U kotlovima, kao i druge instalacije grijanja, ne mogu se koristiti sva topline, koja se dodjeljuje tijekom izgaranja goriva. Prilično većinu toplinskih listova s proizvodima spaljivanja u atmosferu, dio se gubi kroz kućište kotla, a mali dio je izgubljen zbog kemijskog ili mehaničkog nedostatka isporuke. Pod mehaničkom nepažnjom shvaćeno je kao gubitak topline zbog kvara ili amortizacije elemenata pepela s neizgorenim česticama.
Toplinska ravnoteža kotla je distribucija topline koja se oslobađa pri spaljivanju goriva, za korisnu toplinu koja se koristi za njegovu namjenu, te na gubitku topline, koji se javlja tijekom rada termalne opreme.
Shema glavnih izvora gubitka topline.
Vrijednost veličine koja bi se mogla izdvojiti s donjem toplinom izgaranja svih goriva se uzima kao referentna vrijednost dolaska topline.
Ako se u kotlu koristi kruto ili tekuće gorivo, toplina je u kilodzhoulama u odnosu na svaki kilogram konzumiranog goriva i kada se koristi plin, u odnosu na svaki kubni metar. I u to, u drugom slučaju, termička ravnoteža može se izraziti kao postotak.
Jednadžba toplinske bilance
Jednadžba toplinske bilance kotla prilikom spaljivanja plina može se izraziti slijedećom formulom:
Optimalni parametri opterećenja pružaju visoku produktivnost sustava grijanja.
- Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6;
- gdje je Qt ukupna količina toplinske topline koja je upisana u kotlovnicu;
- Q1 - korisna toplina koja se koristi za zagrijavanje rashladnog sredstva ili dobivanje pare;
- Q2 - gubitak topline, koji ide zajedno s proizvodima za izgaranje u atmosferu;
- Q3 - gubitak topline povezane s nepotpunim kemijskim izgaranjem;
- Q4 - gubitak topline zbog mehaničkog nevažnog;
- Q5 - gubitak topline kroz zidove kotla i cijevi;
- Q6 - gubitak topline zbog uklanjanja pepela i troske iz peći.
Kao što se može vidjeti iz jednadžbe toplinske ravnoteže, pri spaljivanju plinovitih ili tekućih goriva, ne postoje vrijednosti Q4 i Q6 koje su karakteristične samo za kruta goriva.
Ako se ravnoteža topline izražava kao postotak ukupne topline (qt = 100%), ova jednadžba ima oblik:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6.
Ako je svaki član ravnoteže topline s lijeve i desne strane podijeljena u QT i pomnožite ga za 100, tada će toplinska ravnoteža biti toplinska ravnoteža kao postotak ukupne količine topline.
- Q1 = Q1 * 100 / qt;
- Q2 = Q2 * 100 / qt i tako dalje.
Ako se u kotlu ne koristi tekući ili plinovito gorivo, tada nedostaju gubici Q4 i Q6, jednadžba toplinske ravnoteže kotla u postotku uzima oblik:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q5.
Svaka vrsta topline i jednadžbe treba razmotriti.
Toplinu koja se koristi u svrhu (Q1)
Shema načela rada stacionarnog generatora topline.
Toplina koja se koristi za izravnu svrhu je da se nosač topline troši na zagrijavanje rashladnog sredstva, ili pripravu para s danim tlakom i temperaturom, koja se smatra da je temperatura vodootpornog kotlova. Prisutnost ekonomizera značajno povećava količinu korisne topline, jer je moguće uglavnom koristiti toplinu, koja se nalazi u proizvodima za izgaranje.
Članak o temi: Planiranje 1-kata kuće s tri spavaće sobe - Odaberite projekt za kušanje
Kada se kotler radi, elastičnost i tlak pare unutar njega se povećava. Točka vrelišta ovisi o ovom procesu. Ako, pod normalnim uvjetima, točka vrenja vode je 100 ° C, zatim kada se tlak par poveća, taj se indikator povećava. U isto vrijeme, parovi, koji su u jednom kotlu zajedno s kipućom vodom, nazivaju se zasićena, a vrelište vode na danom tlaku zasićenog para naziva se temperatura zasićenja.
Ako u par nema kapljica vode, onda se zove suhi zasićeni trajektom. Masovni udio suhe zasićene pare u vlažnom paru je stupanj suhoće pare, izražena kao postotak. U parni kotlovima vlažnost pare se kreće od 0 do 0,1%. Ako vlažnost premašuje te indikatore, kotao ne radi u optimalnom načinu rada.
Korisna toplina, koja se troši na grijanje od 1 L vode od nule temperature do vrelišta na konstantnom tlaku, naziva se entalpija tekućine. Toplina koja se konzumira za prijevod 1 l vreli tekućine u stanje pare naziva se skrivena toplina isparavanja. Zbroj ova dva pokazatelja je opći sadržaj topline zasićene pare.
Gubici topline s proizvodima za izgaranje, ostavljajući atmosferu (Q2)
Ova vrsta postotnih gubitaka pokazuje razliku u entalpiju odlaznih plinova i hladnog zraka koji ulazi u kotao. Formule za određivanje tih gubitaka razlikuju se pri korištenju različitih vrsta goriva tvari.
Spaljivanje loživog ulja dovodi do gubitka topline zbog kemijskog ne-dostave.
Kada koristite kruto gorivo, gubitak Q2 je:
- Q2 = (Ig-ag * i) (100-Q4) / qt;
- Gdje je Ig entalpija plinova koji teče u atmosferu (KJ / kg), αg je višak koeficijenta zraka, IV je entalpija zraka potreban za izgaranje, na temperaturi od primitka do kotla (KJ / kg).
Indikator Q4 je uveden u formulu jer bi trebalo uzeti u obzir toplinu koja se oslobađa tijekom fizičkog sagorijevanja od 1 kg goriva, a ne za 1 kg goriva uđe u peć.
Kada koristite plinovite ili tekuće gorive, ista formula ima oblik:
- Q2 = ((IG-αg * iv) / qt) * 100%.
Gubici topline s odlaznim plinovima ovise o stanju kotla za grijanje i načinu rada. Na primjer, kada se ručno opterećenje goriva u gubici topline ovog tipa značajno povećava zbog periodične petine svježeg zraka.
Gubitak toplinske energije s tečem u atmosferi s dimnim plinovima povećava se s povećanjem temperature i količine potrošnog zraka. Na primjer, temperatura plinova koji teče u atmosferu u odsutnosti ekonomizera i grijača zraka je 250-350 ° C, a kada su prisutnost, samo 120-160 ° C, što se povećava nekoliko puta vrijednost korisna toplina.
Shema kotlova.
S druge strane, nedovoljna temperatura od odlaznih produkata izgaranja može dovesti do stvaranja kondenzata vodene pare na površinama grijanja, što također utječe na stvaranje izraslih leda na dimnim cijevima zimi.
Članak o toj temi: Je li moguće napraviti balkon ako nije: sve "za" i "protiv"
Količina potrošnog zraka ovisi o vrsti plamenika i načinu rada. Ako se poveća u usporedbi s optimalnom vrijednošću, to dovodi do visokog sadržaja zraka u odlaznim plinovima, što dalje nosi dio topline. To je neizbježan proces koji se ne može zaustaviti, ali se može dovesti do minimalnih vrijednosti. U suvremenim stvarnosti koeficijent protoka zraka ne smije prelaziti 1,08 za plamenice s potpunim injekcijom, 0,6 - za plamenice s nepotpunim injekcijom zraka, 1.1 - za plamenice s prisilnom hranom i miješanjem zraka i 1.15 - za difuzijske snimači s vanjskim miješanjem. Povećati gubitak topline s odlaznim zrakom, prisutnost dodatnih zastupnika zraka u peći i cijevi kotla. Održavanje protoka zraka na optimalnoj razini smanjuje Q2 na minimum.
Kako bi se smanjila vrijednost Q2, potrebno je pravodobno četkati vanjsku i unutarnju površinu kotla, slijediti nedostatak ljestvice, što smanjuje prijenos topline iz češljanog goriva do rashladnog sredstva, u skladu sa zahtjevima za vodu koja se koristi U kotlu, pratite nedostatak oštećenja u kotlu i cijevni spojevi kako ne biste prihvatili priljeve zraka. Upotreba dodatnih električnih grijaćih površina u plinskim traktu potrošnje električne energije. Međutim, štednja od optimalne potrošnje goriva bit će mnogo veća od troškova potrošene električne energije.
Gubici topline iz kemijske kemijske goriva (Q3)
Ova vrsta sheme osigurava zaštitu sustava grijanja od pregrijavanja.
Glavni pokazatelj nepotpunog kemijskog izgaranja goriva je prisutnost plinova ugljičnog monoksida (kada se koriste kruti goriva) ili ugljični monoksid i metan (pri spaljivanju goriva). Topli gubici iz kemijske noste jednake su toplini koja se može izdvojiti pri spaljivanju tih ostataka.
Nepotpuno izgaranje goriva ovisi o nedostatku zraka, loše miješanje goriva s zrakom, smanjujući temperaturu unutar kotla ili kada se kontaktira plamen goriva s zidovima kotla. Međutim, pretjerano povećanje broja dolaznog kisika ne samo ne jamči puni izgaranje goriva, već može poremetiti rad kotla.
Optimalni sadržaj ugljičnog monoksida na izlazu peći na temperaturi od 1400 ° C ne smije biti više od 0,05% (u smislu suhih plinova). S takvim vrijednostima gubitka topline iz nebija, oni će biti 3 do 7%, ovisno o gorivu. Nedostatak kisika može donijeti tu vrijednost do 25%.
No, potrebno je postići takve uvjete tako da je odsutna kemijska glupost goriva. Potrebno je osigurati optimalni unos zraka u peći, održavati konstantnu temperaturu unutar kotla, postići temeljito miješanje smjese goriva s zrakom. Najekonomičniji rad kotla postiže se kada je sadržaj ugljičnog dioksida u proizvodima za izgaranje, postizanje atmosfere, na razini od 13-15%, ovisno o vrsti goriva. Uz višak unosa zraka, sadržaj ugljičnog dioksida u odlaznom dimu može se smanjiti za 3-5%, ali će se gubitak topline povećati. Uz normalan rad opreme za grijanje, gubitak Q3 je 0-0,5% za ugljik prašine i 1% za peći sloj.
Članak na temu: Quad bicikl radi sami
Topli gubici iz fizičkog nedostatka isporuke (Q4)
Ova vrsta gubitaka događa se zbog činjenice da se neizgorene čestice goriva padnu kroz rešetku u pepelu ili se odvode s proizvodima spaljivanja kroz cijev u atmosferu. Gubitak topline iz fizičkog nejaže izravno ovisi o dizajnu kotla, mjestu i obliku groba, sila potiska, stanje goriva i njegovog stabla.
Najznačajniji gubici od mehaničke topline sa slojem koji gori čvrsto gorivo i previdi se. U tom slučaju, veliki broj malih neizgorenih čestica se odvodi zajedno s dimom. To se posebno dobro manifestira kada se koristi nehomogeno gorivo, kada se izmjenjuju male i velike komade goriva. Paljenje svakog sloja dobiva se nehomogeno, jer se mali komadići gori brže i nose s dimom. U nastalim intervalima, protok zraka, koji hladi velike komade goriva. U isto vrijeme, oni su prekriveni kore šljake i ne blijedi potpuno.
Gubitak topline u mehaničkoj inkuntaciji obično je oko 1% za osovine prašine i do 7,5% za slojeve peći.
Gubitak topline izravno kroz zidove kotla (Q5)
Ova vrsta gubitka ovisi o obliku i dizajnu kotla, debljine i kvalitete stropa i kotla i dimnjaka, prisutnosti zaslona za izolaciju topline. Osim toga, izgradnja same pečenja ima veliki utjecaj na gubitak, kao i prisutnost dodatnih površina grijanja i električnih grijača u putu dima. Ovi gubici topline povećavaju se u prisutnosti nacrta u prostoriji u kojoj stoji oprema za grijanje, kao i na broj i trajanje otvaranja peći i linije sustava. Smanjenje broja gubitaka ovisi o ispravnom namotu kotla i dostupnosti ekonomizera. Povoljno je pri smanjenju gubitaka topline utječe na toplinsku izolaciju cijevi, kroz koje se ispušni plinovi uklanjaju u atmosferu.
Gubitak topline zbog uklanjanja pepela i troske (Q6)
Ova vrsta gubitka karakterizira samo za kruto gorivo u rezanju i prašinu u obliku prašine. Sa svojim nepotpunim, nepotpune čestice goriva spadaju u pepeo bar, odakle se uklanjaju izvođenjem dijela topline. Ovi gubici ovise o ašeriji goriva i klage obožavanja.
Balans topline kotla je veličina koja prikazuje optimalnost i učinkovitost kotla. Veličina toplinske ravnoteže može se odlučiti s mjerama koje će uštedjeti uštedjeti gorivo u kombinaciji i povećati učinkovitost opreme za grijanje.