La cazanele, ca alte instalații de încălzire, nu toate căldura, care este alocată în timpul arderii combustibilului. Destul de cea mai mare parte a frunzelor de căldură cu produsele de ardere în atmosferă, partea este pierdută prin carcasa cazanului, iar partea mică se pierde din cauza lipsei de livrare chimică sau mecanică. Sub neglijența mecanică este înțeleasă ca pierderea căldurii datorată eșecului sau deprecierii elementelor de cenușă cu particule nemulțumite.
Soldul termic al cazanului este distribuția căldurii eliberate la arderea combustibilului, pentru căldură utilă utilizată în scopul dorit și la pierderea de căldură, care apar în timpul funcționării echipamentelor termice.
Schema principalelor surse de pierdere de căldură.
Valoarea mărimii care ar putea ieși cu căldura redusă a arderii întregului combustibil este luată ca valoare de referință a sosirii căldurii.
Dacă în cazan se utilizează un combustibil solid sau lichid, balanța termică este în kilodzhoules relativ la fiecare kilogram al combustibilului consumat și când se utilizează gaz, în raport cu fiecare contor cubic. Și în acest caz, balanța termică poate fi exprimată ca procent.
Ecuația echilibrului termic
Ecuația echilibrului termic al cazanului atunci când arde gaz poate fi exprimată prin următoarea formulă:
Parametrii optimi de sarcină oferă o productivitate ridicată a sistemului de încălzire.
- Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6;
- unde QT este cantitatea totală de căldură termică care a fost înscrisă în cuptorul cazanului;
- Q1 - Căldură utilă care este utilizată pentru încălzirea lichidului de răcire sau obținerea de abur;
- Q2 - pierderea de căldură, care merge împreună cu produsele de combustie în atmosferă;
- Q3 - pierderea de căldură asociată cu combustia chimică incompletă;
- Q4 - pierderea căldurii datorată mecanică neimportantă;
- Q5 - pierderea de căldură prin pereții cazanului și a țevilor;
- Q6 - pierderea de căldură datorată îndepărtării cenușii și zgurii din cuptor.
Așa cum se poate observa din ecuația echilibrului termic, la arderea combustibililor gazoși sau lichizi, nu există valori Q4 și Q6 care sunt caracteristice numai pentru combustibilii solizi.
Dacă balanța termică este exprimată ca procent din căldura totală (QT = 100%), această ecuație ia forma:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6.
Dacă fiecare membru al ecuației balanței termice din partea stângă și din dreapta este împărțită în QT și se înmulțește cu 100, atunci echilibrul termic va fi un echilibru termic ca procent din cantitatea totală de căldură.
- Q1 = Q1 * 100 / QT;
- Q2 = Q2 * 100 / QT și așa mai departe.
Dacă se utilizează combustibil lichid sau gazos în cazan, pierderile Q4 și Q6 lipsesc, ecuația balanței termice a cazanului în procente are forma:
- 100 = Q1 + Q2 + Q3 + Q5.
Fiecare tip de căldură și ecuație trebuie luat în considerare.
Căldura utilizată în acest scop (Q1)
Schema principiului de funcționare a unui generator de căldură staționar.
Căldura utilizată în scopuri directe este aceea că purtătorul de căldură este cheltuit pe încălzirea lichidului de răcire sau prepararea perechii cu o presiune dată și temperatura, care este luată în considerare din temperatura cazanului de apă Econaider. Prezența unui economizator crește semnificativ cantitatea de căldură utilă, deoarece face posibilă utilizarea în cea mai mare parte a căldurii, care este conținută în produsele de combustie.
Articol de pe subiect: Planificarea casei cu 1 etaj cu trei dormitoare - Alegeți un proiect la gust
Când se execută cazanul, elasticitatea și presiunea aburului în interiorul acesteia crește. Punctul de fierbere de apă depinde de acest proces. Dacă, în condiții normale, punctul de fierbere al apei este de 100 ° C, atunci când crește presiunea perechii, acest indicator crește. În același timp, perechile, care se află într-un cazan împreună cu apa clocotită, se numește saturat, iar punctul de fierbere de apă la o presiune dată a perechii saturate se numește temperatura de saturație.
Dacă nu există picături de apă în pereche, atunci se numește feribot saturat uscat. Proporția de masă a aburului saturat uscat într-o pereche umedă este un grad de uscare a aburului, exprimat ca procent. În cazul cazanelor de abur, umiditatea aburului variază de la 0 la 0,1%. Dacă umiditatea depășește acești indicatori, boilerul nu funcționează în modul optim.
Căldură utilă, care este cheltuită pe încălzirea de 1 I de apă de la temperatura zero la punctul de fierbere la o presiune constantă, se numește entalpia lichidului. Căldura consumată pentru traducerea a 1 l de lichid de fierbere în stare de vapori se numește căldura ascunsă a vaporizării. Suma acestor doi indicatori este conținutul general de căldură al unui abur saturat.
Pierderi de căldură cu produse de combustie, părăsind atmosfera (Q2)
Acest tip de pierderi procentuale arată diferența dintre entalpia gazelor de ieșire și a aerului rece care intră în cazan. Formulele pentru determinarea acestor pierderi diferă atunci când se utilizează diferite tipuri de substanțe de combustibil.
Arderea uleiului de combustibil duce la pierderea căldurii datorată unei nerealizări chimice.
Când utilizați combustibil solid, pierderea Q2 este:
- Q2 = (Ig-αg * i) (100-Q4) / Qt;
- În cazul în care IG este entalpia gazelor care curg în atmosferă (KJ / kg), αg este un coeficient de aer în exces, IV este un entalpit de aer necesar pentru combustie, la o temperatură de primire a cazanului (KJ / kg).
Indicatorul Q4 este introdus în formula deoarece ar trebui să ia în considerare căldura eliberată în timpul arderii fizice de 1 kg de combustibil și nu pentru 1 kg de combustibil introdus în cuptor.
Când utilizați combustibili gazoși sau lichizi, aceeași formulă are forma:
- Q2 = ((Ig-αg * IV) / Qt) * 100%.
Pierderile de căldură cu gaze de ieșire depind de starea cazanului de încălzire și de modul de funcționare. De exemplu, atunci când încărcarea manuală a combustibilului în pierderea de căldură de acest tip este semnificativ incrementată datorită cincea periodică a aerului proaspăt.
Pierderea energiei termice cu curgere în atmosferă cu gaze de fum crește cu creșterea temperaturii și cantitatea de aer consumabil. De exemplu, temperatura gazelor care curge în atmosferă în absența unui economizator și a încălzitorului de aer este de 250-350 ° C, iar atunci când sunt prezenți, doar 120-160 ° C, ceea ce crește de mai multe ori valoarea căldură utilă utilizată.
Schema de legare a cazanului.
Pe de altă parte, temperatura insuficientă a produselor de combustie de ieșire poate duce la formarea condensului de vapori de apă pe suprafețele de încălzire, care afectează, de asemenea, formarea de gheață pe conductele de ardere în timpul iernii.
Articol pe subiect: Este posibil să faceți un balcon dacă nu este: toate "pentru" și "împotriva"
Cantitatea de aer consumabil depinde de tipul de arzător și de modul de funcționare. Dacă este mărită în comparație cu valoarea optimă, aceasta conduce la un conținut ridicat de aer în gazele de ieșire, care efectuează în continuare o parte din căldură. Acesta este un proces inevitabil care nu poate fi oprit, dar poate fi adus la valori minime. În realitățile moderne, coeficientul de debit de aer nu trebuie să depășească 1,08 pentru arzătoarele cu injecție completă, 0,6 - pentru arzătoarele cu injecție de aer incomplet, 1,1 - pentru arzătoarele cu alimente forțate și aerul de amestecare și 1,15 - pentru arzătoarele de difuzie cu amestecare externă. Pentru a mări pierderea de căldură cu aerul de ieșire, prezența suprafețelor suplimentare de aer în cuptor și conductele cazanului. Menținerea fluxului de aer la nivelul optim reduce Q2 la minimum.
Pentru a minimiza valoarea Q2, este necesar să se perie suprafața exterioară și interioară a cazanului în timp util, să urmeze lipsa de scară, ceea ce reduce transferul de căldură de la combustibilul pieptat la lichidul de răcire, respectă cerințele pentru apa utilizată În cazan, monitorizați lipsa de deteriorare a conexiunilor cazanului și a țevilor, astfel încât să nu recunoașteți intrările de aer. Utilizarea suprafețelor de încălzire electrică suplimentară în transportul de gaze pe bază de energie electrică. Cu toate acestea, economiile din consumul optim de combustibil vor fi mult mai mari decât costul consumului de energie electrică.
Pierderi de căldură din substanța chimică chimică (Q3)
Acest tip de sistem asigură protecția sistemului de încălzire de la supraîncălzire.
Indicatorul principal al arderii chimice incomplete a combustibilului este prezența gazelor de monoxid de carbon (atunci când se utilizează combustibili solizi) sau monoxid de carbon și metan (atunci când arde gazele gazoase). Pierderile calde din nosta chimică sunt egale cu căldura care ar putea ieși la arderea acestor reziduuri.
Combustia incompletă a combustibilului depinde de lipsa de aer, amestecarea slabă a combustibilului cu aer, reducând temperatura în interiorul cazanului sau când contactați flacăra de ardere a combustibilului cu pereții cazanului. Cu toate acestea, o creștere excesivă a numărului de oxigen care nu numai că nu garantează arderea deplină a combustibilului, dar poate întrerupe funcționarea cazanului.
Conținutul optim de monoxid de carbon la ieșirea cuptorului la o temperatură de 1400 ° C nu trebuie să fie mai mare de 0,05% (în termeni de gaze uscate). Cu astfel de valori de pierdere de căldură de la UNJIT, acestea vor fi de la 3 la 7% în funcție de combustibil. Lipsa oxigenului poate aduce această valoare până la 25%.
Dar este necesar să se realizeze astfel de condiții, astfel încât prostiile chimice de combustibil să fie absent. Este necesar să se asigure admisia optimă a aerului în cuptor, să mențină o temperatură constantă în interiorul cazanului, să obțină o amestecare aprofundată a amestecului de combustibil cu aer. Cea mai economică lucrare a cazanului este realizată atunci când conținutul de dioxid de carbon din produsele de ardere, ajungând la atmosferă, la un nivel de 13-15%, în funcție de tipul de combustibil. Cu un exces de admisie a aerului, conținutul de dioxid de carbon în fumul de ieșire poate scădea cu 3-5%, dar pierderea de căldură va crește. Cu funcționarea normală a echipamentului de încălzire, pierderea Q3 este de 0-0,5% pentru carbonul de praf și 1% pentru cuptoarele de strat.
Articol pe tema: quad bicicleta o faci singur
Pierderi calde din lipsa fizică de livrare (Q4)
Acest tip de pierderi apare datorită faptului că particulele de combustibil deznobonate cad prin grătar în bara de cenușă sau sunt îndepărtate cu produsele de ardere prin țeavă în atmosferă. Pierderea căldurii de la nejustarea fizică depinde în mod direct de designul cazanului, amplasarea și forma mormântului, forțele împingerii, starea de combustibil și tulpina sa.
Cele mai semnificative pierderi din cea mai apropiată mecanică cu arderea stratului de combustibil solid și sunt trecute cu vederea. În acest caz, un număr mare de particule mici impresionate sunt îndepărtate împreună cu fumul. Acest lucru este deosebit de bine manifestat atunci când se utilizează combustibil neogene, când alternează bucăți mici și mari de combustibil. Arderea fiecărui strat este obținută neomogenă, deoarece piesele mici ard mai repede și purtate cu fum. În intervalele rezultate, fluxurile de aer, care răcește bucăți mari de combustibil. În același timp, ele sunt acoperite cu crusta de zgură și nu se estompează complet.
Pierderea de căldură în incomodoria mecanică este de obicei aproximativ 1% pentru arborii de praf și până la 7,5% pentru cuptoarele de strat.
Pierderea de căldură direct prin pereții cazanului (Q5)
Acest tip de pierdere depinde de forma și designul cazanului, grosimea și calitatea tavanului atât a cazanului, cât și a țevilor de coș, prezența ecranului termoizolant. În plus, construcția de ardere are o influență mare asupra pierderii, precum și prezența suprafețelor suplimentare de încălzire și încălzitoare electrice în calea fumului. Aceste pierderi de căldură cresc în prezența curenților în camera în care echipamentul de încălzire este în picioare, precum și numărul și durata deschiderii cuptorului și a liniei de sistem. Reducerea numărului de pierderi depinde de înfășurarea corectă a cazanului și de disponibilitatea economizatorului. Este favorabil la o scădere a pierderilor de căldură afectează izolarea termică a țevilor, prin care gazele de eșapament sunt îndepărtate în atmosferă.
Pierderea de căldură datorată îndepărtării cenușii și zgurii (Q6)
Acest tip de pierdere este caracterizat numai pentru combustibil solid într-o stare de tăiere și în formă de praf. Cu incompletul său, particulele de combustibil incomplete se încadrează în bara de cenușă, de unde sunt îndepărtați prin realizarea unei părți din căldură. Aceste pierderi depind de ashiciunea combustibilului și a adorării zgurii.
Balanța termică a cazanului este o magnitudine care arată optimitatea și eficiența cazanului. Amploarea echilibrului termic poate decide cu măsuri care vor ajuta la salvarea combustibilului combinat și creșterea eficienței echipamentului de încălzire.