En las calderas, como otras instalaciones de calefacción, no todo calor, que se asigna durante la combustión de combustible. Bastante la mayor parte del calor se va con los productos de la quema en la atmósfera, la parte se pierde a través de la carcasa de la caldera y la pequeña parte se pierde debido a una falta de entrega química o mecánica. Bajo la negligencia mecánica se entiende como la pérdida de calor debido al fracaso o la depreciación de los elementos de ceniza con partículas no quemadas.
El balance de calor de la caldera es la distribución del calor que se libera al quemar combustible, para el calor útil utilizado para su propósito previsto, y en la pérdida de calor, que se producen durante el funcionamiento del equipo térmico.
Esquema de las principales fuentes de pérdida de calor.
El valor de la magnitud que podría destacarse con el calor inferior de la combustión de todos los combustibles se toma como el valor de referencia de la llegada del calor.
Si se usa un combustible sólido o líquido en la caldera, el balance de calor está en kilodzhoules en relación con cada kilogramo del combustible consumido, y cuando se usa gas, en relación con cada medidor cúbico. Y en eso, en otro caso, el balance térmico se puede expresar como un porcentaje.
La ecuación de equilibrio térmico
La ecuación de equilibrio de calor de la caldera cuando se puede expresar gas de combustión por la siguiente fórmula:
Los parámetros de carga óptimos proporcionan una alta productividad del sistema de calefacción.
- Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6;
- donde Qt es la cantidad total de calor térmico que se inscribió en el horno de la caldera;
- Q1: calor útil que se usa para calentar el refrigerante u obtener vapor;
- Q2 - Pérdida de calor, que se encuentra junto con productos de combustión en la atmósfera;
- Q3: pérdida de calor asociada con una combustión química incompleta;
- Q4 - la pérdida de calor debido a la mecánica no importante;
- Q5: pérdida de calor a través de las paredes de la caldera y tuberías;
- Q6: pérdida de calor debido a la eliminación de cenizas y escoria del horno.
Como se puede ver en la ecuación de equilibrio térmico, al grabar combustibles gaseosos o líquidos, no hay valores Q4 y Q6 que son característicos solo para combustibles sólidos.
Si el balance de calor se expresa como un porcentaje del calor total (QT = 100%), esta ecuación toma la forma:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6.
Si cada miembro de la ecuación de balance de calor del lado izquierdo y derecho se divide en QT y se multiplica por 100, entonces el balance de calor será un balance térmico como porcentaje de la cantidad total de calor.
- Q1 = Q1 * 100 / QT;
- Q2 = Q2 * 100 / QT y así sucesivamente.
Si se usa combustible líquido o gaseoso en la caldera, faltan las pérdidas Q4 y Q6, la ecuación de balance de calor de la caldera en porcentaje toma la forma:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q5.
Cada tipo de calor y ecuación debe ser considerado.
El calor que se usó para el propósito (Q1)
El esquema del principio de operación de un generador de calor estacionario.
El calor que se usa para fines directos es que el portador de calor se gasta en el calentamiento del refrigerante, o la preparación del par con una presión dada y la temperatura, que se considera a partir de la temperatura de la caldera de agua Econaider. La presencia de un economizador aumenta significativamente la cantidad de calor útil, ya que hace posible usar el calor en su mayoría, que está contenido en productos de combustión.
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Cuando la caldera corre, la elasticidad y la presión del vapor en su interior aumentan. El punto de ebullición del agua depende de este proceso. Si, en condiciones normales, el punto de ebullición de agua es de 100 ° C, luego, cuando aumenta la presión del par, aumenta este indicador. Al mismo tiempo, los pares, que se encuentran en una caldera junto con agua hirviendo, se llama saturado, y el punto de ebullición de agua a una presión dada del par saturado se llama la temperatura de saturación.
Si no hay gotitas de agua en el par, se llama ferry saturado seco. La proporción de masa de vapor saturado seco en un par húmedo es un grado de sequedad de vapor, expresado como un porcentaje. En las calderas de vapor, la humedad del vapor oscila entre 0 y 0,1%. Si la humedad excede estos indicadores, la caldera no funciona en modo óptimo.
El calor útil, que se gasta en el calentamiento de 1 l de agua de la temperatura cero al punto de ebullición a una presión constante, se llama la entalpía del líquido. El calor consumido por la traducción de 1 l de líquido de ebullición en el estado de vapor se llama el calor oculto de la vaporización. La suma de estos dos indicadores es el contenido general de calor de un vapor saturado.
Pérdidas de calor con productos de combustión, dejando la atmósfera (Q2)
Este tipo de pérdidas porcentuales muestra la diferencia en la entalma de los gases salientes y el aire frío que ingresan a la caldera. Las fórmulas para determinar estas pérdidas difieren cuando se utilizan diferentes tipos de sustancias de combustible.
La quema de aceite de combustible conduce a la pérdida de calor debido a una no entrega química.
Al usar combustible sólido, la pérdida de Q2 es:
- Q2 = (IG-αg * i) (100-Q4) / QT;
- Donde Ig es la entalpía de los gases que fluyen en la atmósfera (KJ / kg), αg es un coeficiente de aire en exceso, IV es una entalpía de aire requerida para la combustión, a una temperatura de su recibo a la caldera (KJ / kg).
El indicador Q4 se introduce en la fórmula porque debe tener en cuenta el calor liberado durante la quema física de 1 kg de combustible, y no para 1 kg de combustible entrado en el horno.
Al usar combustibles gaseosos o líquidos, la misma fórmula tiene el formulario:
- Q2 = ((Ig-αg * iv) / qt) * 100%.
Las pérdidas de calor con gases salientes dependen del estado de la caldera de calentamiento y el modo de operación. Por ejemplo, cuando la carga manual del combustible en la pérdida de calor de este tipo se incrementa significativamente debido a la quinta parte periódica de aire fresco.
La pérdida de energía térmica con fluir en la atmósfera con gases de humo aumenta con la temperatura creciente y la cantidad de aire consumible. Por ejemplo, la temperatura de los gases que fluyen en la atmósfera en ausencia de un economizador y el calentador de aire es de 250-350 ° C, y cuando son presencia, solo 120-160 ° C, lo que aumenta varias veces el valor de la Calor útil utilizado.
Esquema de correa de caldera.
Por otro lado, la temperatura insuficiente de los productos de combustión saliente puede llevar a la formación de condensado de vapor de agua en las superficies de calentamiento, que también afecta la formación de crecimientos de hielo en las tuberías de combustión en invierno.
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La cantidad de aire consumible depende del tipo de quemador y del modo de operación. Si se incrementa en comparación con el valor óptimo, esto conduce a un alto contenido de aire en los gases salientes, lo que lleva aún más parte del calor. Este es un proceso inevitable que no se puede detener, pero se puede llevar a valores mínimos. En las realidades modernas, el coeficiente de flujo de aire no debe exceder de 1.08 para los quemadores con inyección completa, 0.6 - para quemadores con inyección de aire incompleta, 1.1, para quemadores con alimentación forzada y aire de mezcla y 1.15, para quemadores de difusión con mezcla externa. Para aumentar la pérdida de calor con el aire saliente, la presencia de superadores de aire adicionales en el horno y las tuberías de la caldera. Mantener el flujo de aire en el nivel óptimo reduce el Q2 al mínimo.
Para minimizar el valor de Q2, es necesario cepillar la superficie externa y interior de la caldera de manera oportuna, siga la falta de escala, lo que reduce la transferencia de calor del combustible peinado al refrigerante, cumple con los requisitos para el agua utilizada. En la caldera, supervise la falta de daños en la caldera y las conexiones de tuberías para no admitir entradas aéreas. El uso de superficies de calentamiento eléctrico adicionales en el tracto de gas que gasta electricidad. Sin embargo, los ahorros del consumo óptimo de combustible serán mucho más altos que el costo de la electricidad consumido.
Pérdidas de calor del químico químico de combustible (Q3)
Este tipo de esquema garantiza la protección del sistema de calefacción por sobrecalentamiento.
El indicador principal de la combustión química incompleta del combustible es la presencia de gases de monóxido de carbono (cuando se usa combustibles sólidos) o monóxido de carbono y metano (cuando se quema de combustible gaseoso). Las pérdidas cálidas de la nosa química son iguales al calor que podría destacarse al quemar estos residuos.
La combustión incompleta del combustible depende de la falta de aire, la mezcla de combustible deficiente con aire, reduciendo la temperatura dentro de la caldera o cuando se pone en contacto con la llama de combustible quemado con las paredes de la caldera. Sin embargo, un aumento excesivo en el número de oxígeno entrante no solo no garantiza la combustión completa de combustible, sino que puede interrumpir el funcionamiento de la caldera.
El contenido óptimo de monóxido de carbono en la salida del horno a una temperatura de 1400 ° C no debe ser más del 0.05% (en términos de gases secos). Con tales valores de pérdida de calor de la UNJIST, serán de 3 a 7% dependiendo del combustible. La falta de oxígeno puede aportar este valor hasta un 25%.
Pero es necesario lograr tales condiciones para que la tontería química del combustible esté ausente. Es necesario garantizar la ingesta de aire óptima en el horno, mantener una temperatura constante dentro de la caldera, lograr una mezcla completa de la mezcla de combustible con aire. El trabajo más económico de la caldera se logra cuando el contenido del dióxido de carbono en los productos de combustión, llega a la atmósfera, a un nivel de 13-15%, dependiendo del tipo de combustible. Con un exceso de ingesta de aire, el contenido de dióxido de carbono en el humo saliente puede disminuir en un 3-5%, pero la pérdida de calor aumentará. Con el funcionamiento normal del equipo de calefacción, la pérdida Q3 es del 0-0.5% para el carbono del polvo y el 1% para hornos de capa.
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Pérdidas cálidas de la falta de entrega física (Q4)
Este tipo de pérdidas ocurre debido al hecho de que las partículas de combustible sin quemar caen a través de la rejilla en la barra de cenizas o se pueden llevar con los productos de ardor a través de la tubería en la atmósfera. La pérdida de calor de los inebrundos físicos depende directamente del diseño de la caldera, la ubicación y la forma de la tumba, las fuerzas del empuje, el estado de combustible y su tallo.
Las pérdidas más significativas del Mecanical Customera con una capa de combustible sólido y se pasan por alto. En este caso, se llevan un gran número de pequeñas partículas sin quemar con el humo. Esto se manifiesta especialmente bien cuando se usa combustible inhomogénico, cuando alterna pequeños y grandes piezas de combustible. La quema de cada capa se obtiene inhomogénea, ya que las piezas pequeñas se queman más rápido y se desgastan con el humo. En los intervalos resultantes, los flujos de aire, que enfrían grandes trozos de combustible. Al mismo tiempo, están cubiertos de corteza de escoria y no se desvanecen por completo.
La pérdida de calor en la incommentar mecánica suele ser de aproximadamente el 1% para los ejes de polvo y hasta un 7,5% para hornos de capa.
Pérdida de calor directamente a través de las paredes de la caldera (Q5)
Este tipo de pérdida depende de la forma y el diseño de la caldera, el grosor y la calidad del techo de la caldera y las tuberías de chimenea, la presencia de la pantalla de aislamiento térmico. Además, la construcción de la disparo en sí tiene una gran influencia en la pérdida, así como la presencia de superficies adicionales de calentamiento y calentadores eléctricos en el camino de humo. Estas pérdidas de calor aumentan en presencia de borradores en la sala donde el equipo de calefacción está de pie, así como en el número y la duración de la apertura del horno y la línea de sistema. Reducir el número de pérdidas depende del bobinado correcto de la caldera y la disponibilidad del economizador. Es favorable a una disminución en las pérdidas de calor afecta el aislamiento térmico de las tuberías, a través de las cuales se eliminan los gases de escape en la atmósfera.
Pérdida de calor debido a la eliminación de cenizas y escoria (Q6)
Este tipo de pérdida se caracteriza solo para combustible sólido en un estado de corte y en forma de polvo. Con su incompleta, las partículas de combustible incompletas caen en la barra de cenizas, desde donde se eliminan realizando una parte del calor. Estas pérdidas dependen de la ciencia cifra de combustible y adoración de escoria.
El balance de calor de la caldera es una magnitud que muestra la optimalidad y la eficiencia de su caldera. La magnitud del equilibrio térmico puede decidir con medidas que ayudarán a salvar el combustible combinado y aumentar la eficiencia del equipo de calefacción.