Бойлери - особливості підбору котлів в світовій практиці

1. Ефективність і залежність від ентальпії
2. Оцінка потужності бойлера кіловатами
3. Потужність пароутворення бойлера в кінських силах
4. Детальний відео виробництва бойлерних систем

Підбір теплового обладнання, зокрема - бойлера, дія, що вимагає всебічного підходу, включаючи відповідні розрахунки. Однак в світі вже досить давно і успішно застосовується практика підбору котлів різного типу. Причому в кожній окремій країні ця процедура нерідко супроводжується своїми особливостями. Це і зрозуміло, якщо враховувати, що в світі поки що немає єдиних величин, які доводиться застосовувати в розрахунках. Як підбирається бойлер, за якими параметрами і наскільки складними слід вважати технології розрахунку. Про це далі по тексту публікації.

вміст публікації

Зазвичай використовуються три оціночних фактора бойлерів, коли з'являється необхідність підбору теплового обладнання подібного типу:

1. Характеристика «від і до».
2. Потужність бойлера номінальна.
3. Потужність пароутворення бойлера.

Оцінка за влучним висловом «від і до» передбачає зведення бази даних виробників бойлерного обладнання. Тут все відносно просто, так як будь-яка серйозна компанія надає споживачам вичерпну інформацію на теплове обладнання.

щоб оцінити бойлер з точки зору потужності пароутворення, враховують об'ємну частку пара, отриману в кілограмах за одну годину.

Мається на увазі здатність котла генерувати пар при температурі від 100 ° C і вище, при атмосферному тиску і за умови, коли на кожен кілограм витрачається від котла не менше 2 257 кДж тепла (теоретично).

Правильний підбір теплової системи паротворення забезпечує стабільне протягом основних виробничих процесів. Розрахунок і точні обґрунтування сприяють вибору коректної моделі

Жаротрубні котли традиційно експлуатуються з температурою живильної води нижче 100 ° C. Отже, такий котел повинен забезпечувати ентальпію, значення якої призводило б до точки кипіння води.

Більшість конструкцій котлів розраховані для роботи при тисках вище атмосферного тиску. Це очевидно, так як при підвищеному тиску пар несе більше теплової енергії при тих же 100 ° C.

Ефективність і залежність від ентальпії

Однак підвищення тиску вимагає додаткової ентальпії насичення води. У міру підвищення тиску в котлі, температура насичення пари збільшується, вимагаючи ще більшою ентальпії до того моменту, як живильна вода буде доведена до температури кипіння.

Обидва цих ефекту зменшують фактичну продуктивність пара котлом при однаковій витраті палива. Графік нижче наочно показує температури живильної води, збудовані щодо відсотка характеристики «від і до» для роботи при тисках 0, 5, 10 і 15 бар.

Графік відношення значень важливих параметрів для підбору бойлера: Шкала% - оціночна характеристика за даними виробника; Шкала Т - температура живильної води; Шкала праворуч - робочі тиску

Застосування графіка покажемо на прикладі визначення необхідних значень. Припустимо, бойлер має в характеристиці «від і до» потужність пароутворення 2000 кг / год, працюючи при тиску 15 бар. Температура живильної води при цьому становить 68 ° C.

Використовуючи графік відносини парообразующей потужності і температури живильної води, отримують такі розрахункові дані:

1. Відсоток характеристики «від і до» дорівнює приблизно 90%.
2. Звідси фактичний вихід пара складе 2000 кг / год * 90%.
3. В результаті коефіцієнт випаровування котла дорівнює 1 800 кг / год.

Якщо вдатися до математичного рівняння для визначення того ж відносини, результат вийде аналогічний:

Ки = А / В - З

де: А - питома ентальпія випаровування при атмосферному тиску; В - питома ентальпія пари при робочому тиску; С - питома ентальпія води при температурі живильної води.

Оцінка потужності бойлера кіловатами

Значна частина виробників бойлерів надають оцінку потужності котла в кіловатах (кВт). Це не швидкість випаровування, а суб'єкт того ж коефіцієнта потужності з точки зору характеристики «від і до».

Щоб встановити фактичне випаровування по масі, перш необхідно обчислити точну температуру живильної води, а також значення тиску створюваного пара.

Маючи ці значення, можна встановити, скільки енергії потрібно на кожен кілограм води. Потім можна використовувати рівняння для розрахунку виходу пара:

Пв = Мв * 3600 / Ет

де: Пв - вихід пара; Мв - потужність бойлера номінальна, кВт; 3600 - кількість секунд в годині; Ет - енергія на кожен кілограм пара, кДж / кг.

Розглянемо практичний приклад обчислення необхідного значення виходу пара (Пв):

Наприклад, є бойлер номінальної потужності 3000 кВт (кДж / с), який працює при тиску 10 бар і температурі живильної води 50 ° C. Який обсяг пара здатна видати ця бойлерна машина ?

Для розрахунків потрібні значення ентальпії живильної води (при атмосферному тиску і температурі 50ºС) і значення ентальпії пари (при тиску 10 бар). Ці параметри можна знайти в спеціалізованих таблицях.

Hпв = 209,438 кДж / кг

Нп = 2781,33 кДж / кг

Бойлер повинен забезпечувати кількість енергії:

Єв = 2781,33 - 209,438 = 2571,892 кДж / кг

Відповідно, максимально можливий вихід пара складе:

ПМ = 3000 * 3600 / 2571,892 = 4199 кг / год.

Потужність пароутворення бойлера в кінських силах

Цей спосіб обчислення потужності бойлерів традиційно використовується в США, Австралії, Нової Зеландії. Бойлерна кінська сила, рівна 550 футів фунт-сила / с, не притаманне значенням і зазвичай перераховується в загальноприйнятий коефіцієнт (746 Вт = 1 к.с).

У Новій Зеландії бойлерна кінська сила є показником зони теплообміну в котлі. Одна кінська сила прирівнюється до 17 футів поверхні нагрівання, як показано в рівнянні:

BoHP = HTA * 1/17

де: BoHP - парообразующего потужність котла; HTA - площа теплообміну, ft2;

Наприклад, бойлер має площу теплопередачі 2500 квадратних футів. Якою буде парообразующего потужність цього котла?

BoHP = 2500 * 1/17 = 147

Для США і Австралії прийняте визначення котельної кінської сили - це кількість енергії, необхідне для випаровування 34,5 фунтів води при температурі 212 ° F (100 ° С).

Припустимо, є бойлер з потужністю пароутворення 500 BoHP. яким буде вихід маси пара (фунтів / ч) для цього обладнання?

500 * 34,5 = 17250

Американська практика показала: значення BoHP від ​​28 до 30 фунтів / ч є більш реалістичним максимальним безперервним показником з урахуванням тиску пара і середньої температури живильної води. Тому, якщо перерахувати в цьому діапазоні:

500 * 28 = 14000

Отже, якщо буде потрібно 17250 фунтів / год пара, тоді бойлер на 500 BoHP виявиться занадто малим в плані продуктивності. Фактично потрібно бойлер з номінальним BoHP:

BoHP = 17250 * 1/28 = 616

Для Росії подібні розрахунки не актуальні, але в якості порівняння розглянути американську практику підбору цілком логічно.

Детальний відео виробництва бойлерних систем

За матеріалами ресурсу: Pointing.spiraxsarco