Главная

Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчет потерь теплоты и КПД-брутто котельном агрегате


 

Тепловой баланс котельного агрегата устанавливает равенство между поступающим в агрегат количеством теплоты и его расходом. На основании теплового баланса определяется расход топлива и вычисляется коэффициент полезного действия, эффективность работы котельного агрегата.

В котельном агрегате химически связанная энергия топлива в процессе горения преобразуется в физическую теплоту горючих продуктов сгорания. Эта теплота расходуется на нагревания воды. Вследствие неизбежных потерь при передаче теплоты и преобразования энергии вырабатываемый продукт (вода) воспринимает только часть теплоты. Другую часть составляют потери, которые зависят от эффективности организации процессов преобразования энергии (сжигания топлива) и передачи теплоты вырабатываемому продукту.

Уравнение теплового баланса для установившегося теплового состояния агрегата:

(37)

Или

(38)

где – располагаемая теплота, ;

– полезно использованная теплота, ;

- суммарные потери, ;

– потери теплоты с уходящими газами, ;

– потери теплоты от химического недожога, ;

– потери теплоты от механической неполноты сгорания, ;

– потери теплоты в окружающую среду, ;

– потери теплоты с физической теплотой шлаков .

Левая приходная часть уравнения теплового баланса (38) является суммой следующих величин:

(39)

где – теплота, вносимая в котлоагрегат с воздухом на 1 топлива; эта теплота учитывается тогда, когда воздух нагревается вне котельного агрегата (например, в паровых или электрических калориферах, устанавливаемых до воздухоподогревателя); если воздух нагревается только в воздухонагревателе, то, теплота не учитывается, так как она возвращается в топку агрегата;

– теплота, вносимая с паром для распыления мазута (форсуночный пар);

– физическая теплота 1 топлива.

Т.к. предварительный подогрев воздуха и топлива отсутствует и пар для распыления топлива не используется, то формула (39) принимает вид:

(40)
(41)
     

где - энтальпия 1 воздуха, кДж/ .

Тогда

 

Коэффициентом полезного действия водогрейного котла называют отношение полезной теплоты, израсходованной на выработку горячей воды, к располагаемой теплоте котла. Не вся полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, направляется потребителям, часть теплоты расходуется на собственные нужды. С учетом этого различают КПД котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и по отпущенной теплоте (КПД-нетто).По разности выработанной и отпущенной теплоты определяется расход на собственные нужды.

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

(42)

где – количество полезно используемой теплоты, кДж/ ;

– располагаемая теплота, кДж/ .

То же по уравнению обратного баланса:

(43)

где – относительные потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания топлива, от наружного охлаждения.

Относительные потери теплоты с уходящими газами определяются по формуле:

(44)

где – энтальпия холодного воздуха:

 

– потери теплоты от механической неполноты сгорания (учитывается только при сжигании твердого и жидкого топлива), %

 

Потери теплоты в окружающую среду определяются по графику на рис.8.1 [11] =3%.

Потери теплоты от химического недожога определяются по таблице 3.1 [5] =0,5%.

КПД-брутто котельного агрегата:

(45)

6.1.4 Расчет количества топлива, сжигаемого в котельном агрегате

Общий расчет топлива, подаваемого в топку котельного агрегата:

(46)

где - полезная мощность котла:

(47)

где – расход воды через котельный агрегат, кг/с;

– энтальпия горячей и холодной воды (на выходе и входе водогрейного котла) [12], кДж/кг

 

Таким образом,

   

 

 

Список использованных источников

1. Строительная климатология. СНиП 23-01-99.

2. Котельные установки. СНиП II-35-76.

3. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите. ТСН 23-341-2002 Рязанской области Администрация Рязанской области г. Рязань – 2002.

4. Тепловые сети. СНиП 2.04.07-86.

5. Тепловой расчет котельных установок. Методические указания для выполнения расчетной работы №1. Мордовский государственный университет им.Н.П.Орагева. Саранск, 2005.

6. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособ. Для техникумов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1989.

7. Выбор и расчет теплообменников. Учебное пособие. Пензенский государственный университет. Пенза, 2001.

8. Роддатис К.Ф. Котельные установки. Учебное пособие для студентов неэнергетических специальностей вузов. – М.: «Энергия», 1977.

9. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

10. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиньш Э.Я.. Производственные и отопительные котельные 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1984.

11. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных. Л.Я.Порецкий, Р.Р.Рыбаков, Е.Б.Столпнер и др. – 2-е изд., перераб. и доб. - Л.: Недра,1988.

12. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98 – М.: Издательство МЭИ. 1999.

13. Сайт компании «Виссманн» www.viessmann.ru

14. Сайт компании «Grundfos» www.grundfos.ru

15. Сайт компании «Ридан» www.ridan.ru

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 – Единицы измерения энергии

1 ккал = 427 кгм 1 кг автобензина = 1,52 кг у.т.
1 кВт*ч = 3,6 МДж 1 ккал = 4,19 кДж
1 МДж = 0,034 кг у.т. 1 ккал = 1,163 Вт*ч
1 кг у.т. = 7000 ккал 1 кг у.т. = 29,33 МДж
1 кВт*ч = 0,12 кг у.т. 1 л.с.ч =2,65 МДж
1 кг диз. топлива = 1,45 кг у.т. 1 МДж = 0,278 кВт*ч

 

Таблица А.2 –Характеристика некоторых видов топлива

Топливо   Низшая теплота сгорания, кДж/кг влажность, % зольность, %
Дрова 10500-14700 35-25 0,5-0,9
Торф 9600-11700 45-35 3-10
Сланцы 6300-8400 10-15 65-75
Бурый уголь 10500-17600 40-20 15-35
Каменный уголь 21000-31400 12-3 8-25
Антрацит 21000-30600 17-5 4-20
Мазут 39800-44000 3-1
Природный газ (кДж/м3) 34000-35600

 

 


Таблица 1- Климатические параметры холодного периода года

Город   Температура воздуха наиболее холодных суток, °С, обеспеченностью Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,94     Абсолютная минимальная температура воздуха, °С     Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца, °С Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, %   Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч. наиболее холодного месяца, %. Количество осадков за ноябрь-март, мм     Преобладающее направление ветра за декабрь-февраль     Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с     Средняя скорость ветра, м/с, за период со средней суточной температ урой воздуха £ 8 °С
    £ 0°С £ 8°С £ 10°С
0,98 0,92 0,98 0,92 продолжительность средняя температура продолжительность средняя температура продолжительность средняя температура
Москва -36 -32 -30 -28 -15 -42 6,5 -6,5 -3,1 -2,2 ЮЗ 4,9 3,8
Нижний Новгород -38 -34 -34 -31 -17 -41 6,1 -7,5 -4,1 -3,2 ЮЗ 5,1 3,7
Оренбург -37 -36 -34 -31 -20 -43 8,1 -9,6 -6,3 -5,4 В 5,5 4,5
Орел -35 -31 -30 -26 -15 -39 6,5 -6 -2,7 -1,8 ЮЗ 6,5 4,8
Пермь -42 -39 -38 -35 -20 -47 7,1 -9,5 -5,9 -4,9 Ю 5,2 3,3
Екатеринбург -42 -40 -38 -35 -20 -47 7,1 -9,7 -6 -5,3 З 3,7
Саратов -34 -33 -30 -27 -16 -37 6,9 -7,5 -4,3 -3,4 СЗ 5,6 4,4
Казань -41 -36 -36 -32 -18 -47 6,8 -8,7 -5,2 -4,3 Ю 5,7 4,3
Тула -35 -31 -30 -27 -15 -42 6,8 -6,4 -3 -2,1 ЮВ 4,9
Ижевск -41 -38 -38 -34 -20 -48 6,9 -9,2 -5,6 -4,7 ЮЗ 4,8
                                           
                                           

Примечание - Абсолютная минимальная температура воздуха выбрана из ряда наблюдений за период 1881-1985 гг.; в СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" абсолютная минимальная температура воздуха для отдельных пунктов определялась методом приведения.

 

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-08

headinsider.info. Все права принадлежат авторам данных материалов.