3/час), нагретые на 25 градусов Цельсия(25С) за один час. 1 ГКал = 1.16 МВт.

Что такое КПД котла?

Коэффициент полезного действия водогрейного котла(КПД), это разность между количеством теплоты которое содержится в топливе и количеством теплоты, которое передано теплоносителю(воде)

Как посчитать тепловую мощность. Формулу для расчёта тепловой мощности в гКал/час можно представить в виде:

Q = (T1 — T2) * 40(м3/час) / 1000, где T1 – Т2 – разность температур в градусах Цельсия.

Таким образом, для того чтобы посчитать мощность, которую выдаёт котельная, необходимо расход воды умножить на разность температур (перепад между «подачей» и «обраткой» ) и разделить на 1000. У Вас получится мощность в гигакаллориях (ГКал).

Пример 1:

Температура воды на «подаче» (из котельной в тепловую сеть) – 55С

Температура воды на «обратке» (из тепловой сети в котельную) – 43С

Расход сетевой воды – 120 м3/час (по насосам)

(55 — 43) * 120 / 1000 = 1.44 ГКал. * 1.16 = 1.67 МВт

Пример 2:

Температура воды на входе в котёл – 43С

Температура на выходе из котла – 51С

Расход воды в котле – 40 м3/час

(51 — 43) * 40 / 1000 = 0.32 ГКал * 1.16 = 0.37 МВт

Как посчитать КПД котла?

Формулу для расчёта КПД котла можно представить в виде:

КПД = 100 – q2-q3-q4-q5-q6, где q2…q6 – тепловые потери котла.

Для того чтобы посчитать КПД – котла необходимо температуру уходящих газов котла (измеряется термометром на газоходе котла) разделить на 15 ( с понижением температуры уходящих газов на 12-15С, потери теплоты уменьшаются на 1%), прибавить 2 (потери с химическим недожогом в слоевой топке 0,5-3%), прибавить 3 (потери с механическим недожогом в слоевой топке 1-5%), прибавить 2 (сумма остальных потерь). Полученное значение — ориентировочная величина потерь КПД в процентах, вне зависимости от вида топлива и мощности котла.

Пример 3:

Температура уходящих газов котла – 320С

320 / 15 + 2 + 3 + 2 = 29,3% — суммарные потери КПД (q2…q6)

100 – 29,3 = 70,1% — КПД котла

Из чего складываются потери КПД котла.

Потери тепла с уходящими газами – q2 – составляют самую большую величину тепловых потерь котла. В современном котле величина потерь – q2 – находится в пределах 10 – 12%, при работе котла на номинальной нагрузке.

Потери тепла с химическим недожогом – q3 – возникает из-за неполного сгорания летучих компонентов топлива в топке котла. Причинами появления химического недожога могут быть: плохое смесеобразование, общий недостаток воздуха, низкая температура в топочном объёме котла, особенно в зоне догорания(верхняя часть топочного объёма).

При достаточном коэффициенте избытка воздуха и хорошем смесеобразовании, химический недожог – зависит от теплонапряжения в топочном объёме (объём топки / мощность котла). В современном котле со слоевой топкой, при значениях теплонапряжения – qv = 0.23 — 0.45 МВт/м3, химический недожог составляет 0.5 – 2%, при увеличении qv (с 0.45 до 0.

7), химический недожог резко возрастает и достигает 5%.

Совет

Потери тепла с механическим недожогом – q4 – сумма потерь теплоты с уносом, шлаком и провалом. Для слоевых топок величина потерь с уносом зависит от теплонапряжения(читай выдаваемая мощность) в топочном объёме (МВт) отнесённого к площади зеркала горения (qv / площадь решётки = qr ). С увеличением qr (т.е.

с форсировкой котла), резко увеличивается доля несгоревшего топлива уносимого с продуктами сгорания (потери с уносом). Так, с увеличением qr с 0.93 до 1.63 (в 1.7 раза) величина потерь с уносом возрастает с 3 до 21% (в 7 раз).

Потери теплоты со шлаком, возрастают, с увеличением зольности топлива и ростом теплонапряжения. Потери теплоты с провалом зависят от спекаемости топлива, содержания в топлива мелочи и от конструкции колосниковой решётки. При использовании охлаждаемой уголковой решётки потери теплоты с провалом не превышают 0.5%.

В современном котле со слоевой топкой потери тепла с механическим недожогом – q4 — составляют 1-5%.

Потери тепла от наружного охлаждения – q5 – наблюдаются в связи с тем, что температура наружной поверхности котла всегда выше температуры окружающей среды. Котёл в лёгкой обмуровке имеет величину потерь – q5 – в пределах 0.5%

Прочие потери тепла – q6 – сумма потерь с физической теплотой шлака, на охлаждение панелей и балок, не включённых в циркуляционную систему котла – как правило, не превышают 0.5-2%

teplavdome.net

7.4. Технологическая схема котельной установки

1. Пароперегреватель обозначен на рисунке цифрой 2.

2. Водяной экономайзер обозначен на рисунке цифрой 3.

3. Водоподготовка включает следующие процессы осветление, умягчение и деаэрацию.

4. Центробежный скруббер предназначен для очистки дымовых газов.

5. Назначение дымовой трубы уменьшение средней концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе.

6. К снижению выбросов оксидов азота с дымовыми газами приводит снижение температуры в ядре факела.

7. Высота дымовых труб современных тепловых электростанций достигает 300 м.

Обратите внимание

8. Необходимость очистки дымовых газов от золы связана с защитой атмосферы и предотвращением абразивного износа оборудования.

9. В результате повышения термического сопротивления стенок экранных труб из-за отложений накипи металл труб может потерять прочность.

10. Из-за отложений накипи на внутренних стенках экранных труб охлаждение стенок труб движущимися внутри них водой или паром ухудшается.

11. Средством уменьшения уноса солей с паром является промывка пара питательной водой в барабане котла.

12.Если паропроизводительность котла D=14 т/ч, продувка составляет Dпр=0,35 т/ч, то расход питательной воды в т/ч равен

studfiles.net

Подсчёт КПД газового котла отопления

Метод расчёта производительности осуществляется путём сравнения потраченной теплоэнергии на нагрев жидкости и фактического объёма всей теплоты, что была выделена в момент сжигания топлива. Вычисляется по такой формуле:

η = (Q/ Qобщ.)*100%η — читается как “эта”; Q1 — тепло, которое удалось аккумулировать и использовать для нагрева помещения;

Qобщ. — общее количество тепловой энергии, которое выделяется при сжигании топлива.

Однако эта формула не берёт в учёт многие нюансы, например, возможные тепловые потери, отклонения в рабочих параметрах системы и прочее. Расчёты дают возможность узнать только средний КПД самого котла от газа. Многие изготавливающие компании указывают именно это значение.

Важно

Тут же оценивают погрешности определения тепловой эффективности. Используют такую формулу:

η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

Расчёты помогают проанализировать в соответствии с особенностями определённой отопительной системы.

ОбозначениеЗначение
q2 Тепловые потери в отходящих газах и продуктах сгорания
q3 Потери, связанные с неверными пропорциями газовоздушной смеси, по причине которых появляется 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 топочной камеры во время очистки её от шлаков. Последний коэффициент относится только к твердотопливным устройствам, не учитывается при расчётах КПД оборудования, функционирующего на природном газе

Настоящий коэффициент полезного действия рассчитывают только на месте, в зависимости от правильно выполненной системы удаления дыма и качественного монтажа.

Больше всего на тепловую эффективность влияет температура отходящих газов, которая отмечена в формуле сокращением q2. Если интенсивность нагрева газов на 10-15 °С, то производительность повышается на 1-2 %. Поэтому наивысший КПД в конденсационных котлах, что относятся к низкотемпературной технике отопления.

Экономичный газовый котёл с высоким КПД

Как показывает практика, а также доказывает техдокументация, котлы зарубежных производителей имеют более высокий коэффициент полезного действия. Европейские организации акцентируют усилия на совершенствовании энергосберегающих технологий. Зарубежные котлы от газа характеризуются высокой производительностью, потому что их устройство подразумевает:

  1. Модуляционную горелку. Котлы популярных компаний отличаются двухступенчатыми либо модулируемыми горелками, которые могут похвастаться автоматической приспособляемостью к фактическим рабочим параметрам отопительной системы. Остатков на выходе минимальное количество.
  2. Нагрев жидкости. Хороший котёл – это оборудование, которое разогревает теплоноситель максимум до 70 °С, в то время как отходящие газы нагреваются не более 110 °С, это и даёт наилучшую тепловую отдачу. Однако при низкотемпературном нагреве жидкости присутствуют некоторые недостатки, такие как малая тяга и активное образование конденсата. Теплообменники в агрегатах от газа с высокой производительностью выполняются из качественной нержавейки и имеют особый конденсаторный блок, который необходим для отбора энергии от конденсата.
  3. Нагрев подводящего газа и воздуха, что поступает в горелочное устройство. Подключение агрегатов закрытого типа происходит коаксиальному дымоходу. Воздух циркулирует в камеру сжигания через наружную полость трубы с двумя полостями, до этого подогреваясь, что способствует снижению нужных тепловых затрат на пару процентов. Горелочные устройства с предварительным изготовлением газовоздушной смеси тоже осуществляют подогрев газа перед подачей его на горелку.
  4. Монтаж системы повторной циркуляции отходящих газов. В таком случае дым поступает не сразу в камеру сжигания, а циркулирует через дымоход, смешивается с чистым воздухом и оказывается опять в горелке.

Наивысший коэффициент полезного действия наблюдается при нагреве образования конденсата либо «точки росы». Агрегаты, функционирующие при низкотемпературном нагреве, называют конденсационными. Их отличие в небольшом количестве потребляемого газа и высокая тепловая эффективность, что очень видно при подсоединении к оборудованиям от баллонов с газом и газгольдеру.

Известно множество брендов конденсационных агрегатов, самыми популярными из них являются только некоторые. Газовые котлы с высоким КПД для дома вы можете выбрать из следующих марок:

  • Виссман;
  • Будерус;
  • Вайлант;
  • Бакси;
  • Де Дитрих.

Как увеличить КПД газового котла своими руками?

Повысить коэффициент полезного действия самостоятельно, без помощи специалиста, возможно. Для этого необходимо соблюдать следующие пункты:

  1. Настроить заслонку поддувала. Выполнить это можно путём эксперимента, установив, при какой позиции температура жидкости будет выше всего. Контроль осуществляется по термометру, который установлен в корпусе котла.
  2. Проследить, чтобы трубопровод не зарастал изнутри, не появлялась накипь и скапливалась грязь. С трубами из пластика в этом плане в настоящее время проще, качество их известно. И всё же мастера советуют время от времени продувать отопительную систему.
  3. Следить за качеством дымовой трубы. Смотреть, чтобы трубы не засорялись, а сажа не налипала на стенках. Любые образования способствуют сужению сечения трубы отвода и ослабеванию тяги котла.
  4. Обязательно своевременно чистить камеру сгорания. Понятно, что газ коптит не так, как уголь либо поленья, однако нужно минимум раз в несколько лет мыть топочную камеру и удалять сажу.
  5. Для повышения КПД газовых котлов стоит снижать тягу дымоходной трубы в сильные мороза. С этой целью можно применять ограничитель тяги, устанавливаемый на самом верхнем краю дымохода. Его функция – регулировать сечения самой трубы.
  6. Сделать ниже химические теплопотери. Тут варианта два для достижения лучшего значения: установка ограничителя тяги (говорилось об этом выше) и проведения сразу после монтажа котла от газа качественной настройки техники. Это рекомендуется доверить специализированному работнику.
  7. Ещё одним ответом, на вопрос, как повысить КПД газового котла, может служить следующее – установка турбулизатора. Это особые пластины, устанавливаемые между топочной камерой и теплообменником. Они делают площадь отбора теплоэнергии больше.

Это основной список, следуя ему, вы можете рассчитывать на повышение коэффициента полезного действия своего котельного оборудования. Безусловно, подобных возможностей не мало, но эти являются основными.

teplofan.ru

Похожие:

Руководство, инструкция по применению

rykovodstvo.ru

Источник: https://vodavdome.website/kotel/kpd-kotla-formula.html

Ссылка на основную публикацию