Расход топлива котлом рассчитывается по формуле – 7.3. Расчет кпд, расхода топлива и полезно использованной в котле теплоты

7.3. Расчет кпд, расхода топлива и полезно использованной в котле теплоты

1. Тепловой баланс котла характеризует равенство между количествами подведенной и расходуемой теплоты.

2. Расход топлива паровым котлом, вырабатывающим перегретый пар, определяется по формуле 

3. Расход топлива паровым котлом, работающим на газообразном топливе, определяемый по формуле выражается вм³/с.

4. Теплота , воспринятая водой и паром в паровом котле, вырабатывающем перегретый пар, может быть определена из уравнения

5. Суммарные потери теплоты в котле складываются из потерь с уходящими газами, от химической неполноты сгорания топлива, от механического недожога, через ограждения топки и конвективных газоходов, с физической теплотой шлаков.

6. КПД котла «брутто» методом прямого баланса рассчитывается по формуле

7.Если Q₁ = 27 МДж/кг, Q

i^r = 30 МДж/кг, то КПД котла «брутто» в % равен …

8. Балансовые испытания проводят в установившемся (стационарном) режиме работы котла.

9. Если при балансовых испытаниях не представляется возможным точно измерить расход топлива котлом, то для его определения применяют метод обратного баланса.

10. КПД котла «брутто» методом обратного баланса рассчитывается по формуле

11. В уравнении теплового баланса котла потери теплоты с физической теплотой шлаков, удаляемых из топки, обозначаются q₆.

12. Если потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания топлива, от механического недожога, через ограждения топки и конвективных газоходов и с физической теплотой шлаков суммарно составляют 7,8%, то КПД котла «брутто» равен

13. Если КПД котла «брутто» равен 92,5%, то потери теплоты с уходящими газами, от химической неполноты сгорания топлива, от механического недожога, через ограждения топки и конвективных газоходов и с физической теплотой шлаков суммарно равны

14. КПД «брутто» современных котлов превышает 90 %.

7.4. Технологическая схема котельной установки

1. Пароперегреватель обозначен на рисунке цифрой 2.

2. Водяной экономайзер обозначен на рисунке цифрой 3.

3. Водоподготовка включает следующие процессы осветление, умягчение и деаэрацию.

4. Центробежный скруббер предназначен для очистки дымовых газов.

5. Назначение дымовой трубы уменьшение средней концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе.

6. К снижению выбросов оксидов азота с дымовыми газами приводит снижение температуры в ядре факела.

7. Высота дымовых труб современных тепловых электростанций достигает 300 м.

8. Необходимость очистки дымовых газов от золы связана с

защитой атмосферы и предотвращением абразивного износа оборудования.

9. В результате повышения термического сопротивления стенок экранных труб из-за отложений накипи металл труб может потерять прочность.

10. Из-за отложений накипи на внутренних стенках экранных труб охлаждение стенок труб движущимися внутри них водой или паром ухудшается.

11. Средством уменьшения уноса солей с паром является промывка пара питательной водой в барабане котла.

12. Если паропроизводительность котла D=14 т/ч, продувка составляет D_пр=0,35 т/ч, то расход питательной воды в т/ч равен

7

studfiles.net

5.3. Методика расчета фактической эффективности использования топлива в котлах

Обычно используются два варианта для расчета эффективности использования топлива в котлах – прямой и обратный тепловые балансы [5.19].

В первом случае коэффициент полезного действия котла брутто (то есть без учета расхода тепла и электроэнергии на собственные нужды) может быть определен по формуле:

η = D(i_п – i_п.в)/BQ_н,

где η – КПД котла, в %; D – количество вырабатываемого котлом пара в кг; i_н – теплосодержание (энтальпия) пара, в ккал/кг, табл. 5.22; i_п.в – теплосодержание (энтальпия) питательной воды, в ккал/кг, табл. 5.22; В – расход топлива, кг; Q_н – низшая теплота сгорания топлива, в ккал/кг.

В случае для водогрейного котла величину D(i_п—i_п.в) можно определить как

D_в(t₁ – t₂)∙10^-3, Гкал, где D_в – расход воды через котел, м³; t₁, t₂ – соответственно, температура воды до и после котла, ^оС.

Таким образом, КПД котлов и котельной характеризуется расходом топлива на единицу вырабатываемой продукции.

За единицу продукции примем Гкал (1 Гкал = 10⁶ ккал). За единицу расхода топлива принят 1 кг условного топлива. Условное топливо – топливо, низшая теплота сгорания которого равна 7000 ккал/кг. Перевод натурального топлива в условное производится по формуле:

В_у = BQ_н/7000, кг у. т.

Перевод условного топлива в натуральное производится по формуле:

В = В_у 7000/Q_н, кг,

где В_у – расход в единицах условного топлива; В – расход натурального топлива, кг; Q_H – низшая теплота сгорания натурального топлива в ккал/кг.

Тогда КПД котлоагрегата, приведенный к условному топливу, может быть выражен:

η = D(i_п – i_п.в) / В_у ∙ 7000,

где D – паропроизводительность котла, кг; i_п – теплосодержание пара в ккал/кг, табл. 5.22; i_п.в – теплосодержание питательной воды в ккал/кг, равное ее температуре; В_у – расход топлива, кг у.т.

Таблица 5.22

Термодинамические свойства воды и водяного пара

в состоянии насыщения для р = 0,7…15 кгс/см²

Абсолютное давление Р, кгс/см2	Температура насыщения, оС	Энтальпия, ккал/кг		Скрытая теплота паро-образования, ккал/кг	Удельный объем
					пара, м3/кг	воды, м3/кг∙103
		жидкости	пара
0,70	89,4	89,6	635,1	545,6	2,41	1,03
0,80	93,0	93,0	636,4	543,3	2,12	1,04
0,90	96,2	96,3	637,6	541,3	1,90	1,04
1,00	99,1	99,2	638,8	539,6,	1,72	1,04
1,10	101,8	101,9	639,8	537,9	1,59	1,05
1,20	104,2	104,4	640,7	536,3	1,45	1,05
1,30	106,6	106,7	641,6	534,9	1,35	1,05
1,50	110,8	111,0	643,1	532,1	1,18	1,05
1,70	114,6	114,8	644,5	529,7	1,15	1,05
2,00	119,6	119,6	646,3	526,4	1,11	1,06
3,00	132,9	133,4	650,7	517,3	0,617	1,07
4,00	142,9	143,7	653,9	510,2	0,471	1,08
5,00	151,1	152,1	656,3	504,2	0,382	1,09
6,00	158,1	159,3	658,3	498,9	0,321	1,10
7,00	164,2	165,7	659,9	494,2	0,279	1,11
8,00	169,6	171,4	661,2	489,8	0,245	1,11
9,00	174,5	176,5	662,3	485,8	0,219	1,12
10,0	179,0	181,3	663,3	482,1	0,198	1,13
11,0	183,2	185,7	664,1	478,4	0,181	1,13
12,0	187,1	184,8	664,4	475,1	0,166	1,14
13,0	190,7	193,6	665,6	472,0	0,154	1,14
14,0	194,1	147,3	666,2	463,4	0,143	1,15
15,0	197,4	200,7	666,7	465,9	0,134	1,15
16,0	200,4	204	667,1	463,1	0,126	–
18,0	206,1	210,2	667,8	457,6	0,112	–
20,0	211,4	215,9	668,5	452,6	0,101	–

Зная удельную норму расхода топлива на выработку и отпуск 1 Гкал тепла котельной, можно определить нормируемые КПД брутто и КПД нетто, по формуле:

η = 10⁶/(b_y∙7000), или η = 142,857/b_y.

КПД котельной по фактическому удельному расходу топлива, взятому из отчета по предприятию, и, наоборот, по фактическому КПД котельной (котла) можно определить фактический удельный расход:

b_y = 142,857/η, кг у.т./Гкал.

По обратному балансу в настоящее время определение эффективности использования топлива в котлах производится по методике М.Б. Равича [5.20].

Для определения потери теплоты при сжигании топлива в этом случае надо иметь данные о составе, температуре дымовых газов. Состав дымовых газов определяется с помощью газоанализаторов, температура газов с помощью термометров, термопар и т.п., см. п.3.3 настоящего издания. Примерная схема установки приборов приведена на рис. 5.16.

Рис. 5.16. Схема расстановки приборов на котле: 1 – давление пара в барабане котла;

2 – расход пара; 3 – Р и t питательной воды до экономайзеров; 4 – Р и t питательной воды

после экономайзеров; 5 – Р и t холодного воздуха; 6 – Р _{воздуха} перед горелками; 7 – Р _газа

перед горелками; 8 – состав и t уходящих газов за котлом; 9 – состав и t уходящих газов до

и после утилизатора; 10 – разрежение в топке (Р – давление; t – температура)

Правильность проведенного анализа состава продуктов сгорания проверяется по СО₂^макс, определяемому по формуле:

СО2макс = (СО2 + СО + СН4) 100/100 – 4,76 (О2 – 0,4СО – 0,2Н2 – – 1,6СН4), %,

(5.26)

где СО₂, О₂, Н₂, СО, СН₄ – данные анализа продуктов сгорания.

Например, для газа Тюменских месторождений СО₂^макс = 11,75 %.

Если подсчитанная по формуле (5.26) величина СО₂^макс отличается от указанной, анализ выполнен неверно, и его следует повторить.

Определение коэффициента полезного действия котлоагрегата. Основными показателями эффективности использования топлива (природного газа) являются:

η = 100 – (q₂ + q₃ +q₅), %,

где q₂ – потери тепла с уходящими газами; q₃ — потери тепла вследствие неполноты сгорания газа; q₅— потери тепла в окружающую среду.

Потери тепла с уходящими газами определяются по формуле:

q₂ = 0,01Z(t_уг – 0,85t_хв),

где Z – величина, зависящая от содержания (СО₂ + СО + СН₄), %, в уходящих газах и t ^оС, уходящих газов; t_уг – температура уходящих газов после экономайзера, ^оС; t_х – температура воздуха, подаваемого на горение, ^оС; 0,85 – поправочный коэффициент, учитывающий отношение теплоемкости продуктов сгорания и меньший объем воздуха по сравнению с объемом продуктов сгорания природного газа.

Коэффициент расхода воздуха α для неполного сгорания:

α = О₂ + 2СО₂ + 1,5СО – 0,5Н₂(С0₂ + СО + CН₄).

Коэффициент расхода воздуха для полного сгорания по кислороду:

α = 21/21 – О₂.

Потери тепла вследствие неполноты сгорания газа определяются по формуле:

q₃ = (3СО + 2,5Н₂ + 8,5СН₄) h,

где СО, Н₂, СН₄ – данные анализа продуктов сгорания, %; h – коэффициент отклонения реального объема сухих продуктов сгорания от теоретического объема:

h = СО₂^макс / (СО₂ + СО + СН₄),

где СО₂^макс – для газа Тюменских месторождений составляет 11,75 %; СО₂, СО, СН₄ – данные анализа продуктов сгорания, %.

Потери тепла в окружающую среду определяются по формуле:

q5 = (Dном/Dфакт)q5гр, %

(5.27)

где q₅ – потери тепла в окружающую среду при данной производительности: D^ном – номинальная паропроизводительность агрегата; D^факт – фактическая паропроизводительность агрегата; q₅^гр – потери тепла в окружающую среду при номинальной производительности котлов, рис. 5.17.

Рис. 5.17. Графики для определения потерь тепла в окружающую среду

(приложение к письму НПО ЦКТИ № 5/5606 от 11.07.91 г.).

Блочно-транспортабельные котлы: 1 – паровые; 2 – водогрейные

Пример. При испытании котла (рис. 5.16) получены следующие результаты. Продукты горения природного газа на выходе из котла содержат 9,1 % СО₂, 0,2 % СО и 0,5 % СН₄. Температура уходящих газов 260 ^оС; температура воздуха, подаваемого на горение 20 ^оС. Котел ДКВр-10/13, выработка пара во время снятия параметров его работы 6,5 т/ч. Номинальная производительность котла – 10 т/ч.

Требуется определить:

1. Потери тепла с уходящими газами q₂;

2. Потери тепла вследствие химической неполноты горения q₃;

3. Потери тепла в окружающую среду q₅;

4. Коэффициент полезного действия котла η.

1. Сумма СО₂, СО, СН₄ равна 9,1 + 0,2 + 0,5 = 9,8 %. Для этой величины при температуре уходящих газов 260 ^оС значение Z равно 4,83 [5.20], а потери тепла с уходящими газами по формуле равны:

q₂ = 0,01 (260 – 0,85 ∙ 20) ∙ 4,83 = 11,74 %.

2. Потери тепла вследствие химической неполноты горения по формуле равны:

q₃ = (3 ∙ 0,2 + 8,5 ∙ 0,5) h = (0,6 + 4,25) 1,2 = 5,82 %,

где коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания по формуле равен:

h = 11,75/(9,1 + 0,2 + 0,5) = 1,2.

3. Потери тепла в окружающую среду подсчитываются по формуле (5.27). Потери тепла в окружающую среду при номинальной паропроизводительности q₅^гр по рис. 5.17 составляют 1,6 %, а при данной производительности:

q₅ = (10/6,5) 1,6 = 2,46 %.

4. Коэффициент полезного действия котла равен:

η = 100 – (11,74 + 5,82 + 2,46) = 79,98 %.

studfiles.net

Расчёт расхода топлива.

Часовой расход топлива,определяется по формуле, м³/ч:

D_расч. – максимальный часовой расход пара вырабатываемый котлом, кг/ч,

D_расч= 19650 кг/ч.

G_пр. – максимальный часовой расход продувочной воды, кг/ч,

G_пр=D_расч·0,01·с_пр.= 19650·0,01·2 = 393 кг/ч

с_пр– процент на периодическую продувку, %,

Дi– разность энтальпий между питательной водой и вырабатываемым паром, ккал/кг:

ккал/кг.

i_п– энтальпия насыщенного пара, ккал/кг,

i_п.в.– энтальпия питательной воды, ккал/кг,

i_пр.– энтальпия котловой воды, ккал/кг,

–низшая теплота сгорания топлива, ккал/м³,

з_к– КПД котла,

м³/ч.

Годовой расход топлива, определяется по формуле, м³/год:

–расчётный годовой расход пара, кг/год:

–годовой расход пара на подогреватель сетевой воды, кг/год:

D_п.с.в.– максимальный расход пара на подогреватель сетевой воды, кг/ч,

t_вн – средняя внутренняя температура отапливаемых помещений, ^оС,

t_н – расчетная температура наружного воздуха, ^оС,

t_ср.от– средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ^оС,

n_о– продолжительность отопительного периода,

кг/год.

–годовой расход пара на подогреватель горячей воды, кг/год:

–расход пара на подогреватель горячей воды в максимально-зимний период, кг/ч,

–расход пара на подогреватель горячей воды в летний период, кг/ч,

n_г.в.– число дней в году работы системы горячего водоснабжения (350),

кг/год.

–годовой расход пара на производство, кг/год:

кг/год.

кг/год – годовой расход пара на деаэратор,

–годовые потери пара, кг/год:

–потери пара у потребителя, %.

кг/год.

кг/год.

кг/год.

м³/год.

Выбор оборудования котельной. Котлы.

В соответствии со СНиП “Котельные установки” расчётная мощность котельной определяется суммой мощностей требующихся потребителям на технологические процессы, отопление, вентиляцию и горячие водоснабжение при максимально-зимнем режиме.

При определении мощности котельной должны также учитываться мощности расходуемые на собственные нужды котельной и покрытия потерь в котельной и тепловых сетях.

Потребители тепла по надёжности теплоснабжения относятся:

1. К первой категории – потребители, нарушение теплоснабжение, которых связано с опасностью для жизни людей и со значительным ущербом народному хозяйству.

2. Ко второй категории – остальные потребители.

Перечень потребителей первой категории утверждает Министерство и Ведомство.

Котельные по надёжности отпуска тепла потребителям относятся:

1. К первой категории – котельные являющиеся единственным источником тепла системы теплоснабжения и обеспечивающие потребителей Й категории не имеющих индивидуальных резервных источников тепла.

2. Ко второй категории – остальные котельные.

Все котельные сооружаемые в северной строительной климатической зоне относятся к Й категории независимо от категории потребителей тепла.

Количество и единичную производительность котлоагрегата устанавливаемых в котельной следует выбирать по расчётной производительности котельной, проверяя режим работы котлоагрегатов для тёплого периода года, при этом в случае выхода из строя наибольшего по производительности котла котельной Й категории оставшиеся должны обеспечивать отпуск тепла потребителям Й категории:

1. на технологическое теплоснабжение и системы вентиляции в количестве определяемом минимальной допустимой нагрузкой.

2. на отопление и ГВС в количестве определяемом режимом наиболее холодном месяце.

В котельной ГУП ФАПК установлены следующие типы котлов:

1. ДКВР 10-13 – 2 шт.

2. ДЕ 10-14ГМ – 1 шт.

studfiles.net

Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива, газов и воздуха на котёл БКЗ-75-39ФБ, страница 3

Таблица 3.1. «Энтальпии  воздуха и продуктов горения по газоходам парового котла (ккал/кг)

Газоходы	, ккал/кг	, ккал/кг	, ккал/кг	, ккал/кг
На выходе из топки,	1668	1973	81	2388
За пароперегревателем,	924	1076	44	1333
За экономайзером II ст.	643	745	30	936
За  ВЗП-IIст.	464	534	22	686
За экономайзером I ст.	357	410	16	533
За  ВЗП-Iст.	192	219	8	290

4. Тепловой баланс котла и определение расхода топлива.

Цель составления теплового баланса котла – определение КПД и расхода топлива.

Тепловой баланс составляется для установившегося состояния парового котла на 1 кг твердого топлива:

 , (ккал/кг)

, %

При расчёте котла, КПД брутто определяется из обратного теплового баланса по   выражению:

,

=- полезно используемое тепло в котлоагрегате , %

где -потери тепла в котлоагрегате , %.

% — потери тепла с химическим  недожёгом (Л-3,табл.XVII)

         — потери тепла с механическим недожогом , определяем по таблице 4.5 (Л-1) т.к.    приведённая зольность:  > 6, %/ккал/кг

 -потери тепла с уходящими газами, при сжигании твёрдых топлив и мазута в топках с твёрдым  шлакоудалением  определяются по формуле:

, %

где =290 ккал/кг (табл.2.3)

(табл.1.2)

 — энтальпия холодного воздуха при

== 4,669,2 = 42,87 ккал/кг

= 9,2 — удельная  энтальпия холодного воздуха при (Л-1,табл.4.4)

=5,48 %

= 0,78 % – потери тепла от наружного охлаждения при Dк = 75 т/ч (Л-1, табл.4.6)

 — потери с физическим теплом шлаков.

 Потерю с физическим теплом шлака  учитывают при сжигании твердых топлив в                   топках с твёрдым шлакоудалением, если  >.

 34,6<;  34,6< 41,9. Таким образом, для нашего случая значением  можно пренебречь.

= 100 — (5,48+0+1,5+0,78+0) = 92,24 %

 При расчете топки и конвективных поверхностей нагрева долю потери тепла , приходящуюся на отдельные газоходы, учитывают введением коэффициента сохранения тепла:

Полный расход топлива, подаваемого в топку котла, рассчитывается из прямого теплового баланса по формуле:

, кг/ч

— тепло, полезно используемое в паровом котле

=, ккал/кг

т/час =75000кг/ч — производительность котла, заданная по исходным данным

= 0,02= 0,0275000 = 1500 кг/ч – расход продувки (2%, по исходным данным)

 790,3 ккал/кг – энтальпия перегретого пара при 440°С , = 40 (Л-1 табл.4,9)

 = 146,4 ккал/кг – энтальпия питательной воды при 145°С , = 48 (Л-1 табл.4,8)

= 265 ккал/кг – энтальпия пр. воды на линии насыщения при = 44 (Л-1 табл.4,7)

=75000 (790,3 -146,4) +1500 (265 -146,4)=48470400, ккал/кг

Подставляем найденные значения в расчетную формулу для нахождения расхода топлива, подаваемого в топку:

= = 12541,3  кг/ч

          Определяем расчетный расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты сгорания:

  кг/час

5. Расходы воздуха и газов.

Количество холодного воздуха , засасываемого дутьевыми вентиляторами , рассчитывается по формуле:

 , /ч

= 0,04 – присосы воздуха в системе пылеприготовления (Л-1 стр.16)

= 0,06 – относительная утечка воздуха в воздухоподогревателе , принимается равной присосу в нём по газовой стороне (Л-1 стр.16)

= — температура холодного воздуха (Л-1 стр.16)

= 1,2  — коэффициент избытка воздуха на выходе из топки (табл.1.2)

= 0,1 – присосы воздуха в топку (табл.1.2)

= 71559 /ч

Расход газов у дымососов рассчитывается по формуле:

, /ч

= 0,12 – присосы воздуха в золоуловителе и газоходах после ВЗП (Л-1 стр.17)

=130965 /ч

Список литературы

1. Котельные установки. Программа, методические указания и контрольные задания. В.Н.Баранов

Новосибирск : НГТУ,1997г.

2. Парогенераторы. А.П.Ковалёв и другие. Москва : Энергоатомиздат  1985 г.

3. Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод/Под ред.Н.В.Кузнецова и др.

Москва: Энергия,1973г.

4. Котельные установки промышленных предприятий. Л.Н.Сидельковский, В.Н.Юренев.

Москва : Энергоатомиздат 1988г.

vunivere.ru

Расчет расхода топлива для котлов

Ниже приведен расчет затрат на отопление дома с теплопотерями 20 кВт. Теплопотери дома зависят от многих факторов (толщина и материал стен, толщина и материал теплоизоляции, количество и тип окон и т.д.). Расчет тепловых потерь дома должна производить проектно-монтажная организация. Кроме тепла, которое теряет дом также следует учитывать и затраты тепла на нагрев воды горячего водоснабжения (в среднем 10 ÷ 20 % от теплопотерь).

 

Дом имеет теплопотери 20 кВт — это расчетное значение при наружной температуре -22 °С. Более 90% времени в течение отопительного сезона теплопотери ниже, и котел работает не на полную мощность. Поэтому при расчетах общего потребления энергоносителей за год оперируем условной цифрой 2100 ч (согласно этому получаем, что в течение отопительного сезона продолжительностью 6 мес. работа котлов с частичной нагрузкой эквивалентна 2100 ч непрерывной работы с максимальной мощностью).

 

Отопление газом

Тарифы на газ (от 1 апреля 2015 г.). Национальная комиссия по государственному регулированию в сфере энергетики и коммунальных услуг (НКРЭКУ) повышает с 1 апреля 2015 минимальный тариф на газ для населения до 3600 грн. за 1000 м³. Минимальный тариф для населения действует в отопительный период с 1 октября по 30 апреля, при потреблении газа в объеме до 200 м³ в месяц. В случае превышения данного объема, последующие объемы оплачиваются из расчета 7188 грн. за 1000 м³. С 1 мая по 30 сентября стоимость газа будет составлять 7188 грн. за 1000 м³ независимо от объемов потребления.

 

Газовый котел при расчетных теплопотерях 20 кВт расходует на отопление частного дома в течение отопительного сезона при КПД 93%

По новым тарифам газа будет оплачиваться по 3,6 грн / м³.

 

Расходы составят

Для конденсационного котла со среднегодовым КПД 107% (вернее, коэффициентом использования энергии) расход составит

 

 

Расходы составят

Отопление электричеством

Расходы составят

Тепловой насос

Расход электроэнергии для генерации нужного количества тепла составит при коэффициенте преобразования энергии COP = 4,0 (допущение — тепловой насос с Scroll-компрессором, работающим на низкотемпературную систему отопления)

 

Расходы составят

Отопление на жидком топливе

Чтобы произвести 20 кВт тепла при сжигании жидкого топлива, нужно тратить топлива около 1,7 кг / ч. С учетом КПД жидкотопливному котла мощностью 20 кВт на уровне 93%, получим расход топлива котлом 1,8 кг / ч. Плотность жидкого топлива составляет 840-860 кг/м3, или в среднем 0,85 кг / л.

Вместе, котел мощностью 20 кВт при работе на отопление частного дома и на жидком топливе с максимальной мощностью расходует топлива 2,2 л / ч.

 

Расходы составят

Логистические затраты на доставку и хранение в расходах не учтены.

 

Отопление на сжиженном газе (пропан-бутан)

Расход топлива котлом мощностью 20 кВт, работающие на сжиженном газе, составит примерно 1,8 кг / ч (с учетом КПД). Плотность 0,55 кг / л (соотношение пропан / бутан примерно 50/50).

 

Расходы составят

Отопление на твердом топливе (древесные пеллеты)

Ориентировочно 1 л жидкого топлива по калорийности эквивалентен 2 кг пеллет. На практике калорийность пеллет немного ниже, поэтому согласно европейским нормам их влажность должна быть не более 12%, что в наших условиях не всегда соблюдается (хотя влажность сильно повысить нельзя — пеллеты не будут спрессовываться). Также в пеллетах есть примеси низкокалорийных древесных фракций (кора, ветки и т.д.) и добавки типа соломы, лузги семечек и т.д.

Тогда приблизительный расход пеллет на отопление частного дома за отопительный сезон с учетом КПД пеллетного котла 90-95% и более высокой влажности составит 9038 кг (увеличение расхода минимум на 10% из-за повышенной влажности)

Расходы составят

Логистические затраты на доставку и хранение в расходах не учтены.

 

Отопление на твердом топливе (дрова)

Калорийность сухих дров — 10 МДж/кг.

При КПД современного твердотопливного котла (на дровах) на уровне 80% получим, что котел полезной мощностью 20 кВт расходует в час около 9 кг топлива (при максимальной мощности). Плотность дуба 870 кг/м³.

 

Расходы составят

Отопление на твердом топливе (уголь)

Калорийность угля хорошего качества (не антрацит) составляет около 20 МДж/кг.

При КПД современного твердотопливного котла (на угле) на уровне 85% получим, что котел полезной мощностью 20 кВт расходует в час около 4 кг топлива (при максимальной мощности).

 

Расходы составят

 

Вид топлива:	Расход топлива за сезон	Стоимость 1 ед.	Сумма, грн
Тепловой насос	2500 кВт·ч	1,41 грн/(кВт·ч)	3 525,00
Природный газ конденсационного котла	3704 м3	7,2 грн/м3	22 317,00
Пеллеты	9038 кг	2,5 грн/кг	22 595,00
Дрова	20,7 м3	1250 грн/м3	25 875,00
Уголь	8000 кг	3,6 грн/кг	28 800,00
Природный газ традиционного котла	4731 м3	7,2 грн/м3	29 702,00
Электричество	40816 кВт·ч	1,41 грн/(кВт·ч)	57 550,00
Сжиженный природный газ	6545 л	12 грн/л	78 540,00
Дизельное топливо	4400 л	25 грн/л	110 000,00

Читайте также: «Преимущества газовых котлов»

 

airfel.in.ua

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА — Мегаобучалка

КОЭФФИЦИЕНТЫ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА.

Присосы воздуха в газоходы паровых котлов при номинальной нагрузке:

Таблица 1

Элементы парового котла	Газоходы	Величина присоса ∆α
Топочная камера	Топка парового котла для жидкого топлива	0,05
Котельные пучки	Фестон
Пароперегреватели	Пароперегреватель	0,03
Экономайзер	Котел D˂50 т/ч (стальной)	0,08
Воздухоподогреватели (трубчатые)	Котел D˂50 т/ч (стальной)	0,06

 

Избытки воздуха и присосы по газоходам:

Таблица 2

Величина коэффициента избытка воздуха на выходе из топки принимаем для всех паровых котлов равной 1,1, т.к. используется жидкое топливо.

 

ТОПЛИВО И ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ.

2.1. Используемое топливо мазут малосернистый (96):

1. Рабочая масса топлива, %

W^p=3,0; A^p=0,05; S_k^p=0,3; S_o^p=0,3; C^p=84,65; H^p=11,7; N^p=-; O^p=0,3;

2. Низжая теплота сгорания, ккал/кг

Q_H^p=9620

3. Объемы воздуха и продуктов сгорания (при α=1), м³/кг

V⁰=10,62; V_RO2=1,58; V­_N2⁰=8,39; V_H2O^o=1,51

Рассчитаем приведенную влажность и зольность, %*кг*10³/ккал

Для контроля проверяем баланс элементарного состава, %

C^p+ H^p + S^p + N^p + O^p + A^p + W^p=100-84,65-11,7-0,3-0,3-0,05-3,0=0

2.2. Рассчитать при α>1 объемы продуктов горения V_г, объемные доли трехатомных газов и водяных паров r_RO2, r_H2O, концентрация золы μ_зл, масса газов G_г, их плотность ρ_г по всем газоходам для средних и конечных значений α и свести в таблицу

, м³/кг

, м³/кг

2, кг/кг

Объемы и массы продуктов горения, доли трехатомных газов и водяных паров, концентрация золы.

Таблица 3

№ п/п	Наименование характеристик	Размерость	V0=; VRO2=; VN20=; Vh3O0=; Ap=
Газоходы
Топка и фестон	Пароперегреватель	Экономайзер	воздухоподогреватель
	Коэффициент избытка воздуха за газоходом α”	за	-		=1,13	=	=
	Коэффициент избытка воздуха средний в газоходе α	ср	-		=	=	=
		за	м3/кг		-	-	1,5559
ср	-	1,5295	1,5389	1,5508
		за	м3/кг	12,559	-	-	14,3933
ср	-	12,7208	13,3143	14,0696
		за	-	0,12581	-	-	0,10977
ср	-	0,12421	0,11867	0,1123
		за	-	0,12159	-	-	0,1081
ср	-	0,12024	0,11558	0,11022
		за	-	0,2474	-	-	0,21787
ср	-	0,24445	0,23425	0,22252
		за	кг/кг	16,2562	-	-	18,6141
ср	-	16,4642	17,2271	18,198
		за	кг/кг	2,922*10-5	-	-	2,5518*10-5
ср	-	2,8851*10-5	2,7573*10-5	2,6102*10-5
		за	кг/м3	1,2944	-	-	1,2933
ср	-	1,2943	1,2939	1,2934

 

2.3. Энтальпии воздуха и продуктов горения I_в^о, I_г^о при α=1 по газоходам заносим в таблицу. Энтальпии продуктов горения при α>1 рассчитаем по формулам.

Энтальпии продуктов горения при α>1 рассчитываются по формуле:

Энтальпию золы учитывают только в том случае, если приведенная зольность уноса золы из топки А_ун^п>6, (% кг 10³/ккал):

 

Газоход	Температура газов ϑ, оС	Iго	Iво	(α”-1)*Iво	Iг= Iго+ (α”-1)* Iво	∆Iг=(Iг)i-(Iг)i+1
Топка и фестон ( )				1021,8	11080,8	I2200-I2100
			970,1	10521,3
I2100-I2000
			918,7	9964,8
I2000-I1900
			867,9	9414,3
I1900-I1800
			816,8	8860,8
I1800-I1700
			766,5	8316,4
I1700-I1600
			716,3	7772,9
I1600-I1500
			666,4	7232,4
I1500-I1400
			617,4
I1400-I1300
			597,9	6464,6
I1300-I1200
			519,3	5638,2
I1200-I1100
			471,9	5123,8
I1100-I1000
			424,8	4612,5
I1000-I900
			377,9	4104,2
Пароперегреватель ( =1,13)				372,06	3185,18	I700-I600
			314,73	2694,78
I600-I500
			259,22	2219,68
I500-I400
			204,49	1751,75
Экономайзер ( = )				418,74	2358,56	I1000-I900
			330,33	1861,75
I1000-I900
			244,23	1377,62
Воздухоподогреватель ( = )				314,01	1438,94	I1000-I900
			206,82	948,52
I1000-I900
			102,33	469,72

Таблица 4

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПАРОВОГО КОТЛА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА.

Располагаемое тепло твердого и жидкого топлива определяется по формуле:

, ккал/кг

Величину тепла, вносимого воздухом, подогреваемым вне парового котла, , учитывают только для высокосернистых мазутов.

Величину физического тепла топлива h_тл учитывают только для жидких топлив и определяют по формуле:

, ккал/кг

Температура жидкого топлива =120 ^оС, а теплоемкость топлива рассчитывается по формуле:

, ккал/(кг*^оС)

Рассчитаем КПД парового котла брутто по методу обратного баланса:

, %

3.1.Потеря тепла с химическим недожогом =0,5 %

3.2.Потеря тепла с механическим недожогом =0 %

3.3.Потеря теплоты с уходящими газами:

%

Найдем величину энтальпии уходящих газов I_ух линейной интерполяцией по таблице 4для ϑ_ух=190⁰С при =1,27:

, ккал/кг

Величина -энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха, при t=30 ^оС, находится по формуле:

, ккал/кг

3.4.Потеря тепла от наружного охлаждения котла =1,075 %

3.5.Потеря с физическим теплом учитывается только при сжигании твердого топлива, значит =0 %

 

Найдем КПД парового котла :

 

%

 

 

Рассчитаем коэффициент сохранения тепла:

Расход топлива, подаваемого в топку:

Для расчета расход топлива, подаваемого в топку, вычислим — количество теплоты, полезно отданное в паровом котле:

Где — паропроизводительность котла, т/ч

Найдем значение энтальпии питательной воды линейной интерполяцией, при ϑ_пв=145⁰С, Р_пв=1,08*Р_б=1,08*42 =46кгс/см² :

, ккал/кг

Значение энтальпии перегретого пара :

, ккал/кг, при ϑ_пе=440⁰С, Р_пе=40 кгс/см²

Рассчитаем расход фактически сгоревшего топлива с учетом механической неполноты сгорания, но так как , то и фактический расход топлива равентеоретическому:

 

megaobuchalka.ru

Расчет потребления топлива

 Расход топлива, сжигаемого в котле, рассчитывается по следующей формуле:

Vr = (360 х N)/(QPH х η),

где

Vr – расход топлива в кг (м3, л)/ч,

N – мощность котла, кВт,

QPH – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (м3, л) (таблица 2),

η – КПД котла в %, 360 – переводной коэффициент мощности (3,6 МДж/ч = 1 кВт/ч).

Таблица 3.

Наименование	Низшая теплота сгорания, МДж/кг (ккал/кг)
Бумага	16,62 (3970)
Брикеты: из угля	< 29,30 (7000)
Брикеты: из торфа	< 17,58 (4200)
Древесина (Wp-влажность равновесная < 10 %)	< 25,12 (6000)
Древесина (Wp-влажность равновесная < 25 %)	13 (3000)
Древесина (Wp-влажность равновесная < 50 %)	8 (1800)
Древесный уголь	27,25 (6510)
Камыш (Wp-влажность равновесная прим.10 %)	1,46 (350)
Кокс нефтяной	30,18 (7210)
Лузга подсолнуха	15,43 (3685)
Лузга рисовая	13,31 (3180)
Солома	15,70 (3750)

 

Ориентировочные расчетные данные расхода топлива в котлах марки «Агуна» при его постоянном максимальном использовании представлены в таблице 4.

 

Таблица 4

		Расход топлива, кг/час
		Древесина сухая	Древесный уголь	Каменный уголь	Торфяные брекеты	Топливные брекеты
	QPH,МДж/кг	13	27,5	29,3	17,5	18
	η, %	86	86	86	86	86
Мощность котла, кВт	40	12,88	6,09	5,71	9,57	9,30
	60	19,32	9,13	8,57	14,35	13,95
	80	25,76	12,18	11,43	19,14	18,60
	100	32,20	15,22	14,29	23,92	23,26
	150	48,30	22,83	21,43	35,88	34,88
	200	64,40	30,44	28,57	47,84	46,51
	250	80,50	38,05	35,72	59,80	58,14
	300	96,60	45,67	42,86	71,76	69,77
	350	112,70	53,28	50,00	83,72	81,40
	400	128,80	60,89	57,15	95,68	93,02
	450	144,90	68,50	64,29	107,64	104,65
	500	161,00	76,11	71,43	119,60	116,28

 

aguna.kiev.ua