Koeffizient nützliche Aktion(Wirkungsgrad) einer Kesseleinheit ist definiert als das Verhältnis der zur Dampferzeugung genutzten Nutzwärme (bzw heißes Wasser), zur verfügbaren Wärme (Wärmeeintritt in die Kesseleinheit). In der Praxis wird nicht die gesamte von der Kesselanlage aufgenommene Nutzwärme an die Verbraucher abgegeben. Ein Teil der Wärme wird für den Eigenbedarf verbraucht. Abhängig davon wird der Wirkungsgrad des Geräts durch die dem Verbraucher zugeführte Wärme unterschieden ( Nettoeffizienz).

Die Differenz zwischen erzeugter und abgegebener Wärme stellt den Verbrauch für den Eigenbedarf des Kesselhauses dar. Für den Eigenbedarf wird nicht nur Wärme verbraucht, sondern auch elektrische Energie (z. B. zum Antrieb eines Rauchabzugs, eines Ventilators, Förderpumpen, Brennstoffversorgungs- und Staubaufbereitungsmechanismen usw.), daher umfasst der Verbrauch für den Eigenbedarf den Verbrauch aller Energiearten, die für die Erzeugung von Dampf oder Heißwasser aufgewendet werden.

Bruttoeffizienz Die Kesseleinheit charakterisiert den Grad ihrer technischen Perfektion und der Nettowirkungsgrad charakterisiert ihre wirtschaftliche Rentabilität.

Bruttowirkungsgrad der Kesseleinheit ŋ br, %, können mit der direkten Bilanzgleichung ermittelt werden

ŋ br = 100(Q floor /Q r r)

oder nach der umgekehrten Gleichgewichtsgleichung

ŋ br = 100-(q u.g +q h.n +q m.n +q n.o +q f.sh),

Wo Q-Etage Nutzwärme, die zur Erzeugung von Dampf (oder Heißwasser) aufgewendet wird; Q r r- von der Kesseleinheit verfügbare Wärme; q u.g +q h.n +q m.n +q n.o +q f.sh- relative Wärmeverluste durch Wärmeverbrauchsgegenstände.

Als Differenz wird der Nettowirkungsgrad nach der umgekehrten Bilanzgleichung ermittelt

ŋ net = ŋ br -q s.n,

Wo q s.n.- relativer Energieverbrauch für den Eigenbedarf, %.

Der Wirkungsgrad nach der direkten Bilanzgleichung wird hauptsächlich bei der Erstellung von Berichten für einen separaten Zeitraum (Jahrzehnt, Monat) und der Wirkungsgrad nach der umgekehrten Bilanzgleichung bei der Prüfung von Kesselanlagen verwendet. Bestimmung der Effizienz durch umgekehrte Bilanzierung ist viel genauer, da die Fehler bei der Messung von Wärmeverlusten kleiner sind als bei der Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs, insbesondere während der Verbrennung fester Brennstoff.

Um die Effizienz von Kesselanlagen zu verbessern, reicht es daher nicht aus, die Wärmeverluste zu reduzieren; Es ist auch notwendig, die Kosten für Heizung und Heizung auf jede erdenkliche Weise zu senken elektrische Energie für Ihre eigenen Bedürfnisse. Daher sollte ein Vergleich der Betriebseffizienz verschiedener Kesseleinheiten letztlich anhand ihres Nettowirkungsgrads erfolgen.

Im Allgemeinen variiert der Wirkungsgrad einer Kesseleinheit je nach Belastung. Um diese Beziehung zu erstellen, müssen Sie nacheinander alle Verluste der Kesseleinheit von 100 % subtrahieren. Sq Schweiß = q u.g +q x.n +q m.n +q n.o, die von der Belastung abhängen.

Wie aus Abbildung 1.14 ersichtlich ist, hat der Wirkungsgrad der Kesseleinheit bei einer bestimmten Last einen Maximalwert, d. h. der Betrieb des Kessels bei dieser Last ist am wirtschaftlichsten.

Abbildung 1.14 - Abhängigkeit der Effizienz Kessel von seiner Last: q u.g, q x.n, q m.n., q n.o.,S q Schweiß- Wärmeverluste mit Abgasen, durch chemisch unvollständige Verbrennung, durch mechanische unvollständige Verbrennung, durch externe Kühlung und Totalverluste

Kesseleffizienz brutto charakterisiert die Effizienz der Nutzung der in den Kessel eintretenden Wärme und berücksichtigt nicht die Kosten für elektrische Energie zum Antrieb von Gebläsen, Rauchabzügen, Förderpumpen und anderen Geräten. Beim Betrieb mit Gas

h br k = 100 × Q 1 / Q c n. (11.1)

Der Energieverbrauch für den Eigenbedarf der Kesselanlage wird durch den Kesselwirkungsgrad berücksichtigt Netz

h n k = h br k – q t – q e, (11.2)

Wo q t, q e– relative Kosten für den Eigenbedarf an Wärme bzw. Strom. Der Wärmeverbrauch für den Eigenbedarf umfasst den Wärmeverlust beim Blasen, beim Blasen von Sieben, beim Versprühen von Heizöl usw.

Die Hauptursachen sind Wärmeverluste durch Blasen

q t = G pr × (h c.v – h p.v) / (B × Q c n) .

Relativer Stromverbrauch für den Eigenbedarf

q el = 100 × (N p.n /h p.n + ​​​​N d.v /h d.v + N d.s /h d.s)/(B × Q c n) ,

wobei N p.n, N d.v, N d.s – elektrischer Energieverbrauch für den Antrieb von Förderpumpen, Gebläsen bzw. Rauchabzügen; h p.n, h d.v, h d.s – Effizienz der Förderpumpen, Gebläse bzw. Rauchabzüge.

11.3. Methodik zur Durchführung von Laborarbeiten
und Verarbeitung der Ergebnisse

Bilanzversuche im Labor werden für den stationären Betriebsmodus des Kessels bei folgenden Arbeiten durchgeführt zwingende Bedingungen:

Die Betriebsdauer der Kesselanlage vom Anzünden bis zum Beginn der Prüfung beträgt mindestens 36 Stunden,

Die Dauer der Belastbarkeit unmittelbar vor der Prüfung beträgt 3 Stunden,

Zulässige Lastschwankungen während der Pause zwischen zwei benachbarten Experimenten sollten ±10 % nicht überschreiten.

Parameterwerte werden mit Standardinstrumenten gemessen, die auf dem Kesselpaneel installiert sind. Alle Messungen müssen mindestens dreimal gleichzeitig im Abstand von 15-20 Minuten durchgeführt werden. Unterscheiden sich die Ergebnisse zweier gleichnamiger Experimente um nicht mehr als ±5 %, so wird deren arithmetisches Mittel als Messergebnis herangezogen. Ist die relative Abweichung größer, wird das Messergebnis des dritten Kontrollexperiments verwendet.

Die Ergebnisse der Messungen und Berechnungen werden in einem Protokoll festgehalten, dessen Form in der Tabelle angegeben ist. 26.

Tabelle 26

Bestimmung des Wärmeverlusts eines Kessels

Parametername	Bezeichnung	Einheit gemessen	Experimentelle Ergebnisse
№1	№2	№3	Durchschnitt
Volumen Rauchgase	V g	m 3 /m 3
Durchschnittliche volumetrische Wärmekapazität von Rauchgasen	C g¢	kJ/ (m 3 K)
Rauchgastemperatur	J	°C
Wärmeverlust mit Rauchgasen	F 2	MJ/m 3
Volumen von 3-atomaren Gasen	VRO 2	m 3 /m 3
Theoretisches Stickstoffvolumen	V° N 2	m 3 /m 3
Überschüssiger Sauerstoff in Rauchgasen	ein y	---
Theoretisches Luftvolumen	V° in	m 3 /m 3
Trockengasvolumen	V сг	m 3 /m 3
Kohlenmonoxidmenge in Rauchgasen	CO	%
Verbrennungswärme CO	Q CO	MJ/m 3
Wasserstoffmenge in Rauchgasen	H 2	%
Verbrennungswärme H 2	QH 2	MJ/m 3
Methanmenge in Rauchgasen	CH 4	%
Verbrennungswärme CH 4	Q CH 4	MJ/m 3
Wärmeverlust durch chemische unvollständige Verbrennung	F 3	MJ/m 3
	q 5	%
Wärmeverlust durch externe Kühlung	F 5	MJ/m 3

Ende des Tisches. 26

Tabelle 27

Kesselwirkungsgrad brutto und netto

Parametername	Bezeichnung	Einheit gemessen	Experimentelle Ergebnisse
№1	№2	№3	Durchschnitt
Stromverbrauch Energie zum Antrieb von Förderpumpen	N p.n.
Stromverbrauch Energie zum Antrieb von Gebläseventilatoren	N d.in
Stromverbrauch Energie zum Antrieb von Rauchabsaugern	N d.s
Effizienz von Förderpumpen	h Mo
Effizienz von Gebläseventilatoren	h Tür
Effizienz von Rauchabsaugern	h dm
Relativer Stromverbrauch Energie für den Eigenbedarf	q el
Nettowirkungsgrad des Kessels	h netto k	%

Analyse der Laborergebnisse

Der als Ergebnis der Arbeit nach der Methode der direkten und umgekehrten Bilanzierung ermittelte Wert von h br k muss mit dem zertifizierten Wert von 92,1 % verglichen werden.

Bei der Analyse der Auswirkung der Wärmeverlustmenge mit Rauchgasen Q 2 auf den Kesselwirkungsgrad ist zu beachten, dass eine Effizienzsteigerung durch eine Reduzierung der Rauchgastemperatur und eine Reduzierung des Luftüberschusses im Kessel erreicht werden kann. Gleichzeitig führt ein Absinken der Gastemperatur auf die Taupunkttemperatur zur Kondensation von Wasserdampf und zur Tieftemperaturkorrosion der Heizflächen. Eine Verringerung des Luftüberschusskoeffizienten im Ofen kann zu einer Unterverbrennung des Brennstoffs und einem Anstieg der Q 3-Verluste führen. Daher dürfen Temperatur und Luftüberschuss bestimmte Werte nicht unterschreiten.

Anschließend ist es notwendig, den Einfluss seiner Belastung auf die Effizienz des Kesselbetriebs zu analysieren, da mit zunehmender Belastung die Verluste mit Rauchgasen zunehmen und die Verluste Q 3 und Q 5 abnehmen.

Der Laborbericht sollte eine Aussage über den Wirkungsgrad des Kessels treffen.

Kontrollfragen

1. Anhand welcher Indikatoren des Kesselbetriebs kann auf die Effizienz seines Betriebs geschlossen werden?
2. Wie ist die Wärmebilanz eines Heizkessels? Mit welchen Methoden kann es kompiliert werden?
3. Was versteht man unter Brutto- und Netto-Kesselwirkungsgrad?
4. Welche Wärmeverluste erhöhen sich beim Kesselbetrieb?
5. Wie kann man q 2 erhöhen?
6. Welche Parameter haben einen wesentlichen Einfluss auf den Kesselwirkungsgrad?

Stichworte: Kesselwärmebilanz, Brutto- und Nettowirkungsgrad des Kessels, Korrosion der Heizflächen, Luftüberschusskoeffizient, Kessellast, Wärmeverlust, Abgase, chemisch unvollständige Verbrennung des Brennstoffs, Kesselbetriebseffizienz.

ABSCHLUSS

Im Rahmen eines Laborworkshops zum Thema Kesselanlagen und Dampferzeuger werden die Studierenden mit Methoden zur Bestimmung des Heizwerts von flüssigen Brennstoffen, der Luftfeuchtigkeit, der Ausbeute an flüchtigen Stoffen und des Aschegehalts von festen Brennstoffen sowie dem Design des DE-10 vertraut gemacht -14GM-Dampfkessel und untersuchen experimentell die darin ablaufenden thermischen Prozesse.

Zukünftige Fachkräfte erlernen Methoden zur Prüfung von Kesselanlagen und erwerben die notwendigen praktischen Fähigkeiten zur Bestimmung der thermischen Eigenschaften des Ofens, zur Erstellung der Wärmebilanz des Kessels, zur Messung seines Wirkungsgrades sowie zur Erstellung und Bestimmung der Salzbilanz des Kessels die Menge der optimalen Abschlämmung.

Literaturverzeichnis

1. Khlebnikov V.A. Prüfung der Kesselanlagenausrüstung:
Laborwerkstatt. - Yoshkar-Ola: MarSTU, 2005.

2. Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Kesselinstallationen Industrieunternehmen: Lehrbuch für Universitäten. – M.: Energoatomizdat, 1988.

3. Trembovlya V.I., Finger E.D., Avdeeva A.A. Thermische Prüfung von Kesselanlagen. - M.: Energoatomizdat, 1991.

4. Aleksandrov A.A., Grigoriev B.A. Tabellen der thermophysikalischen Eigenschaften von Wasser und Wasserdampf: Handbuch. Empf. Zustand Standard-Referenzdatendienst. GSSSD R-776-98. – M.: Verlag MPEI, 1999.

5. Lipov Yu.M., Tretyakov Yu.M. Kesselanlagen und Dampferzeuger. – Moskau-Ischewsk: Forschungszentrum „Reguläre und chaotische Dynamik“, 2005.

6. Lipov Yu.M., Samoilov Yu.F., Tretjakow Yu.M., Smirnov O.K. Prüfung der Ausrüstung in der Kesselabteilung des MPEI-BHKW. Laborwerkstatt: Lernprogramm im Kurs „Kesselanlagen und Dampferzeuger“. – M.: Verlag MPEI, 2000.

7. Roddatis K.F., Poltaretsky A.N. Handbuch der Kleinkesselanlagen/Hrsg. K. F. Roddatis. – M.: Energoatomizdat, 1989.

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9. Laborarbeiten in den Lehrveranstaltungen „Wärmeerzeugende Prozesse und Anlagen“, „Kesselanlagen von Industriebetrieben“ / Komp. L. M. Lyubimova, L. N. Sidelkovsky, D. L. Slavin, B. A. Sokolov und andere / Ed. L. N. Sidelkovsky. – M.: Verlag MPEI, 1998.

10. Thermische Berechnung von Kesseleinheiten (normative Methode)/Ed. N. V. Kuznetsova. – M.: Energia, 1973.

11. SNiP 2.04.14-88. Kesselanlagen/Gosstroy von Russland. – M.: CITP Gosstroy of Russia, 1988.

Bildungsausgabe

CHLEBNIKOV Valery Alekseevich

KESSELEINHEITEN
UND DAMPFERZEUGER

Laborwerkstatt

Editor ALS. Jemeljanowa

Computer-Set V. V. Khlebnikov

Computerlayout V. V. Khlebnikov

Unterzeichnet zur Veröffentlichung am 16.02.08. Format 60x84/16.

Offsetpapier. Offsetdruck.

Bedingte p.l. 4.4. Uch.ed.l. 3.5. Auflage 80 Exemplare.

Best.-Nr. 3793. S – 32

Staatliche Technische Universität Mari

424000 Joschkar-Ola, pl. Lenina, 3

Redaktions- und Verlagszentrum

Mari-Staat Technische Universität

424006 Joschkar-Ola, st. Panfilova, 17

Im Jahr 2020 ist eine Produktion von 1720–1820 Millionen Gcal geplant.

Ein Milligrammäquivalent ist die Menge einer Substanz in Milligramm, die numerisch dem Verhältnis ihres Molekulargewichts zur Wertigkeit in einer bestimmten Verbindung entspricht.

Verschiedene Kesseltypen haben unterschiedliche Effizienz liegen zwischen 85 und 110 %. Bei der Auswahl der Kesselausrüstung interessieren sich viele Käufer dafür, wie der Wirkungsgrad 100 % überschreiten kann und wie dieser berechnet wird.

Im Falle von Elektro Effizienzkessel Höher als 100 % kann es wirklich nicht sein. Nur Kessel, die mit brennbarem Brennstoff betrieben werden, können einen höheren Koeffizienten haben.

Wenn Sie sich an den Chemiekurs in der Schule erinnern, stellt sich heraus, dass bei der vollständigen Verbrennung eines Brennstoffs CO 2 – Kohlenstoff und H 2 O – Wasserdampf, der Energie enthält, zurückbleibt. Bei der Kondensation erhöht sich die Energie des Dampfes, das heißt, es entsteht zusätzliche Energie. Basierend auf, Heizwert Kraftstoff ist in zwei Konzepte unterteilt: höhere und niedrigere spezifische Verbrennungswärme.

Am niedrigsten- stellt die Wärme dar, die bei der Verbrennung von Kraftstoff entsteht, wenn Wasserdampf zusammen mit der darin enthaltenen Energie in die äußere Umgebung gelangt.

Höherer Brennwert ist Wärme unter Berücksichtigung der im Wasserdampf enthaltenen Energie.

Offiziell (in allen behördlichen Dokumenten) Effizienz, sowohl in Russland als auch in Europa, am niedrigsten berechnet spezifische Wärme Verbrennung. Wenn man aber trotzdem die im Wasserdampf enthaltene Wärme nutzt und die Berechnungen auf der niedrigsten spezifischen Verbrennungswärme basiert, dann ergeben sich in diesem Fall Werte, die über 100 % liegen.

Als Heizkessel werden Kessel bezeichnet, die die Kondensationswärme von Wasserdampf nutzen Kondensation. Und sie haben einen Wirkungsgrad von über 100 %.

Der Unterschied zwischen dem niedrigeren und dem höheren Heizwert des Brennstoffs beträgt etwa 11 %. Dieser Wert ist die Grenze, um die sich der Wirkungsgrad von Kesseln unterscheiden kann.

Haupteinstellungen

Der Wirkungsgrad kann anhand von zwei Parametern berechnet werden. In Europa wird der Wirkungsgrad üblicherweise anhand der Temperatur der Abgase berechnet. Wenn beispielsweise ein Kilogramm Kraftstoff verbrannt wird, wird eine bestimmte Menge Kilokalorien Wärme gewonnen, sofern die Temperatur der Abgase und die Temperatur eingehalten werden Umfeld.

Durch die Messung der Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der tatsächlichen Temperatur der Abgase ist es möglich, daraus den Kesselwirkungsgrad zu berechnen.

Um den tatsächlichen Wert zu erhalten, werden grob gesagt die in den Schornstein entweichenden Abgase von 100 % abgezogen.

Rechnen Sie richtig

In der UdSSR und später in Russland wurde eine grundlegend andere Berechnungsmethode übernommen – die sogenannte „ Reverse-Balance-Methode" Es besteht darin, dass der Wärmeverbrauch durch den unteren Heizwert bestimmt wird. Anschließend wird eine Heizung auf das Rohr aufgesetzt und die Menge der darin eingespeisten Wärmeenergie, also der Energieverlust, berechnet. Zur Berechnung des Wirkungsgrades werden die Energieverluste aus der Gesamtwärmemenge berechnet.

Dieser Ansatz zur Bestimmung der Effizienz liefert genauere Indikatoren. Sie wurde als Berechnungsmethode übernommen, weil alle Körper russischer Kessel sehr schlecht wärmeisoliert waren und deshalb bis zu 40 % der Energie durch die Kesselwände entwichen. Je nach Bedarf Regulierungsdokumente In Russland ist es immer noch üblich, die Effizienz mithilfe der Reverse-Balance-Methode zu berücksichtigen. Heutzutage kann diese Methode erfolgreich auf Multi-Megawatt-Kessel in Wärmekraftwerken angewendet werden, deren Brenner nie abschalten.

Vorteile moderner Kessel

Bei modernen Kesseln ist diese Technik jedoch völlig unanwendbar, da sie ein grundlegend anderes Betriebsschema haben. Da die Brenner moderner Heizkessel im Automatikmodus arbeiten: Sie arbeiten 15 Minuten lang und halten dann 15 Minuten lang an, bis die erzeugte Wärme verbraucht ist. Je höher die Außentemperatur, desto länger „steht“ der Brenner und arbeitet weniger. Von einem umgekehrten Gleichgewicht kann in diesem Fall natürlich nicht gesprochen werden.

Ein weiterer Unterschied zwischen modernen Kesseln ist das Vorhandensein einer Wärmedämmung. Große Hersteller Produzieren Sie Einheiten höchster Qualität mit bessere Wärmedämmung. Der Wärmeverlust durch die Wände eines solchen Kessels beträgt nicht mehr als 1,5–2 %. Käufer vergessen dies oft, weil sie glauben, dass der Kessel auch den Raum heizt, indem er während des Betriebs Wärme abgibt. Beim Kauf eines modernen Heizkessels ist zu beachten, dass dieser nicht zur Beheizung eines Heizraums bestimmt ist, und bei Bedarf auf den Einbau von Heizkörpern zu achten.

Moderne Wärmeschutztechnologien

Ein guter Stahlkessel hat immer einen höheren Wirkungsgrad. Dies liegt daran, dass Gusseisenkessel im Gegensatz zu Stahlkesseln immer mehr technologische Einschränkungen aufweisen.

Darüber hinaus ist dank der Isolierung moderne Kessel die Wärme perfekt speichern. Selbst zwei Tage nach dem Ausschalten sinkt die Temperatur des Kesselkörpers nur um 20-25 Grad.

Das beste Beispiel für importierte Heizgeräte sind Kesselanlagen, bei denen alle Anforderungen korrekt berücksichtigt werden. Daher sollten Sie nicht versuchen, „das Rad neu zu erfinden“ und einen Kessel aus improvisierten Mitteln zusammenzubauen. Schließlich verfügen Sie bereits über eine große Auswahl an modernsten, vielfältigsten und durchdachtesten Kesseloptionen, die lange und einwandfrei funktionieren, alle in sie gesetzten Erwartungen mehr als erfüllen und, was besonders angenehm ist, Ihre Kosten schonen Kosten!

Unsere Spezialisten helfen Ihnen bei der Auswahl des Kessels und der dazugehörigen Ausrüstung und beraten Sie in technischen Fragen!

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Alles zum Thema Kesseleffizienz

Was ist der Kesselwirkungsgrad?

Der Wirkungsgrad eines Heizkessels ist das Verhältnis der zur Erzeugung von Dampf (oder Warmwasser) verbrauchten Nutzwärme zur verfügbaren Wärme des Heizkessels. Nicht die gesamte von der Kesseleinheit erzeugte Nutzwärme wird an die Verbraucher abgegeben, ein Teil der Wärme wird für den Eigenbedarf aufgewendet. Vor diesem Hintergrund wird der Wirkungsgrad eines Heizkessels durch die erzeugte Wärme (Bruttowirkungsgrad) und die abgegebene Wärme (Nettowirkungsgrad) unterschieden.

Aus der Differenz zwischen erzeugter und abgegebener Wärme wird der Verbrauch für Hilfsbedarfe ermittelt. Für den Eigenbedarf wird nicht nur Wärme verbraucht, sondern auch elektrische Energie (z. B. zum Antrieb eines Rauchabzugs, Ventilators, Förderpumpen, Brennstoffversorgungsmechanismen), d. h. Der Verbrauch für den Eigenbedarf umfasst den Verbrauch aller Arten von Energie, die für die Erzeugung von Dampf oder Warmwasser aufgewendet werden.

* Um einen Unique-Kessel zu kaufen, gehen Sie zum entsprechenden Abschnitt. Und wenn Sie Heizkessel im Großhandel benötigen, dann klicken Sie hier.

So berechnen Sie den Kesselwirkungsgrad

Der Bruttowirkungsgrad eines Heizkessels charakterisiert somit den Grad seiner technischen Perfektion und der Nettowirkungsgrad seine wirtschaftliche Rentabilität. Für den Bruttowirkungsgrad einer Kesseleinheit, %:
nach der direkten Bilanzgleichung:

ηbr = 100 Qpol / Qpp

wobei Qfloor die nutzbare Wärmemenge in MJ/kg ist; Qрр – verfügbare Wärme, MJ/kg;

gemäß der umgekehrten Gleichgewichtsgleichung:

ηbr = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),

wobei q der Wärmeverlust in % ist:

• q2 - mit Abgasen;
• q3 - weil chemisches Unterbrennen brennbare Gase (CO, H2, CH4);
• q4 – mit mechanischer Unterbrennung;
• q5 – durch externe Kühlung;
• q6 – mit physikalischer Hitze der Schlacke.

Dann der Nettowirkungsgrad des Heizkessels gemäß der umgekehrten Bilanzgleichung

ηnet = ηbr - qs.n

wobei qс.н der Energieverbrauch für den Eigenbedarf ist, %.

Die Bestimmung des Wirkungsgrades anhand der direkten Bilanzgleichung erfolgt hauptsächlich bei der Berichterstattung für einen separaten Zeitraum (Jahrzehnt, Monat) und unter Verwendung der umgekehrten Bilanzgleichung – bei der Prüfung eines Heizkessels. Die Berechnung des Wirkungsgrades eines Heizkessels mittels Umkehrbilanz ist wesentlich genauer, da die Fehler bei der Messung der Wärmeverluste geringer sind als bei der Bestimmung des Brennstoffverbrauchs.

So steigern Sie die Effizienz eines Gaskessels mit Ihren eigenen Händen

Erstellen die richtigen Bedingungen Betrieb Gas Boiler und so können Sie die Effizienz tatsächlich steigern, ohne einen Spezialisten hinzuziehen zu müssen, also mit Ihren eigenen Händen. Was muss ich tun?

1. Stellen Sie den Gebläsedämpfer ein. Dies kann experimentell erfolgen, indem ermittelt wird, an welcher Stelle die Kühlmitteltemperatur am höchsten ist. Führen Sie die Kontrolle mit einem im Kesselkörper eingebauten Thermometer durch.
2. Achten Sie unbedingt darauf, dass die Rohre der Heizungsanlage von innen nicht zuwachsen, sodass sich auf ihnen keine Kalk- und Schmutzablagerungen bilden. MIT Kunststoffrohre Heute ist es einfacher geworden, ihre Qualität ist bekannt. Dennoch empfehlen Experten, die Heizungsanlage regelmäßig zu spülen.
3. Überwachen Sie die Qualität des Schornsteins. Achten Sie darauf, dass es nicht verstopft oder dass sich Ruß an den Wänden festsetzt. All dies führt zu einer Verengung des Auslassrohrquerschnitts und einer Verringerung des Kesselzuges.
4. Voraussetzung ist die Reinigung der Brennkammer. Natürlich raucht Gas nicht so sehr wie Holz oder Kohle, aber es lohnt sich, den Feuerraum mindestens alle drei Jahre zu waschen, um ihn von Ruß zu befreien.
5. Experten empfehlen, den Schornsteinzug in der kältesten Zeit des Jahres zu reduzieren. Dazu können Sie ein spezielles Gerät verwenden – einen Zugbegrenzer. Es wird ganz oben am Schornstein angebracht und reguliert den Rohrquerschnitt selbst.
6. Chemikalien reduzieren Wärmeverluste. Um den optimalen Wert zu erreichen, gibt es hier zwei Möglichkeiten: Einen Zugbegrenzer installieren (dies wurde oben bereits besprochen) und direkt nach der Installation des Gaskessels eine ordnungsgemäße Einstellung der Geräte vornehmen. Wir empfehlen, dies einem Fachmann anzuvertrauen.
7. Sie können einen Turbulator installieren. Dabei handelt es sich um spezielle Platten, die zwischen Feuerraum und Wärmetauscher eingebaut werden. Sie vergrößern die Fläche, auf der Wärmeenergie gesammelt wird.

Es gibt zwei Methoden zur Bestimmung der Effizienz:

Durch direktes Gleichgewicht;

Durch umgekehrtes Gleichgewicht.

Die Bestimmung des Wirkungsgrades eines Kessels als Verhältnis der verbrauchten Nutzwärme zur verfügbaren Wärme des Brennstoffs erfolgt durch direkte Bilanzierung:

Der Kesselwirkungsgrad kann auch durch die umgekehrte Bilanz – durch Wärmeverluste – bestimmt werden. Für Stetigkeit thermischer Zustand wir bekommen

. (4.2)

Der durch die Formeln (1) oder (2) ermittelte Kesselwirkungsgrad berücksichtigt nicht die elektrische Energie und Wärme für den Eigenbedarf. Dieser Kesselwirkungsgrad wird Bruttowirkungsgrad genannt und mit oder bezeichnet.

Wenn der Energieverbrauch pro Zeiteinheit für die angegebenen Hilfsgeräte MJ beträgt und der spezifische Brennstoffverbrauch für die Stromerzeugung kg/MJ beträgt, dann ist der Wirkungsgrad der Kesselanlage unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs Zusatzausrüstung(Nettowirkungsgrad), %,

. (4.3)

Wird manchmal als Energieeffizienz einer Kesselanlage bezeichnet.

Bei Kesselanlagen von Industriebetrieben betragen die Energiekosten für den Eigenbedarf etwa 4 % der erzeugten Energie.

Der Kraftstoffverbrauch wird ermittelt:

Die Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs ist mit einem großen Fehler verbunden, sodass der Wirkungsgrad durch direkte Bilanzierung durch eine geringe Genauigkeit gekennzeichnet ist. Mit dieser Methode wird ein bestehender Kessel getestet.

Die Reverse-Balance-Methode zeichnet sich durch eine höhere Genauigkeit aus und wird beim Betrieb und der Konstruktion des Kessels eingesetzt. In diesem Fall werden Q 3 und Q 4 nach Empfehlungen und aus Fachbüchern ermittelt. Q 5 wird aus der Grafik ermittelt. Q 6 wird berechnet (selten berücksichtigt), und im Wesentlichen läuft die Bestimmung durch Umkehrbilanz auf die Bestimmung von Q 2 hinaus, das von der Temperatur der Rauchgase abhängt.

Der Bruttowirkungsgrad hängt von der Art und Leistung des Kessels ab, d. h. Produktivität, Art des verbrannten Brennstoffs, Feuerraumdesign. Der Wirkungsgrad wird auch von der Kesselbetriebsart und der Sauberkeit der Heizflächen beeinflusst.

Bei mechanischer Unterverbrennung verbrennt ein Teil des Brennstoffs nicht (q 4) und verbraucht daher keine Luft, bildet keine Verbrennungsprodukte und gibt keine Wärme ab, daher wird bei der Berechnung des Kessels der berechnete Brennstoffverbrauch verwendet

. (4.5)

Der Bruttowirkungsgrad berücksichtigt nur Wärmeverluste.

Abbildung 4.1 – Änderung des Kesselwirkungsgrads bei Lastwechsel

5 BESTIMMUNG DES WÄRMEVERLUSTES IN EINER KESSELEINHEIT.

MÖGLICHKEITEN ZUR REDUZIERUNG DES WÄRMEVERLUSTES

5.1 Wärmeverlust bei Rauchgasen

Wärmeverlust mit Abgasen Q y.g entsteht aufgrund der Tatsache, dass die physikalische Wärme (Enthalpie) der den Kessel verlassenden Gase die physikalische Wärme der in den Kessel eintretenden Luft und des Brennstoffs übersteigt.

Wenn wir den kleinen Wert der Brennstoffenthalpie sowie die Wärme der in den Rauchgasen enthaltenen Asche vernachlässigen, wird der Wärmeverlust mit den Rauchgasen, MJ/kg, nach folgender Formel berechnet:

Q 2 = J ch.g – J c; (5.8)

wo ist die Enthalpie kalter Luft bei a=1;

100-q 4 – Anteil des verbrannten Brennstoffs;

a с.г – Luftüberschusskoeffizient in den Rauchgasen.

Wenn die Umgebungstemperatur Null ist (t x.v = 0), dann ist der Wärmeverlust mit den Abgasen gleich der Enthalpie der Abgase Q a.g = J a.g.

Der Wärmeverlust mit Rauchgasen nimmt unter den Wärmeverlusten des Kessels in der Regel den größten Platz ein und beträgt 5-12 % der verfügbaren Wärme des Brennstoffs. Er wird durch die Menge und Zusammensetzung der Verbrennungsprodukte bestimmt, die maßgeblich vom Ballast abhängen Bestandteile des Brennstoffs und von der Temperatur der Rauchgase:

Das die Qualität des Brennstoffs charakterisierende Verhältnis zeigt die relative Ausbeute an gasförmigen Verbrennungsprodukten (bei a = 1) pro Verbrennungswärmeeinheit des Brennstoffs und hängt vom Gehalt an Ballastbestandteilen darin ab:

– für feste und flüssige Brennstoffe: Feuchtigkeit W Р und Asche А Р;

– für gasförmigen Brennstoff: N 2, CO 2, O 2.

Mit zunehmendem Gehalt an Ballastbestandteilen im Kraftstoff nimmt auch der Wärmeverlust mit den Abgasen entsprechend zu.

Eine der möglichen Möglichkeiten, den Wärmeverlust bei Rauchgasen zu reduzieren, besteht darin, den Luftüberschusskoeffizienten a c.g. in den Rauchgasen zu reduzieren, der vom Luftdurchsatz im Ofen a T und der in die Kesselabzüge angesaugten Ballastluft abhängt stehen meist unter Vakuum

a y.g = a T + Da. (5.10)

Bei Kesseln, die unter Druck betrieben werden, gibt es keine Luftansaugungen.

Mit einer Abnahme von a T nimmt der Wärmeverlust Q y.g ab, jedoch kann aufgrund einer Abnahme der der Brennkammer zugeführten Luftmenge ein weiterer Verlust auftreten – aufgrund der chemischen Unvollständigkeit der Verbrennung Q 3.

Der optimale Wert von a T wird unter Berücksichtigung des Erreichens des Mindestwertes q y.g + q 3 ausgewählt.

Die Abnahme von a T hängt von der Art des verbrannten Brennstoffs und der Art der Verbrennungsvorrichtung ab. Mit mehr Bevorzugte Umstände Beim Kontakt von Kraftstoff und Luft ist der Luftüberschuss erforderlich, um die größtmögliche Leistung zu erzielen vollständige Verbrennung, reduziert werden kann.

Ballastluft in Verbrennungsprodukten führt neben einem erhöhten Wärmeverlust Q.g. auch zu zusätzlichen Energiekosten für den Rauchabzug.

Der wichtigste Einflussfaktor auf Q a.g. ist die Temperatur der Abgase t a.g. Seine Reduzierung wird durch den Einbau wärmeverbrauchender Elemente (Economizer, Lufterhitzer) im hinteren Teil des Kessels erreicht. Je niedriger die Temperatur der Abgase und dementsprechend je geringer die Temperaturdifferenz Dt zwischen den Gasen und dem erhitzten Arbeitsmedium ist, desto größer ist die Oberfläche H für die gleiche Abkühlung des Gases. Eine Erhöhung von t c.g führt zu einem Anstieg der Verluste von Q c.g und zu zusätzlichen Treibstoffkosten DB. In diesem Zusammenhang wird die optimale t c.g auf der Grundlage technischer und wirtschaftlicher Berechnungen beim Vergleich der jährlichen Kosten für wärmeverbrauchende Elemente und Brennstoff für verschiedene Werte von t c.g ermittelt.

In Abb. 4 können wir den Temperaturbereich (von bis ) hervorheben, in dem sich die berechneten Kosten geringfügig unterscheiden. Dies gibt Anlass zur Wahl der am besten geeigneten Temperatur, bei der die anfänglichen Kapitalkosten niedriger sind.

Bei der Auswahl des optimalen Modells gibt es limitierende Faktoren:

a) Korrosion der Heckoberflächen bei niedriger Temperatur;

b) wann Bei Temperaturen um 0 °C ist es möglich, dass Wasserdampf kondensiert und sich mit Schwefeloxiden verbindet;

c) die Wahl hängt von der Temperatur des Speisewassers, der Lufttemperatur am Eingang des Lufterhitzers und anderen Faktoren ab;

d) Verschmutzung der Heizfläche. Dies führt zu einer Verringerung des Wärmeübergangskoeffizienten und einer Erhöhung.

Bei der Ermittlung des Wärmeverlustes bei Rauchgasen wird die Reduzierung des Gasvolumens berücksichtigt

. (5.11)

5.2 Wärmeverlust durch chemische unvollständige Verbrennung

Wärmeverlust durch chemisch unvollständige Verbrennung Q 3 tritt auf, wenn unvollständige Verbrennung Brennstoff in der Brennkammer des Kessels und das Auftreten brennbarer gasförmiger Bestandteile in den Verbrennungsprodukten CO, H 2 , CH 4 , C m H n ... Die Nachverbrennung dieser brennbaren Gase außerhalb des Ofens ist aufgrund ihrer relativen Größe praktisch unmöglich niedrige Temperatur.

Eine chemisch unvollständige Verbrennung von Kraftstoff kann folgende Ursachen haben:

– allgemeiner Luftmangel;

– schlechte Gemischbildung;

– geringe Größe der Brennkammer;

– niedrige Temperatur in der Brennkammer;

- hohe Temperatur.

Wenn die Luftqualität und eine gute Gemischbildung für eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs ausreichen, hängt q 3 von der volumetrischen Dichte der Wärmefreisetzung im Ofen ab

Das optimale Verhältnis, bei dem der Verlust von q 3 einen minimalen Wert hat, hängt von der Art des Brennstoffs, der Art seiner Verbrennung und der Konstruktion des Ofens ab. Bei modernen Verbrennungsgeräten beträgt der Wärmeverlust von q 3 0 2 % bei q v =0,1 0,3 MW/m 3.

Um den Wärmeverlust von q 3 in der Brennkammer zu reduzieren, streben sie danach, das Temperaturniveau insbesondere durch Lufterwärmung zu erhöhen und die Durchmischung der Verbrennungskomponenten auf jede erdenkliche Weise zu verbessern.