Матвеев Б.А., Альшина Л.И.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ *
Аннотация:
в статье приведены результаты энергетического обследования водогрейных котлов. Рассчитана теплопроизводительность и КПД котлоагрегата. Представлены результаты расчета по снижение КПД котлов в процессе эксплуатации
Ключевые слова:
котельная, тепловые сети, обследования, тепловая энергия, учет тепловой энергии
УДК 621.182
Матвеев Б.А.
магистр кафедры строительных технологий,
геотехники и экономики строительства
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
Альшина Л.И.
магистр кафедры строительных технологий,
геотехники и экономики строительства
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ
Аннотация: в статье приведены результаты энергетического обследования водогрейных котлов. Рассчитана теплопроизводительность и КПД котлоагрегата. Представлены результаты расчета по снижение КПД котлов в процессе эксплуатации.
Ключевые слова: котельная, тепловые сети, обследования, тепловая энергия, учет тепловой энергии.
Обследование котлов, находящихся в работе, проводилось для проверки соответствия фактических характеристик и данных режимных карт.
Приборные обследования были проведены с помощью газоанализатора ДАГ-16, контактного термометра ТК-5, ультразвукового расходомера «Взлет-ПР» и стационарных приборов.
При обследовании котлов были проведены инструментальные замеры:
- состава уходящих газов за котлом,
- температуры на поверхности обмуровки,
- температуры теплоносителя на входе и выходе из котла,
- температуры воздуха, подаваемого в топку,
- температуры наружного воздуха,
- расхода теплоносителя через котел.
Отбор проб продуктов сгорания на анализ от котельной производился в существующих врезках.
Расход газа определен по показаниям стационарных приборов учета.
Производительность котлов определена по формулам:
, ккал/час
, ккал/час
где – расход газа, м3/час
– теплота сгорания газа, ккал/м3
– КПД котла, %
– расход нагреваемой воды, кг/час
– удельная теплоемкость воды, 1 ккал/кг · 0С
– температура нагретой воды на выходе из котла, 0С
– температура нагреваемой воды на входе в котел, 0С
КПД котлов определен по обратному балансу по методике теплотехнических расчетов профессора М.Б. Равича.
, %
где q2 – потери тепла с уходящими газами, %
q3 – потери тепла с химическим недожегом, %
q5 – потери тепла в окружающую среду, %.
Потери тепла с уходящими газами определены по формуле:
где tух – температура уходящих газов, ºС,
tхв – температура подаваемого в топку воздуха, ºС,
tmax – жаропроизводительность топлива (природного газа) с учетом влаги, ºС, tmax = 2010 ºС
с’ – эмпирический коэффициент, зависящий от температуры продуктов сгорания и жаропроизводительности сжигаемого топлива (природного газа), с’ = 0,822 (для котла №1)
В – отношение объемов сухих и влажных продуктов сгорания,
В = 0,81
k – отношение средней теплоемкости воздуха в интервале температур от 0 до tух к теплоемкости неразбавленных воздухом продуктов полного сгорания в интервале температур от 0 до tmax,
к = 0,772 (для котла №1)
– коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания, определенный по формуле:
где СO2max = 11,8% (для природного газа),
СO2, СО, СН4 – содержание в уходящих газах углекислого газа, окиси
углерода и метана, % по данным замеров газоанализатором.
Потери тепла с химическим недожегом определены по формуле:
где p – максимальное теплосодержание сухих продуктов сгорания, ккал/м3
р = 1000 ккал/м3 (для природного газа).
Потери тепла в окружающую среду через обмуровку котлов определены по графику, в зависимости от номинальной производительности котла с пересчетом на фактическую производительность. Фактическая температура обмуровки котлов не превышает 450С и составляет:
для котла №1 – 37,10С,
Коэффициент избытка воздуха определен по формуле:
Теплотворная способность природного газа составляет = 7994 ккал/м3.
Таблица 1. Приборное обследование котла «CIMAC-3» №1.
|
Наименование |
Размерность |
Ед. измерения |
Показатели |
Примечания |
|
Теплопроизводительность котла |
Q |
Гкал/час |
1,21 |
Расчет |
|
Расход газа |
Вг |
м3/час |
168 |
По прибору учета газа |
|
Давление газа на горелке |
Рг. |
кгс/см2 |
0,12 |
По прибору |
|
Разряжение в топке |
Н топ. |
кПа |
- |
- |
|
Расход воды через котел |
G |
м3/час |
80 |
По прибору «Взлет-ПР» |
|
Температура нагреваемой воды на входе в котел |
t 2 |
оС |
62 |
Замер термометром |
|
Температура воды на выходе из котла |
t 1 |
оС |
77 |
Замер термометром |
|
Перепад температур |
Δt |
оС |
15 |
Расчет |
|
Температура воздуха, подаваемого на горение |
tх.в |
оС |
24 |
Замер термометром |
|
Температура уходящих газов |
tух.г |
оС |
119 |
Распечатка |
|
Состав уходящих газов: |
|
|
|
|
|
а) углекислый газ |
СО2 |
% |
8,3 |
- ² - |
|
б) кислород |
О2 |
% |
6,2 |
- ² - |
|
в) окись углерода |
СО |
ррм |
0 |
- ² - |
|
г) оксид азота |
NOx |
ррм |
77 |
- ² - |
|
Коэффициент избытка воздуха |
a |
|
1,38 |
Расчет |
|
Потери тепла: |
|
|
|
|
|
а) с уходящими газами |
q2 |
% |
5,13 |
Расчет |
|
б) от химического недожога |
q3 |
% |
0,00 |
Расчет |
|
в) в окружающую среду |
q5 |
% |
4,71 |
Расчет |
|
КПД котла |
% |
90,16 |
Расчет |
|
|
Удельный расход условного топлива на выработку 1 Гкал |
Ву |
кг.у.т Гкал |
158,45 |
Расчет |
Сравнительные результаты приборного обследования котла №1, находящихся в работе, и данных режимных карт сведены в таблицу 2.
Таблица 2. Основные показатели приборного обследования котла
«CIMAC-3» №1 и данные режимной карты.
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размерность |
При обследовании
|
По режимной карте |
|
1 |
Теплопроизводительность котлов |
Гкал/час |
1,21 |
1,22 |
|
2 |
Теплотворная способность топлива |
ккал/м3 |
7994 |
8011 |
|
3 |
Температура уходящих газов |
0С |
119 |
99 |
|
4 |
Коэффициент избытка воздуха, α |
- |
1,38 |
1,33 |
|
5 |
Потери тепла с уходящими газами, q2 |
% |
5,13 |
6,9 |
|
6 |
Потери тепла от химического недожега, q3 |
% |
0,00 |
|
|
7 |
Потери тепла в окружающую среду, q5 |
% |
4,71 |
|
|
8 |
Коэффициент полезного действия котла |
% |
90,16 |
93,10 |
|
9 |
Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии |
кг.у.т./Гкал |
158,45 |
153,44 |
КПД котла составляет 90,16%, в процессе эксплуатации КПД снизилось на 2,94 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Номер журнала Вестник науки №12 (69) том 5 ч. 1
Ссылка для цитирования:
Матвеев Б.А., Альшина Л.И. ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ // Вестник науки №12 (69) том 5 ч. 1. С. 610 - 616. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/12145 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+