ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

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:

Q = Вг • д • п • Ю-2, ккал/час 22 = О • с • - ¿2), ккал/час где Вг - расход газа, м3/час д - теплота сгорания газа, ккал/м3 П - КПД котла, %

О - расход нагреваемой воды, кг/час с - удельная теплоемкость воды, с = 1 ккал/кг • 0С ^ - температура нагретой воды на выходе из котла, 0С

/2 - температура нагреваемой воды на входе в котел, 0С

КПД котлов определен по обратному балансу по методике теплотехнических расчетов профессора М.Б. Равича.

= I00-(42 + Ъ + Ъ), % где - потери тепла с уходящими газами, %

Ъз - потери тепла с химическим недожегом, % 45 - потери тепла в окружающую среду, %.

Потери тепла с уходящими газами определены по формуле:

г - г

q2 = -- [с'+ (^ - к) ■ В ■ к] ■ 100%

^шах

где гух - температура уходящих газов, °С,

гхв - температура подаваемого в топку воздуха, °С, гтах - жаропроизводительность топлива (природного газа) с учетом влаги, °С, гтах =2010°С

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

к - отношение средней теплоемкости воздуха в интервале температур от 0 до Xух к теплоемкости неразбавленных воздухом продуктов полного сгорания в интервале температур от 0 до Хшах, к = 0,772 (для котла №1)

Н - коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания, определенный по формуле:

СО„

Н =

2 мах_

СО2 + СО + сн 4

где С02тах = 11,8% (для природного газа),

СО2, СО, СН4 - содержание в уходящих газах углекислого газа, окиси углерода и метана, % по данным замеров газоанализатором.

Потери тепла с химическим недожегом определены по формуле:

30,2 ■ СО ■ Н ■ 100 п/

q3 =-%

Р

где р - 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,

ном ^°ном о/

ч = ч ■ о— %

¿¿факт

Коэффициент избытка воздуха определен по формуле:

N2

а = 2

N2 - 3,76 ■ 02

N2 = 100 - (С02 + СО + 02)

Теплотворная способность природного газа составляет О" = 7994 ккал/м3. Таблица 1. Приборное обследование котла «С1МАС-3» №1.

Наименование Размернос ть Ед. измерени я Показате ли Примечан ия

Теплопроизводительность котла Гкал/час 1,21 Расчет

Расход газа Вг м3/час 168 По прибору учета газа

Давление газа на горелке Р, кгс/см2 0,12 По прибору

Разряжение в топке Н топ. кПа - -

По

Расход воды через котел а м3/час 80 прибору «Взлет- ПР»

Температура нагреваемой воды на входе в котел 1 2 оС 62 Замер термометр ом

Температура воды на выходе из котла 1 1 оС 77 Замер термометр ом

Перепад температур дt оС 15 Расчет

Температура воздуха, подаваемого на горение Х х.в оС 24 Замер термометр ом

Температура уходящих газов Х ух.г оС 119 Распечатка

Состав уходящих газов:

а) углекислый газ СО2 % 8,3 - » -

б) кислород О 2 % 6,2 _ » _

в) окись углерода СО ррм 0 - » _

г) оксид азота NOx ррм 77 _ » _

Коэффициент избытка воздуха а 1,38 Расчет

Потери тепла:

а) с уходящими газами q2 % 5,13 Расчет

б) от химического недожога qз % 0,00 Расчет

в) в окружающую среду q5 % 4,71 Расчет

КПД котла п % 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

«С1МАС-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 О" ^р ккал/м3 7994 8011

3 Температура уходящих газов 0С 119 99

4 Коэффициент избытка воздуха, а _ 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, д5 % 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:

1. Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» №261.

2. Требования к проведению энергетического обследования и его результатам. Утверждены приказом Минэнерго от 30 июня 2014 г. №400.

3. Методика проведения энергетических обследований предприятий и организаций. Афонин А., Коваль Н., Сторожков А. и др., Главгосэнергонадзор РФ, М., 1998 г.

4. Правила коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя. Утверждены постановлением Правительства РФ от 18 ноября 2013г. №1034.

Matveev B.A.

Chuvash State University (Cheboksary, Russia)

Alshina L.I.

Chuvash State University (Cheboksary, Russia)

INSTRUMENTAL INSPECTION OF HOT WATER BOILERS

Abstract: the article presents the results of an energy survey of hot water boilers. The heating capacity and efficiency of the boiler unit are calculated. The calculation results for the reduction of boiler efficiency during operation are presented.

Keywords: boiler house, heating networks, surveys, thermal energy, accounting of thermal

energy.