+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Мероприятие по снижению тепловых потерь котла в окружающую среду


МЕРОПРИЯТИЯ по повышению эффективности работы котлов

1. СНИЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ С УХОДЯЩИМИ ГАЗАМИ

При эксплуатации котлов, работающих на твёрдом топливе, температура уходящих газов недопустима велика и в некоторых случаях достигает более 450°С, а коэффициент избытка воздуха за котлом увеличивается до 1,7 – 2,0. Потери теплоты с уходящими газами растут с увеличением загрязнения поверхности нагрева.

Как показали испытания, КПД загрязнённого котла в среднем на 10% ниже, чем чистого.

При наличии влаги в топливе увеличиваются объём и температура уходящих газов и значительно возрастают потери теплоты. При ручном обслуживании котлов машинисты не всегда своевременно регулируют подачу воздуха и тягу.

При увеличении теплопроизводительности котла удельные потери теплоты в окружающую среду растут, а удельные его потери с уходящими газами, а также от химического и механического недожога топлива увеличиваются. Сначала снижение потерь в окружающую среду больше суммы всех трёх остальных потерь, и КПД возрастает. Однако при дальнейшем увеличении теплопроизводительности котла увеличение этой суммы становится большим, чем снижение потерь в окружающую среду, и КПД начинает уменьшаться.

Основными мероприятиями, направленными на уменьшение потерь теплоты с уходящими газами, являются:

  • поддержание оптимального коэффициента избытка воздуха;
  • снижение подсосов холодного воздуха в топку и газоходы котла;
  • предотвращение заноса газоходов котла золой из-за перегрузки топки и кратерного горения в слоевых топках;
  • содержание в чистоте наружных и внутренних поверхностей нагрева;
  • использование в котлах только тех видов топлива, на которые они рассчитаны;
  • применение острого дутья, позволяющего сжигать твёрдое топливо с меньшим избытком воздуха;
  • перевод котлов с твёрдого топлива на газообразное.

Перевод котлов малой мощности на газообразное и жидкое топливо позволяет уменьшить коэффициент избытка воздуха, увеличить теплоотдачу, уменьшить температуру продуктов сгорания на выходе из топки, снизить температуру уходящих газов, и повысить КПД котлов на 3 – 10%.

Значительно уменьшаются потери теплоты при работе котлов, если разработан и осуществляется оптимальный эксплуатационный график их работы в течение оптимального периода.

При разработке такого графика исходят из следующего требования:

при любой нагрузке на котельную КПД каждого котла должен быть близок к тому максимальному значению этого коэффициента, которое возможно при принятом виде и качестве сжигаемого топлива.

2. СНИЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Для этого могут быть рекомендованы следующие мероприятия:

  • тщательная тепловая изоляция котла (температура на поверхности обмуровки не должна превышать 55 °С при температуре окружающего воздуха 25 °С);
  • использование тепловыделений от котла путём забора тёплого воздуха из верхней зоны котельного зала и подачей его на всасывающую линию дутьевого вентилятора.

3. СНИЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ОТ ХИМИЧЕСКОЙ НЕПОЛНОТЫ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

При неполном сгорании большинства видов твёрдого и жидкого топлив образуется главным образом оксид углерода, а при сгорании газа – различные углеводороды. Содержание оксида углерода в дымовых газах при слоевом сжигании топлива больше, чем при камерном, поэтому в слоевых топках требуется больший избыток воздуха. Благодаря лучшим условиям перемешивания горящих частиц топлива и воздуха в камерных топках можно добиться небольших тепловых потерь от химической неполноты сгорания при меньшем избытке воздуха, однако в этом случае необходимо тщательно контролировать работу горелки или форсунки.

Для снижения тепловых потерь от химической неполноты сгорания необходимо проводить следующие мероприятия:

  • подавать достаточное количество воздуха для горения и обеспечивать хорошее смешивание его с топливом;
  • применять острое дутьё (особенно при сжигании каменных и бурых углей, выделяющих большое количество летучих веществ, а также при небольшом объёме топки);
  • проводить механизированную непрерывную подачу топлива на решётку;

4. СНИЖЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ОТ МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕПОЛНОТЫ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

Для борьбы с уносом топлива необходимо:

  • понижать избыток воздуха, подаваемого в топку;
  • снижать форсировку котла до нормальной величины;
  • смачивать мелкое топливо водой для образования корки;
  • необходимо сортировать топливо по размерам кусков, а мелочь сжигать при малой форсировке котлов, т.е. при более высокой температуре наружного воздуха.

Основными мероприятиями для снижения потерь от механической неполноты сгорания топлива являются:

  • предварительная подготовка топлива на складе или в котельной – сортировка и дробление крупных кусков угля, и отсев мелочи, так как горение несортированного угля в слое протекает с повышенными тепловыми потерями и с трудом поддаётся регулировке;
  • сжигание топлива с зольностью (в пересчёте на сухую массу), не превышающей для каменных углей 18%, антрацитов 16%, и содержанием мелочи не более 20% (в слоевых топках котлов малой мощности не допускается сжигать рядовые каменные и бурые угли и многозольные антрациты марок АРШ и АСШ);
  • применение острого дутья;
  • обеспечение равномерного распределения воздуха и горения топлива по площади решётки, поддержание достаточной высоты шлакового слоя;
  • поддержание оптимального теплового напряжения зеркала горения;
  • замена ручных топок механическими топками, уменьшающими периоды между загрузкой топлива и улучшающими стабильность горения.

5. ПОДДЕРЖАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Для поддержания постоянной температуры в помещениях потребителей, в котельных применяют качественное регулирование. Отопительные графики составляют на основании расчётов для различных параметров воды в системе отопления и наружного воздуха. Зависимость температуры воды, обеспечиваемой котлом, от расчётных температур наружного воздуха приведена на графиках. Для обеспечения экономической работы котельных установок температура теплоносителя должна поддерживаться в соответствии с указанными графиками.

Зависимость температуры горячей воды от изменения температуры наружного воздуха   

а) до -20 ºС ; б) до -30 ºС ; с) до -40 ºС

1 – горячая вода («Подача»); 2 – обратная вода («Обратка»)

altai-fakel.ru

6.2. Мероприятия по экономии тэр

– Мероприятия по экономии топлива

• Замена морально и физически устаревших котлов позволяет экономить 19-20 кг у. т./Гкал отпущенной тепловой энергии;

• установка турбогенераторов единичной мощностью от 0,5 до 3,5 МВт в промышленно-отопительных котельных с паровыми котлами снижает удельный расход топлива до 167–174 г у. т./кВт·ч;

• использование дизельных блок-ТЭЦ малой мощности (500 кBт – 4 МВт) на природном газе для энергоснабжения предприятий повышает КПД энергоустановки с учетом утилизации тепла до 83–90 %;

• применение вакуумных деаэраторов позволяет снизить температуру питательной воды с 104 до 65–70 оС;

• забор теплого воздуха из верхней зоны котельного зала позволяет экономить 0,013 т у. т. на 10 тыс. м3 воздуха;

• автоматизация процессов горения и питания котлоагрегатов снижает расход топлива на 1,5–2 %;

• установка обдувочных агрегатов для очистки наружных поверхностей нагрева котлоагрегатов и котлов-утилизаторов снижает расход топлива для котлоагрегатов на 1,5–2 %, для котлов-утилизаторов – на 5–10 %;

• замена горелок ГМГ на ГМГ-М в котлах ДКВР с уменьшением коэффициента избытка воздуха α до 1,05 увеличивает КПД котла на 1–1,5 %;

• увеличение возврата конденсата в котельную на каждые 10 % уменьшает расход топлива на 1–1,5 %;

• установка воздухоподогревателя или поверхностного питательного экономайзера уменьшает расход топлива на 4–7 %;

• установка поверхностного теплофикационного экономайзера снижает расход топлива на 6–9 %;

• установка контактного экономайзера при наличии за котлом поверхностного экономайзера и потребителей горячей воды снижает расход топлива на 8–10 %;

• установка контактного экономайзера при отсутствии за котлом поверхностного экономайзера и наличии потребителей горячей воды снижает расход топлива на 12–13 %;

• снижение температуры уходящих газов на каждые 10 оС за счет оснащения котлов утилизационными устройствами или увеличения поверхности нагрева существующих позволяет экономить 1,6 % от расходуемого топлива;

• устранение накипи с внутренней стороны поверхностей нагрева котлов – один из основных факторов экономичной и надежной их работы. Наличие каждого миллиметра накипи вызывает перерасход топлива на 2,5–5 % в зависимости от солевого состава воды и характеристики накипи;

• снижение присосов воздуха в топку и газоходы котлов на каждые 0,1 позволяет экономить 0,5 % топлива за счет снижения потерь с уходящими дымовыми газами.

Норматив расхода газа на выработку тепловой энергии можно оценить по данным табл. 5.2 или по методике, изложенной в п. 5.2.

– Экономия топлива при переводе котла на газ

Экономия условного топлива при переводе котла с твердого топлива на газ определяется по формуле:

ΔВ = т у. т./ч,

где D – паропроизводительность котла, т/ч; iп, iпв – теплосодержание вырабатываемого пара и питательной воды, ккал/кг; ηт, ηг – соответственно КПД котла на твердом и газообразном топливе.

Пример. Котел, вырабатывающий насыщенный пар давлением 8 ата в объеме 17 т/ч, переведен с угля на сжигание природного газа. КПД котла на твердом топливе составлял ηт = 78 %, на газе составил ηг = 90 %. Исходная температура питательной воды – 80 оС.

Определим годовую экономию условного топлива при числе часов использования максимальной нагрузки котла – 5000.

Решение. По термодинамическим таблицам (табл. 5.22) теплосодержание насыщенного пара при абсолютном давлении Р = 8 ата составляет 661,4 ккал/кг. Часовая экономия условного топлива:

ΔВ = = 0,241 т у. т./ч.

Годовая экономия:

В = 0,241 · 5000 = 1207 т у. т./год.

– Мероприятия по экономии тепловой энергии [6.15]

Снижение температуры наружной поверхности кожуха печи. Удовлетворительной тепловую изоляцию можно считать, если имеем следующие соотношения температур – рабочей в печи и кожуха ограждения печи:

Рабочая температура печи

Температура кожуха

700–800 оС

До 40 оС

800–1200 оС

До 50 оС

Уменьшение потерь тепла с наружной поверхности кожуха печи за счет снижения его температуры:

Температура,

оС

Темная окраска,

кВт/м2

Алюминиевая

окраска, кВт/м2

Температура,

оС

Темная

окраска,

кВт/м2

Алюминиевая

окраска,

кВт/м2

30

0,3

0,2

75

1,0

0,75

35

0,35

0,25

80

1,1

0,82

40

0,4

0,3

85

1,2

0,91

45

0,5

0,35

90

1,3

1,0

50

0,55

0,4

95

1,4

1,08

55

0,6

0,5

100

1,5

1,17

60

0,7

0,57

110

1,7

1,4

65

0,8

0,62

120

1,9

1,53

70

0,9

0,7

130

2,2

1,8

А = (Кф – Кн) F t кВт∙ч/год, (Гкал/гoд),

где Кф – коэффициент зависимости тепловых потерь печи от фактической температуры кожуха печи, кВт/м2; Кн – то же, от номинальной температуры кожуха печи, кВт/м2; F – поверхность кожуха печи, м2; t – время работы печи в году, ч.

Улучшение герметичности печей путем устранения неплотностей в нагрузочных дворцах, отверстиях для термопар, кирпичной кладке и т.п., установка асбестовых ширмочек по габаритам обрабатываемых изделий позволяет сократить тепловые потери.

Потери мощности на излучение тепла составляют:

Температура печи, оС

600

700

800

900

1000

Потери на излучение 1 м2

поверхности отверстия (кВт)

17

27

39

57

78

Устройство педального механизма для открывания крышки печи, применение цепных ширм и ограничителей поднятия дверок также сокращает время излучения и тепловые потери.

Холостой ход термопечей. Мощность холостого хода электропечей металлообработки колеблется от 20-30 % Рном и зависит от марки печи. Более точные данные можно получить из паспорта.

Брак продукции. Потери энергии, в случае брака части готовой продукции:

W = аn,

где: W – затраченная энергия, кВт∙ч; а – удельный расход электроэнергии; п – количество забракованной продукции.

– Экономия тепловой энергии при проведении теплоизоляционных работ

Кроме рекомендаций, приведенных в п. 2.3 настоящего издания, рассмотрим следующие схемы оценок экономии тепловой энергии.

Тепловой изоляцией должны покрываться все объекты с температурой теплоносителя свыше 45 оС.

Количество тепловой энергии, теряемой в окружающую среду неизолированной нагретой поверхностью, определяется по формулам:

для плоских поверхностей:

Qн' = α(tнар – tв) Н, Вт; ккал/ч;

для трубопроводов:

Qн' = πdα(tнар – tв) L, Вт; ккал/ч;

где α – суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2∙оС) или ккал/(м2∙ч∙оС); tнар – средняя температура наружной поверхности, оС; tв – средняя температура окружающего воздуха, оС; Н – поверхность, м2; L – длина трубопровода, м.

Для приближенных расчетов α для нагретой поверхности, находящейся в помещении, подсчитывается по формуле:

для плоских поверхностей:

α = 8,4+ 0,06 (tнар – tв), Вт/(м2∙оС); ккал/(м2·ч∙оС);

для цилиндрических поверхностей диаметром до 2 м:

α = 8,1+ 0,045 (tнар – tв), Вт/(м2∙оС); ккал/(м2·ч∙оС);

для объектов, находящихся на открытом воздухе:

α = 10 + 6, Вт/(м2∙оС); ккал/(м2·ч∙оС);

где ωв – скорость ветра, м/с.

Потери тепла неизолированной трубой в грунте определяются по формуле:

Qн = Вт/м; ккал/(м∙ч),

где λгр – коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м2∙оС) или ккал/(м2·ч·оС) (для влажных грунтов можно принимать λгр = 1,5; для грунтов средней влажности λгр = 1,0, и для сухих грунтов λгр = 0,5); tгр – температура грунта, оС; r – радиус поверхности трубы, соприкасающейся с грунтом, м; а – глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м.

Пример 1. Определить потери тепла неизолированного паропровода диаметром 80 мм, длиной 1 м на открытом воздухе при наружной температуре tв = +25 оС и скорости ветра ωв = 4 м/с. Температура теплоносителя tнар = 190 оС.

Решение. Находим коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху

α = 10 + 6 = 22, ккал/(м2·ч∙оС).

Потери тепла составят:

Qн = 3,14 · 0,08 · 22 · (190 – 25) = 922 ккал/ч.

Пример 2. Определить потери тепла неизолированным паропроводом, указанным в примере 1, проложенном в помещении при температуре воздуха в помещении tв = +25 оС.

Решение. Находим коэффициент теплоотдачи α:

α = 8,1 + 0,045 (190 – 25) = 15,51 ккал/(м2·ч·оС).

Потери тепла составят:

Qн = 3,14 · 0,08 · 15,51 · (190 – 25) = 642 ккал/ч.

Количество тепла, передаваемого в окружающую среду изолированной поверхностью, определяется по формуле:

для плоских поверхностей

Qн = Вт/м; ккал/(м∙ч),

для цилиндрических поверхностей диаметром до 2 м:

Qн = Вт/м; ккал/(м∙ч),

где tвн – температура на внутренней поверхности изоляции, принимается равной температуре теплоносителя, оС; tв – средняя температура окружающего воздуха, оС; δиз – толщина слоя изоляции, м; λиз – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м·оС) или ккал/(м·ч·оС), см. ниже; αв – коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху, Вт/(м∙оС), (ккал/(м2·ч∙оС); dн, dв – наружный внутренний диаметры изоляции, м.

Потери тепла теплопроводом в канале определяются по формуле:

Qн = Вт/м; ккал/(м∙ч),

где tк – температура воздуха в канале, оС; tвн – температура на внутренней поверхности изоляции, оС; ΣR – сумма термических сопротивлений на пути потока тепла от теплоносителя до окружающей среды, м·ч·оС/ккал.

Граничные термические сопротивления определяются по формуле:

Rn = (м·К)/Вт, (м2·ч∙оС/ккал),

где λ – коэффициент теплопроводности твердого тела, Вт/(м·оС) или ккал/(м2·ч·оС), rн, rв – наружный и внутренний радиусы твердого тела, м.

Внутренние термические сопротивления определяются по формуле:

Rв = (м·К)/Вт; м2·ч∙оС/ккал.

Подтопление теплопроводов в непроходных каналах приводит к потере от 30 до 50 % тепловой энергии теплоносителя.

Потери тепла изолированной трубой в грунте определяются по формуле:

Qн = Вт/м; ккал/(м∙ч),

где tвн – температура на внутренней поверхности изоляции, оС; tв – средняя температура грунта, оС; λиз – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м·оС) или ккал/(м·ч·оС), табл. 6.1; rн , rв – наружный и внутренний диаметры изоляции, м; а – глубина заложения, м.

Примерные значения норм тепловых потерь можно оценить по табл. 6.2, 6.3.

Потери тепла неизолированными вентилями задвижками при других температурах принимают равными потерям тепла 1 м неизолированной трубы. Потери тепла парой неизолированных фланцев диаметром 0,45–0,5 м принимают равными потерям 1 м неизолированной трубы диаметром до 200 мм, а для фланцев диаметром 0,55–0,65 м – диаметром более 200 мм, см. также табл. 6.4.

Таблица 6.1

studfiles.net

Способ уменьшения потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду

Изобретение касается способа уменьшения потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду, что обычно понимается под понятием «котел пышет жаром».

Уменьшение потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду достигается установкой дополнительных конструктивных элементов в кирпичную обмуровку котельной установки.

В процессе эксплуатации котельной установки у нее возникает три наиболее больших вида потерь тепловой энергии:

- потери на недожог (неполное сгорание) газообразного или жидкого топлива;

- потери с уходящими газами (неиспользованное топливо);

- потери в окружающую среду - потери от достаточно сильного нагрева и отдачи тепла элементами котельной установки в помещение котельной.

Потери в окружающую среду, их уменьшение и рассматривается в данном изобретении.

Область техники, к которой относится изобретение - теплоэнергетика.

Уровень техники:

- известен водогрейный котел, обмуровка которого выполнена в виде сборно-разборных теплоизоляционных плит, путем подбора несущего конструктивного и теплоизоляционного материала и размещением асбестовых прокладок, что позволяет свести к минимуму потери тепла, патент № RU 2177116 С2, МПК F24H 1/00, F24H 1/14, опубликованный 20.12.2001 г., описание стр.2, строки 13-27. Недостатком данного устройства является то, что при его использовании необходимо полностью переделывать топочный объем старых котлов, что является очень затратным способом ввиду тяжелого материального положения большинства котельных в РФ;

- известен водогрейный котел, с внешней обмуровкой котла, выполненной из асбестовой глины и красного кирпича - патент на полезную модель № RU 42287 И1, МПК F23B 1/08, опубликованный 27.11.2004 г. Недостатком данного способа является то, что асбестовый лист очень непрочный материал, легко разрушается даже при слабых гидроударах, которые частенько возникают при эксплуатации котла;

- известен водогрейный котел, корпус которого изнутри обмурован теплостойким материалом - шамотным кирпичом, а снаружи - обыкновенным кирпичом. Между наружным и внутренним слоями кирпича имеются асбестовые прокладки - патент № RU 2287116 С1, МПК F24H 1/12, опубликованный 10.11.2006 г. стр.4, 4 абзац снизу - наиболее близкий аналог, но в данном случае асбестовая прокладка предназначена для компенсации температурных деформаций, т.е. она может быть очень тонкой, что не позволит ей предотвратить исход тепловой энергии. Кроме того, вся конструкция подобного изобретения также требует полной переделки котла, т.е. больших материальных затрат.

Задачей изобретения является уменьшение расхода газообразного, жидкого и твердого топлива.

В процессе эксплуатации котельных установок, работающих на газообразном, жидком и твердом топливе, различной производительности, кирпичная обмуровка котлов нагревается до температуры 90-120°С в различных участках обмуровки. Особенно это явление проявляется при работе котельной установки в режиме максимальной производительности.

Этот нагрев - чистые потери тепловой энергии, а значит, увеличение расхода газообразного, жидкого и твердого топлива, а уменьшение расхода любого вида топлива, при прочих равных условиях, было и остается одной из главных задач при эксплуатации котельных установок.

Технической задачей заявляемого способа является разработка и использование дополнительных элементов в конструкции котельной установки, позволяющих уменьшить потери во внешнюю среду, и, следовательно, использовать большую часть тепловой энергии, получаемой при сгорании газообразного, жидкого и твердого топлива для нагрева теплоносителя (воды). Увеличение лучшего использования тепловой энергии повышает коэффициент полезного действия котельной установки и уменьшает расход всех вышеперечисленных видов топлива.

Поставленная задача по уменьшению потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду осуществляется следующим образом:

Примечание: в соответствии с «Устройством и безопасной эксплуатацией паровых и водогрейных котлов» один раз в 12 месяцев необходимо в плановом порядке проводить внешний и внутренний осмотр котельной установки. Во время этих работ и выполняются операции по изменению элементов обмуровки.

1. С помощью электронного термометра замеряют температуру обмуровки котла, работающего в режиме максимальной производительности как минимум 2-3 суток. На боковых стенках котла температура обмуровки колеблется в пределах 90-120°С, передней стенки - 70-80°С, задней стенки - 50-70°С, верхней части котла - 60-80°С. Исследования проводились в 68 котельных, при этом был выявлен рекорд: при эксплуатации старых котлов типа ДКВР температура боковых стенок достигает более 200°С.

2. Подбирают в соответствии с измеренной температурой теплоизолирующий материал. Наиболее доступным и недорогим для теплоизоляции боковых стенок, задней стенки и верхней части котла подходит листовой асбест толщиной 5 мм. Наибольшую сложность вызывает подбор теплоизолирующего материала для передней стенки, на которой расположено большое количество различных элементов управления работой котла. Наиболее доступным, легкодеформируемым может служить листовой термофлекс толщиной 3-5 мм.

3. Останавливают котел и дают ему остыть в течение 2-3 суток.

4. Разбирают обмуровку боковых и задней стенки, что сделать весьма просто, т.к. огнеупорный кирпич скрепляется лишь огнеупорной глиной без применения цемента. При изучении проектов котельных установок выяснено, что обмуровка котлов состоит из трех слоев кирпича и в целостном состоянии поддерживается с помощью стальных стяжек 1 (см. чертеж). Это делается с целью предотвращения значительных разрушений в котельной при «хлопке» или взрыве газообразного или жидкого топлива.

Верхнюю часть обмуровки не трогают, оставляют в прежнем состоянии, так же как и переднюю стенку.

5. Собирают обмуровку боковых стенок и задней части котла, но между вторым и третьим рядом кирпича прокладывают асбестовые листы.

Примечание: в задней части обмуровки обязательно предусмотреть место для вскрытия котла при его внутреннем осмотре.

6. В верхней части обмуровки на кирпич кладут слой огнеупорной глины толщиной 5-10 мм, на него кладут листы асбеста, а сверху на них еще слой огнеупорной глины толщиной 10 мм.

Примечание: конструкцию взрывных предохранительных клапанов 9 не изменяют, т.к. они рассчитывают при проектных работах.

7. Вырезают из листов термофлекса куски необходимой конфигурации для передней стенки и приклеивают их с помощью термостойкого клея.

8. Дают обмуровке высохнуть при температуре 15-20°С в течение 5-7 дней.

9. Разжигают котел и дают ему поработать в режиме минимальной нагрузки 5-7 дней.

После выполнения операций по п.п.1-9 при замере температуры обмуровки в режиме работы котла на максимальной производительности температура боковых стенок котла уменьшается до 30-40°С, верхней обмуровки - до 10-20°С, задней стенки - до 30-40°С, передней стенки - до 30-40°С.

Температура теплоносителя повышается на 10-12°С, а следовательно, можно уменьшить производительность котельной установки, т.е. уменьшить расход газообразного, жидкого и твердого топлива, в чем и заключалась задача изобретения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором под цифрами показаны:

1 - стальная стяжка;

2 - зона наиболее высокого нагрева обмуровки;

3 - зона нагрева в верхней части котла;

4 - взрывные предохранительные клапаны;

5 - передняя поверхность котла;

6 - зона укладки шамотной глины, на которую кладутся листы асбеста, а сверху накладывается еще один слой шамотной глины.

Практическое применение: изобретение выполняется штатным обслуживающим персоналом в плановом порядке, требует незначительных материальных затрат.

Результатом использования данного изобретения является экономия газообразного, жидкого и твердого топлива в пределах 12-15% их среднегодового расхода при прочих равных условиях эксплуатации котельной установки.

Способ уменьшения потерь тепловой энергии котельной установки во внешнюю среду, отличающийся значительным уменьшением потерь тепловой энергии во внешнюю среду, достигается уменьшением температуры обмуровки котла, и осуществляемый тем, что измеряют температуру участков обмуровки котла, работающего в режиме максимальной производительности, подбирают необходимый теплоизоляционный материал, останавливают и дают остыть котлу, разбирают обмуровку боковых и задней стенки, собирают обмуровку, прокладывая между рядами кирпича теплоизолирующий материал - асбест, вырезают куски необходимой конфигурации теплоизолирующего материала - термофлекса и приклеивают их к передней стенке котла с помощью термостойкого клея, наносят слой огнеупорной глины на верхнюю поверхность котла, укладывают на нее листы теплоизолирующего материала (асбеста), укладывают сверху асбеста огнеупорную глину.

www.findpatent.ru

7. Использование тепловой энергии непрерывной продувки котлов

При избыточном давлении пара =1,6-1,3 МПа, наиболее распространенном в отопительно-производственных котельных, каждый процент продувки, если тепловая энергия ее не используется, увеличивает расход топлива примерно на

, (187)

что составляет 0,24/70·100 = 0,34 % от расхода топлива на выработку пара.

При максимальной допустимой расчетной продувке 10 %, установленной нормами для котлов с давлением до 1,4 МПа, и без использования тепловой энергии продувочной воды потери топлива могут превысить 3,5 % общего расхода топлива.

Рис. 74. Схема установки сепаратора и охладителя непрерывной продувки:

1 – барабан котла; 2 – сепаратор непрерывной продувки; 3 – теплообменник-охладитель сепарированной воды; 4 – деаэратор

Для использования тепловой энергии непрерывной продувки устанавливают сепаратор и теплообменник (рис. 73). Экономия топлива на каждую тонну выработанного пара при использовании тепловой энергии продувочной воды с установкой сепаратора и теплообменника составит:

, (188)

где Р – процент продувки;  удельная энтальпия сепарированного пара, кДж/кг;  удельная энтальпия сепарированной воды, кДж/кг;  доля сепарированного пара, которая рассчитывается по выражению

, (189)

где i  энтальпия продувочной воды. При давлении в котле 1,4 МПа и давлении в сепараторе, близком к атмосферному, доля сепарированного пара составляет ~ 0,17-0,2.

Степень использования тепла продувочной воды может быть охарактеризована коэффициентом использования . При установке сепаратора и теплообменника  определяется по формуле

. (190)

Если установлен только сепаратор, при расчете по этой формуле принимают т.е. второй член в числителе равен нулю.

8. Режимы работы котельного оборудования

Большие, легкодоступные, практически не требующие затрат резервы экономии газа и электроэнергии заключены в оптимальном распределении нагрузок между котлами, работающими на общего потребителя.

С уменьшением нагрузки ниже номинальной (рис. 75) уменьшается температура уходящих газов, а значит, падают потери теплоты с уходящими газами. При малых нагрузках уменьшаются скорости истечения газа и воздуха, ухудшается их смешение и могут возникнуть потери с химической неполнотой сгорания. Абсолютные потери теплоты через обмуровку остаются практически неизменными, а относительные (отнесенные на единицу расхода топлива) естественно возрастают. Это приводит к тому, что при пониженных нагрузках имеется максимальное значение КПД (рис. 76). Значение нагрузки котла, при которой КПД достигает максимума, зависит от множества факторов, основными из которых являются вид топлива, тип котла и его номинальная мощность.

На основании режимных карт для каждого котлоагрегата может быть построена расходная характеристика, представляющая собой графическую зависимость расхода топлива от количества выработанного пара или тепловой энергии. Характеристика должна быть определена экспериментально при работе котлоагрегата при исправном состоянии оборудования. Расходные характеристики котлоагрегатов, приведенные на рис. 77, можно выразить в виде функциональных зависимостей: и, где, часовой расход топлива соответственно котлами №1 и №2; , паро- или теплопроизводительность этих котлов.

Рис. 75. Изменение потерь с уменьшением нагрузки котла:

1 – потери теплоты с уходящими газами; 2 – потери теплоты с химической

неполнотой сгорания; 3 – потери теплоты через ограждения

Суммарная выработка пара (тепловой энергии) в единицу времени двумя котлами составляет . Если котел №1 загружен до значения, то загрузка котла №2 составит. Следовательно,и.

Суммарный расход топлива на два котла составит:

. (191)

Рис. 76. Изменение КПД при уменьшении нагрузки котла

Для того чтобы расход топлива был наименьшим (оптимальным), необходимо, чтобы первая производная суммы в правой части уравнения, взятая по нагрузке любого из котлов, равнялась нулю, а вторая производная была положительной. Таким образом, условие минимума суммарного расхода топливаможно получить в результате дифференцирования вышеприведенного выражения, например, по, т.е.

. (192)

Рис. 77. Расходные характеристики котлоагрегатов

Производная может быть определена из условия, следовательно,. Разделив последнее выражение на, получимили. Подставляя в правую часть выражения, получаем

. (193)

Это выражение показывает, что для получения минимального суммарного расхода топлива каждый из котлов должен нести такую нагрузку, при которой наклон касательной к характеристике одного агрегата равен наклону касательной к характеристике другого агрегата, или .

Заменив производные в выражении отношениями и, получим условие минимального суммарного расхода топлива в котельной в виде

. (194)

Величину, характеризующую удельный прирост расхода топлива и, отнесенный к дополнительной производительности котлови, принято называть относительным приростом расхода топлива.

Если котлоагрегаты одинаковы, то у них общая характеристика , т.е. для выработки одного и того же количества пара (тепловой энергии)каждым котлом потребуется одинаковый расход топлива. Следовательно, между одинаковыми котлоагрегатами суммарная нагрузка должна распределяться поровну.

studfiles.net


Смотрите также