Em caldeiras, como outras instalações de aquecimento, nem todo o calor, que é alocado durante a combustão de combustível é usado. Bonita a maior parte do calor deixa com os produtos de queima na atmosfera, a parte é perdida através da caixa da caldeira e a pequena parte é perdida devido a uma falta química ou mecânica de entrega. Sob a negligência mecânica é entendida como a perda de calor devido a falha ou depreciação dos elementos de cinzas com partículas não queimadas.
O equilíbrio térmico da caldeira é a distribuição de calor que é liberada ao queimar combustível, para o calor útil usado para o propósito pretendido, e na perda de calor, que ocorre durante a operação de equipamento térmico.
Esquema das principais fontes de perda de calor.
O valor da magnitude que poderia se destacar com o menor calor da combustão de todo o combustível é tomado como o valor de referência da chegada do calor.
Se um combustível sólido ou líquido for usado na caldeira, o balanço térmico está em Kilodzhoules em relação a cada quilograma do combustível consumido, e ao usar gás, em relação a cada metro cúbico. E nisso, em outro caso, o equilíbrio térmico pode ser expresso como uma porcentagem.
A equação de equilíbrio térmico
A equação de equilíbrio de calor da caldeira ao arder gás pode ser expressa pela seguinte fórmula:
Os parâmetros de carga ideais fornecem alta produtividade do sistema de aquecimento.
- Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6;
- onde qt é a quantidade total de calor térmico que foi inscrito no forno de caldeira;
- Q1 - calor útil que é usado para aquecer o refrigerante ou obter vapor;
- Q2 - perda de calor, que acompanha os produtos de combustão para a atmosfera;
- Q3 - perda de calor associada à combustão química incompleta;
- Q4 - a perda de calor devido ao sem importância mecânica;
- Q5 - Perda de calor através das paredes da caldeira e tubos;
- Q6 - perda de calor devido à remoção de cinzas e escória do forno.
Como pode ser visto a partir da equação de equilíbrio térmico, ao queimar combustíveis gasosos ou líquidos, não há valores Q4 e Q6 que são característicos apenas para combustíveis sólidos.
Se o saldo de calor for expresso como uma porcentagem do calor total (QT = 100%), essa equação assume o formulário:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6.
Se cada membro da equação de equilíbrio de calor do lado esquerdo e direito for dividido em Qt e multiplicar-o por 100, o balanço de calor será um saldo térmico como uma porcentagem da quantidade total de calor.
- Q1 = Q1 * 100 / qt;
- Q2 = Q2 * 100 / qt e assim por diante.
Se o combustível líquido ou gasoso for utilizado na caldeira, então as perdas Q4 e Q6 estão ausentes, a equação de balanço de calor da caldeira em porcentagem assume a forma:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q5.
Cada tipo de calor e equação deve ser considerado.
O calor que foi usado para o propósito (Q1)
O esquema do princípio da operação de um gerador de calor estacionário.
O calor que é usado para fins diretos é que o transportador de calor é gasto no aquecimento do refrigerante, ou a preparação do par com uma determinada pressão e a temperatura, que é considerada a partir da temperatura do Econaiderador da caldeira de água. A presença de um economizador aumenta significativamente a quantidade de calor útil, pois permite usar principalmente calor, que está contido em produtos de combustão.
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Quando a caldeira é executada, a elasticidade e a pressão do vapor dentro dela aumenta. O ponto de ebulição da água depende desse processo. Se, em condições normais, o ponto de ebulição da água é de 100 ° C, quando a pressão do par aumenta, este indicador aumenta. Ao mesmo tempo, os pares, que é em uma caldeira, juntamente com água fervente, é chamado saturado, e o ponto de ebulição da água a uma determinada pressão do par saturado é chamado de temperatura de saturação.
Se não houver gotículas de água no par, então é chamado de balsa saturada seca. A proporção de massa de vapor saturado seco em um par molhado é um grau de secura de vapor, expressa como porcentagem. Em caldeiras a vapor, a umidade do vapor varia de 0 a 0,1%. Se a umidade exceder esses indicadores, a caldeira não funciona no modo ideal.
Calor útil, que é gasto no aquecimento de 1 l de água a partir de temperatura zero ao ponto de ebulição a uma pressão constante, é chamado de entalpia do líquido. O calor consumido para a tradução de 1 l de fluido fervente no estado de vapor é chamado de calor oculto da vaporização. A soma desses dois indicadores é o teor de calor geral de um vapor saturado.
Perdas de calor com produtos de combustão, deixando a atmosfera (Q2)
Este tipo de perdas percentuais mostra a diferença na entalpia de gases de saída e ar frio entrando na caldeira. Fórmulas para determinar essas perdas diferem ao usar diferentes tipos de substâncias de combustível.
A queima de óleo combustível leva à perda de calor devido a uma não entrega química.
Ao usar combustível sólido, a perda Q2 é:
- Q2 = (IG-αG * I) (100-Q4) / QT;
- Onde Ig é o entalpio de gases que flui para a atmosfera (KJ / KG), a αg é um excesso de coeficiente de ar, iv é um entalpio de ar necessário para a combustão, a uma temperatura do seu recibo para a caldeira (KJ / kg).
O indicador Q4 é introduzido na fórmula porque deve levar em conta o calor liberado durante a queima física de 1 kg de combustível, e não por 1 kg de combustível inserido no forno.
Ao usar combustíveis gasosos ou líquidos, a mesma fórmula tem o formulário:
- Q2 = ((IG-αG * iv) / qt) * 100%.
As perdas de calor com gases de saída dependem do estado da caldeira de aquecimento e do modo de operação. Por exemplo, quando o carregamento manual de combustível na perda de calor desse tipo é significativamente incrementado devido ao quinto periódico de ar fresco.
A perda de energia térmica com fluxo na atmosfera com gases de fumaça aumenta com a temperatura crescente e a quantidade de ar consumível. Por exemplo, a temperatura dos gases que flui para a atmosfera na ausência de um economizador e o aquecedor de ar é de 250-350 ° C e, quando são presença, apenas 120-160 ° C, que aumenta várias vezes o valor do calor útil usado.
Esquema de cintagem de caldeiras.
Por outro lado, a temperatura insuficiente dos produtos de combustão de saída pode levar à formação de condensado de vapor de água em superfícies de aquecimento, que também afeta a formação de crescimento de gelo em tubos de combustão no inverno.
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A quantidade de ar consumível depende do tipo de queimador e do modo de operação. Se for aumentado em comparação com o valor ideal, isso leva a um alto teor de ar nos gases de saída, que carrega ainda mais parte do calor. Este é um processo inevitável que não pode ser parado, mas pode ser levado a valores mínimos. Nas realidades modernas, o coeficiente de fluxo de ar não deve exceder 1,08 para os queimadores com injeção completa, 0,6 - para queimadores com injeção de ar incompleta, 1.1 - para queimadores com alimentos forçados e ar de mistura e 1,15 - para queimadores de difusão com mistura externa. Para aumentar a perda de calor com o ar de saída, a presença de supersers de ar adicionais no forno e os tubos de caldeira. Manter o fluxo de ar no nível ideal reduz o Q2 ao mínimo.
Para minimizar o valor do Q2, é necessário escovar a superfície externa e interna da caldeira em tempo hábil, siga a falta de escala, que reduz a transferência de calor do combustível penteado para o refrigerante, cumpra os requisitos para a água usada Na caldeira, monitore a falta de danos nas conexões de caldeira e tubo para não admitir entradas de ar. O uso de superfícies adicionais de aquecimento elétrico na eletricidade de gastos do trato de gás. No entanto, a poupança do consumo ideal de combustível será muito maior do que o custo da eletricidade consumida.
Perdas de calor do produto químico químico (Q3)
Este tipo de esquema garante a proteção do sistema de aquecimento do superaquecimento.
O principal indicador de combustão química incompleta de combustível é a presença de gases de monóxido de carbono (ao usar combustíveis sólidos) ou monóxido de carbono e metano (ao arder combustível gasoso). Perdas quentes de Nosta química são iguais ao calor que podem se destacar ao queimar esses resíduos.
A combustão incompleta de combustível depende da falta de ar, má mistura de combustível com ar, reduzindo a temperatura dentro da caldeira ou ao entrar em contato com a chama do combustível ardente com as paredes da caldeira. No entanto, um aumento excessivo no número de oxigênio recebido não só não garante a combustão total de combustível, mas pode interromper a operação da caldeira.
O conteúdo ideal do monóxido de carbono na saída do forno a uma temperatura de 1400 ° C não deve ser superior a 0,05% (em termos de gases secos). Com tais valores de perda de calor do UNJIT, eles serão de 3 a 7%, dependendo do combustível. A falta de oxigênio pode trazer esse valor até 25%.
Mas é necessário atingir tais condições para que o absurdo químico do combustível esteja ausente. É necessário garantir a ingestão de ar ideal no forno, manter uma temperatura constante dentro da caldeira, obter uma mistura completa da mistura de combustível com ar. O trabalho mais econômico da caldeira é alcançado quando o conteúdo do dióxido de carbono nos produtos de combustão, atingindo a atmosfera, a um nível de 13 a 15%, dependendo do tipo de combustível. Com um excesso de consumo de ar, o conteúdo do dióxido de carbono na fumaça de saída pode diminuir em 3-5%, mas a perda de calor aumentará. Com a operação normal do equipamento de aquecimento, a perda Q3 é de 0 a 0,5% para carbono de poeira e 1% para fornos de camada.
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Perdas quentes da falta física de entrega (Q4)
Este tipo de perdas ocorre devido ao fato de que as partículas de combustível não queixam caem através da grelha na barra de cinzas ou são levadas com os produtos de queima através do tubo para a atmosfera. A perda de calor de injeção física depende diretamente do design da caldeira, da localização e forma do túmulo, as forças do impulso, o estado de combustível e sua caule.
As perdas mais significativas da mais mecânica com uma queima de camada de combustível sólido e é negligenciada. Neste caso, um grande número de pequenas partículas não arrendadas são levadas junto com a fumaça. Isso é especialmente bem manifestado ao usar o combustível inomogêneo, quando alternou pequenas e grandes peças de combustível. A queima de cada camada é obtida inomogênea, pois peças pequenas estão queimando mais rápido e desgastadas com fumaça. Nos intervalos resultantes, os fluxos de ar, que esfriaram grandes peças de combustível. Ao mesmo tempo, eles são cobertos com crosta de escória e não desaparecem completamente.
A perda de calor em incomum mecânica é geralmente cerca de 1% para os eixos de poeira e até 7,5% para fornos de camada.
Perda de calor diretamente através das paredes da caldeira (Q5)
Este tipo de perda depende da forma e do design da caldeira, a espessura e a qualidade do teto da caldeira e das tubulações de chaminé, a presença da tela de isolamento de calor. Além disso, a construção do próprio disparo tem uma grande influência sobre a perda, bem como a presença de superfícies adicionais de aquecimento e aquecedores elétricos no caminho da fumaça. Essas perdas de calor aumentam na presença de rascunhos na sala onde o equipamento de aquecimento está em pé, bem como no número e duração da abertura do forno e da linha de sistema. A redução do número de perdas depende do enrolamento correto da caldeira e da disponibilidade do economizador. É favorável a uma diminuição das perdas de calor afeta o isolamento térmico de tubos, através dos quais os gases de escape são removidos para a atmosfera.
Perda de calor devido à remoção de cinzas e escória (Q6)
Este tipo de perda é caracterizado apenas por combustível sólido em um estado de fatia e em forma de poeira. Com o seu incompleto, as partículas incompletas de combustível caem na barra de cinzas, de onde são removidas realizando uma parte do calor. Essas perdas dependem da ashiness de combustível e adoração de escória.
O equilíbrio de calor da caldeira é uma magnitude que mostra a otimidade e a eficiência da sua caldeira. A magnitude do equilíbrio térmico pode decidir com medidas que ajudarão a economizar combustível combinada e aumentar a eficiência do equipamento de aquecimento.