Détermination de la puissance installée de la chaufferie. La capacité thermique de la chaufferie de production et de chauffage est de

Pour fournir température confortable tout au long de l’hiver, la chaudière doit produire la quantité d’énergie thermique nécessaire pour reconstituer toutes les pertes thermiques du bâtiment/pièce. De plus, il est également nécessaire de disposer d'une petite réserve de puissance en cas de froid anormal ou d'agrandissement de la zone. Nous parlerons de la façon de calculer la puissance requise dans cet article.

Pour déterminer les performances équipement de chauffage Tout d’abord, vous devez déterminer les pertes de chaleur du bâtiment/de la pièce. Ce calcul est dit thermotechnique. Il s’agit de l’un des calculs les plus complexes de l’industrie car de nombreux éléments doivent être pris en compte.

Bien entendu, l’ampleur des pertes de chaleur est influencée par les matériaux utilisés dans la construction de la maison. Par conséquent, les matériaux de construction à partir desquels sont constitués les fondations, les murs, le sol, le plafond, les planchers, le grenier, le toit, les ouvertures de fenêtres et de portes sont pris en compte. Le type de câblage du système et la présence de planchers chauffants sont pris en compte. Dans certains cas, ils considèrent même la présence appareils électroménagers, qui génère de la chaleur pendant le fonctionnement. Mais une telle précision n’est pas toujours requise. Il existe des méthodes qui permettent d'estimer rapidement les performances requises d'une chaudière de chauffage sans plonger dans la jungle du chauffage.

Calcul de la puissance de la chaudière de chauffage par zone

Pour une estimation approximative des performances requises unité thermique superficie suffisante des locaux. Dans le très version simplifiée Pour zone médiane En Russie, on estime qu'1 kW de puissance peut chauffer 10 m 2 de surface. Si vous possédez une maison d'une superficie de 160 m2, la puissance de la chaudière pour la chauffer est de 16 kW.

Ces calculs sont approximatifs, car ni la hauteur sous plafond ni le climat ne sont pris en compte. À cette fin, il existe des coefficients calculés expérimentalement, à l'aide desquels les ajustements appropriés sont effectués.

La norme spécifiée est de 1 kW pour 10 m2, adaptée aux plafonds de 2,5 à 2,7 m. Si vous avez des plafonds plus élevés dans la pièce, vous devez calculer les coefficients et recalculer. Pour cela, divisez la hauteur de votre local par la norme 2,7 m et obtenez un facteur de correction.

Calculer la puissance d'une chaudière de chauffage par zone est le moyen le plus simple

Par exemple, la hauteur sous plafond est de 3,2 m. On calcule le coefficient : 3,2m/2,7m=1,18, on arrondit à l'unité supérieure, on obtient 1,2. Il s'avère que pour chauffer une pièce de 160 m 2 avec une hauteur sous plafond de 3,2 m, une chaudière de chauffage d'une capacité de 16 kW * 1,2 = 19,2 kW est nécessaire. Ils arrondissent généralement, donc 20 kW.

Pour prendre en compte les caractéristiques climatiques, il existe des coefficients prêts à l'emploi. Pour la Russie, ce sont :

1,5-2,0 pour les régions du nord ;
1,2-1,5 pour les régions de la région de Moscou ;
1,0-1,2 pour la bande médiane ;
0,7-0,9 pour les régions du sud.

Si la maison est située dans la zone médiane, juste au sud de Moscou, un coefficient de 1,2 est utilisé (20 kW * 1,2 = 24 kW), si dans le sud de la Russie en Région de Krasnodar, par exemple, le coefficient est de 0,8, c'est-à-dire qu'il faut moins de puissance (20 kW * 0,8 = 16 kW).

Calcul du chauffage et sélection de la chaudière - étape importante. Trouvez la puissance de manière incorrecte et vous pouvez obtenir le résultat suivant...

Ce sont les principaux facteurs à prendre en compte. Mais les valeurs trouvées sont valables si la chaudière fonctionne uniquement pour le chauffage. Si vous devez également chauffer de l'eau, vous devez ajouter 20 à 25 % du chiffre calculé. Ensuite, vous devez ajouter une « marge » pour le pic températures hivernales. Cela représente encore 10 %. Au total nous obtenons :

Pour chauffer une maison et de l'eau chaude dans la zone médiane 24 kW + 20 % = 28,8 kW. La réserve pour le froid est alors de 28,8 kW + 10 % = 31,68 kW. Nous arrondissons et obtenons 32 kW. Si l’on compare avec le chiffre initial de 16 kW, la différence est double.
Maison dans la région de Krasnodar. On ajoute de la puissance pour chauffer l'eau chaude : 16 kW + 20 % = 19,2 kW. Désormais, la « réserve » pour le froid est de 19,2+10 %=21,12 kW. Arrondir : 22 kW. La différence n’est pas si frappante, mais elle reste néanmoins assez significative.

D'après les exemples, il ressort clairement qu'au moins ces valeurs doivent être prises en compte. Mais il est évident que lors du calcul de la puissance de la chaudière pour une maison et un appartement, il devrait y avoir une différence. Vous pouvez procéder de la même manière et utiliser des coefficients pour chaque facteur. Mais il existe un moyen plus simple qui vous permet d’effectuer des corrections en une seule fois.

Lors du calcul d'une chaudière de chauffage pour une maison, un coefficient de 1,5 est utilisé. Il prend en compte la présence de pertes de chaleur par le toit, le sol et les fondations. Valable pour un degré d'isolation des murs moyen (normal) - maçonnerie avec deux briques ou matériaux de construction présentant des caractéristiques similaires.

Pour les appartements, différents coefficients s'appliquent. S'il y a une pièce chauffée au dessus (un autre appartement), le coefficient est de 0,7, s'il y a un grenier chauffé - 0,9, si grenier non chauffé— 1,0. Il faut multiplier la puissance de la chaudière trouvée selon la méthode décrite ci-dessus par l'un de ces coefficients et obtenir une valeur assez fiable.

Pour démontrer l'avancement des calculs, calculons la puissance chaudière à gaz chauffage pour un appartement de 65 m2 avec 3 m de plafond, situé en Russie centrale.

Nous déterminons la puissance nécessaire par surface : 65m 2 /10m 2 = 6,5 kW.
Nous effectuons un ajustement pour la région : 6,5 kW * 1,2 = 7,8 kW.
La chaudière va chauffer l'eau, on ajoute donc 25% (on l'aime chaud) 7,8 kW * 1,25 = 9,75 kW.
Ajoutez 10 % pour le froid : 7,95 kW * 1,1 = 10,725 kW.

Maintenant, nous arrondissons le résultat et obtenons : 11KW.

Cet algorithme est valable pour sélectionner des chaudières de chauffage utilisant tout type de combustible. Calcul de puissance chaudière électrique le chauffage ne sera pas différent du calcul d'une chaudière à combustible solide, à gaz ou à combustible liquide. L'essentiel est la productivité et l'efficacité de la chaudière, et les pertes de chaleur ne changent pas selon le type de chaudière. Toute la question est de savoir comment dépenser moins d’énergie. Et c'est le domaine de l'isolation.

Puissance de chaudière pour appartements

Lors du calcul des équipements de chauffage des appartements, vous pouvez utiliser les normes SNiP. L'utilisation de ces normes est également appelée calcul de la puissance de la chaudière en volume. SNiP définit la quantité de chaleur requise pour en chauffer un mètre cube air dans les bâtiments typiques :

pour chauffer 1m 3 v maison à panneaux 41 W requis ;
V maison en brique par m 3 il y a 34W.

Connaissant la superficie de l'appartement et la hauteur des plafonds, vous connaîtrez le volume, puis, en multipliant par la norme, vous connaîtrez la puissance de la chaudière.

Par exemple, calculons la puissance de chaudière requise pour des locaux situés dans une maison en brique d'une superficie de 74 m2 avec des plafonds de 2,7 m.

On calcule le volume : 74m2 *2,7m=199,8m3
Nous calculons selon la norme la quantité de chaleur nécessaire : 199,8*34W=6793W. On arrondit et convertit en kilowatts, on obtient 7 kW. Ce sera la puissance requise que l’unité thermique devra produire.

Il est facile de calculer la puissance pour la même pièce, mais dans une maison à panneaux : 199,8*41W=8191W. En principe, en chauffage, ils sont toujours arrondis, mais vous pouvez prendre en compte le vitrage de vos fenêtres. Si les fenêtres sont équipées de double vitrage à économie d'énergie, vous pouvez arrondir à l'inférieur. Nous pensons que les fenêtres à double vitrage sont bonnes et obtiennent 8 kW.

Le choix de la puissance de la chaudière dépend du type de bâtiment - les bâtiments en brique nécessitent moins de chaleur pour chauffer que ceux en panneaux

Ensuite, comme dans le calcul d'une maison, il faut tenir compte de la région et de la nécessité de préparer de l'eau chaude. Les corrections pour temps froid anormal sont également pertinentes. Mais dans les appartements, l'emplacement des pièces et le nombre d'étages jouent un rôle important. Les murs donnant sur la rue doivent être pris en compte :

Un mur extérieur — 1,1
Deux - 1.2
Trois - 1.3

Après avoir pris en compte tous les coefficients, vous en aurez assez valeur exacte, sur lequel vous pouvez compter lors du choix d'un équipement de chauffage. Si vous souhaitez obtenir un calcul thermique précis, vous devez le commander auprès d'un organisme spécialisé.

Il existe une autre méthode : déterminer les pertes réelles à l'aide d'une caméra thermique - appareil moderne, qui montrera également les endroits par lesquels la chaleur s'échappe plus intensément. Dans le même temps, vous pouvez éliminer ces problèmes et améliorer l’isolation thermique. Et la troisième option consiste à utiliser un programme de calcul qui calculera tout pour vous. Il vous suffit de sélectionner et/ou de saisir les données requises. A la sortie, vous recevrez la puissance calculée de la chaudière. Certes, il y a ici un certain risque : on ne sait pas exactement dans quelle mesure les algorithmes qui sont à la base d'un tel programme sont corrects. Il faut donc encore le calculer au moins approximativement pour comparer les résultats.

Nous espérons que vous avez maintenant une idée sur la façon de calculer la puissance de la chaudière. Et vous ne vous trompez pas sur ce dont il s’agit et non sur un combustible solide, ou vice versa.

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Cette chaufferie est conçue pour fournir de la chaleur aux systèmes de chauffage, de ventilation, d'alimentation en eau chaude et de chaleur industrielle. Selon le type de vecteur énergétique et le schéma de sa fourniture au consommateur, le HRSG est classé comme alimentation en vapeur avec retour de condensats et eau chaude Par schéma fermé apport de chaleur.

Puissance thermique KU est déterminé par la somme de la consommation horaire de chaleur pour le chauffage et la ventilation en mode hiver maximum, la consommation horaire maximale de chaleur à des fins technologiques et la consommation horaire maximale de chaleur pour l'alimentation en eau chaude (à systèmes fermés réseaux de chaleur).

Puissance de travail de l'unité - puissance totale faire fonctionner les chaudières à charge réelle pendant une période de temps donnée. La puissance de fonctionnement est déterminée sur la base de la somme de la charge thermique des consommateurs et de l'énergie thermique utilisée dans le propres besoins chaufferie Les calculs prennent également en compte les déperditions thermiques dans le cycle vapeur-eau de la chaufferie et des réseaux de chaleur.

Détermination de la productivité maximale de l'installation de chaudière et du nombre de chaudières installées

Q ku U = Q ov +Q eau chaude +Q tex +Q ch +DQ, W (1)

où Q ov, Q eau chaude, Qtech sont la consommation de chaleur, respectivement, pour le chauffage et la ventilation, l'alimentation en eau chaude et pour les besoins technologiques, W (comme spécifié) ; Qch - consommation de chaleur pour les besoins propres de la chaufferie, W ; DQ - pertes dans le cycle de l'installation de la chaudière et dans les réseaux de chaleur (acceptées à hauteur de 3% de la puissance thermique totale de l'unité de traitement thermique).

Qgv = 1,5 MW ;

Q eau chaude = 4,17*(55-15)/(55-5)= 3,34 MW

La consommation de chaleur pour les besoins technologiques est déterminée par la formule :

Qtex = Дtex (h VAPEUR -h HT), MW (2)

où D tech = 10 t/h = 2,77 kg/s - consommation de vapeur pour la technologie (comme spécifié) ; h sieste = 2,789 MJ/kg -enthalpie vapeur saturéeà une pression de 1,4 MPa ; h XB = 20,93 kJ/kg = 0,021 MJ/kg - enthalpie de l'eau froide (source).

Qtex = 2,77 (2,789 - 0,021) = 7,68 MW

La puissance thermique consommée par la HRSG pour ses propres besoins dépend de son type et de son type de combustible, ainsi que du type de système d'alimentation en chaleur. Il est dépensé pour chauffer l'eau avant de l'installer nettoyage chimique, désaération de l'eau, chauffage du fioul, soufflage et nettoyage des surfaces chauffantes, etc. Nous acceptons dans la limite de 10 à 15 % de la consommation totale de chaleur externe pour le chauffage, la ventilation, l'approvisionnement en eau chaude et les besoins technologiques.

Q cn = 0,15*(4,17+3,34+7,68)= 2,27 MW

QD = 0,03*15,19 = 0,45 MW

Q ku U = 4,17+3,34+7,68+2,27 +0,45 =18 W

Alors la puissance thermique du récupérateur de chaleur pour trois modes de fonctionnement de la chaufferie sera :

1) hiver maximum :

Q cu m.z = 1,13(Q OV + Q eau chaude + Q tex) ;MW (3)

Q ku m.z = 1,13(4,17+3,34 +7,68) = 17,165 MW

2) le mois le plus froid :

Q cu n.h.m = Q cu m.z *(18-t faible)/(18-t mais) ,MW (4)

Q ku n.h.m =17,165*(18+17)/(18+31)=11,78 MW

où mais = -31°C - température de conception pour le chauffage - la période de cinq jours la plus froide (Kob = 0,92) ; t nv = - 17°С - température de conception pour la conception de la ventilation - in période froide années (paramètres A).

Sélection du nombre de vaisseaux spatiaux.

Le nombre d'engins spatiaux pour la période hivernale maximale peut être préalablement déterminé par la formule :

On le trouve grâce à la formule :

Q ka=2,7 (2,789-0,4187)+0,01 5 2,7 (0,826-0,4187)=6,6 MW

vaisseau spatial le plus proche DKVR-6.5-13

Lors de la prise de décision finale sur le nombre d'engins spatiaux, les conditions suivantes doivent être remplies :

1) le nombre d'engins spatiaux doit être d'au moins 2
2) en cas de panne d'une des chaudières, celles restant en fonctionnement doivent fournir la puissance thermique du mois le plus froid
3) il est nécessaire de prévoir la possibilité de réparer l'engin spatial en période estivale(au moins une chaudière)

Quantité d'engins spatiaux pour la période la plus froide : Q cu n.h.m / Q ka=11,78/6,6=1,78=2 KA

Nombre d'engins spatiaux pour la période estivale : 1,13 (Q eau chaude + Qtex)/ Q ka=1,13(3,34+7,68)=1,88=2 KA.

Les chaufferies modulaires en blocs sont des chaudières mobiles conçues pour fournir de la chaleur et eau chaude objets à usage résidentiel et industriel. Tous les équipements sont placés en un ou plusieurs blocs, qui sont ensuite assemblés entre eux, résistants aux incendies et aux changements de température. Avant de choisir ce type d’approvisionnement énergétique, il est nécessaire de bien calculer la puissance de la chaufferie.

Les chaufferies modulaires en blocs sont divisées selon le type de combustible utilisé et peuvent être à combustible solide, à gaz, à combustible liquide et combiné.

Pour séjour confortableà la maison, au bureau ou au travail pendant la saison froide, vous devez prendre soin du bon et système fiable chauffage d'un bâtiment ou d'une pièce. Pour calcul correct Pour déterminer la puissance thermique d'une chaufferie, vous devez faire attention à plusieurs facteurs et paramètres du bâtiment.

Les bâtiments sont conçus de manière à minimiser les pertes de chaleur. Mais compte tenu de l'usure opportune ou des violations technologiques au cours du processus de construction, le bâtiment peut présenter des points vulnérables par lesquels la chaleur s'échappera. Pour prendre en compte ce paramètre dans calcul général puissance d'une chaufferie modulaire en blocs, vous devez soit vous débarrasser des pertes de chaleur, soit les inclure dans le calcul.

Pour éliminer les pertes de chaleur, vous devez mener une étude spéciale, par exemple à l'aide d'une caméra thermique. Il montrera tous les endroits par lesquels la chaleur s'échappe et ceux qui nécessitent une isolation ou une étanchéité. S'il a été décidé de ne pas éliminer les pertes de chaleur, lors du calcul de la puissance d'une chaufferie modulaire en bloc, vous devez ajouter 10 pour cent à la puissance résultante pour couvrir les pertes de chaleur. De plus, lors du calcul, il est nécessaire de prendre en compte le degré d'isolation du bâtiment ainsi que le nombre et la taille des fenêtres et des grands portails. S'il y a de grandes portes pour l'entrée des camions, par exemple, environ 30 % de la puissance est ajoutée pour couvrir les pertes de chaleur.

Calcul par zone

Le plus d'une manière simple Connaître la consommation de chaleur nécessaire en calculant la puissance de la chaufferie en fonction de la superficie du bâtiment. Au fil des années, les experts ont déjà calculé des constantes standard pour certains paramètres de transfert de chaleur intérieure. Ainsi, en moyenne, pour chauffer 10 mètres carrés de surface, vous devez dépenser 1 kW d'énergie thermique. Ces chiffres seront pertinents pour les bâtiments construits dans le respect des technologies de perte de chaleur et avec une hauteur de plafond ne dépassant pas 2,7 m. superficie totale les bâtiments peuvent être obtenus puissance requise chaufferie

Calcul en volume

Le calcul de la puissance de la chaufferie en fonction du volume du bâtiment est considéré comme plus précis que la méthode précédente de calcul de la puissance. Ici, vous pouvez immédiatement prendre en compte la hauteur des plafonds. Selon les SNiP, pour chauffer 1 mètre cube dans bâtiment en brique il faut dépenser en moyenne 34 watts. Dans notre entreprise, nous utilisons diverses formules calculer la puissance thermique requise, en tenant compte du degré d'isolation du bâtiment et de son emplacement, ainsi que de la température requise à l'intérieur du bâtiment.

De quoi d'autre faut-il tenir compte lors du calcul ?

Pour paiement intégral la capacité d'une chaufferie modèle en bloc devra prendre en compte plusieurs autres facteurs importants. L'un d'eux est l'approvisionnement en eau chaude. Pour le calculer, il faut prendre en compte la quantité d'eau qui sera consommée quotidiennement par tous les membres de la famille ou de la production. Ainsi, connaissant la quantité d'eau consommée, la température requise et en tenant compte de la période de l'année, vous pouvez calculer puissance correcte chaufferie Fondamentalement, il est d'usage d'ajouter environ 20 % au chiffre obtenu pour chauffer l'eau.

Très paramètre important est le placement d'un objet chauffé. Pour utiliser des données géographiques dans les calculs, vous devez vous référer aux SNiP, dans lesquels vous pouvez trouver une carte des températures moyennes pour l'été et périodes hivernales. En fonction du placement, le coefficient approprié doit être appliqué. Par exemple, pour la Russie centrale, le chiffre pertinent est 1. Mais la partie nord du pays a déjà un coefficient de 1,5-2. Ainsi, après avoir reçu un certain chiffre au cours d'études antérieures, vous devez multiplier la puissance résultante par un coefficient, ce qui permettra de connaître la puissance finale pour la région actuelle.

Désormais, avant de calculer la puissance de la chaufferie d'une maison particulière, vous devez collecter autant de données que possible. Il y a une maison dans la région de Syktyvkar, construite en brique, utilisant la technologie et toutes les mesures pour éviter les pertes de chaleur, d'une superficie de 100 mètres carrés. m. et une hauteur sous plafond de 3 m Ainsi, le volume total du bâtiment sera de 300 mètres par cube. La maison étant en brique, il faut multiplier ce chiffre par 34 W. Cela s'avère être 10,2 kW.

Compte tenu de la région nord, des vents fréquents et été court, la puissance résultante doit être multipliée par 2. Il s'avère maintenant qu'il faut dépenser 20,4 kW pour vivre ou travailler confortablement. Il faut tenir compte du fait qu'une partie de l'énergie sera utilisée pour chauffer l'eau, et celle-ci est d'au moins 20 %. Mais pour une réserve il vaut mieux prendre 25% et multiplier par la puissance actuelle requise. Le résultat est un chiffre de 25,5. Mais pour un fonctionnement fiable et stable de l'installation de la chaudière, vous devez toujours prévoir une réserve de 10 pour cent afin qu'elle n'ait pas à fonctionner en mode constant pour cause d'usure. Le total est de 28 kW.

De cette manière simple, la puissance nécessaire au chauffage et au chauffage de l'eau a été obtenue et vous pouvez désormais choisir en toute sécurité des chaufferies modulaires en blocs, dont la puissance correspond au chiffre obtenu dans les calculs.

Le schéma de raccordement dépend du type de chaudières installées dans la chaufferie. ^ Les options suivantes sont possibles :

Chaudières à vapeur et à eau chaude ;

Chaudières à vapeur, pour le chauffage de l'eau et pour le chauffage de l'eau à vapeur ;

Chaudières pour le chauffage de l'eau et de l'eau à vapeur ;

Chaudières à vapeur et à vapeur d'eau.

Les schémas de raccordement des chaudières à vapeur et à eau chaude qui font partie de la chaufferie à vapeur et à eau sont similaires aux schémas précédents (voir Fig. 2.1 - 2.4).

Les schémas de raccordement des chaudières à vapeur et à eau dépendent de leur conception. Il y a 2 options :

je. Raccordement d'une chaudière de chauffage vapeur-eau avec chauffage de l'eau du réseau à l'intérieur du tambour de la chaudière (voir Fig. 2.5)

^ 1 – chaudière à vapeur et à eau ; 2 –ROU; 3 – conduite d'alimentation en vapeur ; 4 – canalisation de condensats ; 5 – dégazeur ; 6 – pompe d'alimentation; 7 – le HVO ; 8 Et 9 – PLTS et OLTS; 10 – pompe réseau; 11 – chauffe-eau intégré au tambour de la chaudière ; 12 – régulateur de température de l'eau dans PLTS ; 13 – régulateur d'appoint (régulateur de pression d'eau dans l'OLTS) ; 14 – pompe de maquillage.

^ Figure 2.5 – Schéma de raccordement d'une chaudière à vapeur-eau avec chauffage de l'eau du réseau à l'intérieur du tambour de la chaudière

Le chauffe-eau de chauffage intégré au tambour de la chaudière est un échangeur de chaleur à mélange (voir Fig. 2.6).

L'eau du réseau pénètre dans le ballon de la chaudière par le caisson de tranquillisation dans la cavité du caisson de distribution qui présente un fond perforé en gradins (guide et feuilles à bulles). La perforation fournit un jet d'eau vers le mélange vapeur-eau provenant des surfaces de chauffage par évaporation de la chaudière, ce qui conduit au chauffage de l'eau.

^ 1 – corps de tambour de chaudière ; 2 – l'eau de l'OLTS ; 3 Et 4 – le verrouillage et clapets anti-retour; 5 – collectionneur ; 6 – coffret apaisant ; 7 – boîte de distribution à fond perforé étagé ; 8 – fiche guide ; 9 – feuille à bulles ; 10 – mélange vapeur-eau provenant des surfaces chauffantes par évaporation de la chaudière ; 11 – retour de l'eau vers les surfaces chauffantes par évaporation ; 12 – sortie de vapeur saturée vers le surchauffeur ; 13 – dispositif de séparation, par exemple tôle perforée au plafond 14 – une tranchée pour collecter l'eau du réseau ; 15 – l’approvisionnement en eau du PLTS ;.

^ Figure 2.6 – Chauffe-eau réseau intégré au tambour de la chaudière

La capacité calorifique de la chaudière Qk se compose de deux composantes (chaleur de l'eau chauffée du réseau et chaleur de la vapeur) :

Q К = M C (i 2 – i 1) + D П (i П – i ПВ), (2.1)

Où M C – débit massique eau du réseau chauffée ;

I 1 et i 2 – enthalpies de l'eau avant et après chauffage ;

D P – débit de vapeur de la chaudière ;

I P – enthalpie de la vapeur ;

Après transformation (2.1) :

. (2.2)

De l'équation (2.2) il résulte que la consommation d'eau chauffée M C et le débit de vapeur de la chaudière D P sont interdépendants : à Q K = const, avec une augmentation du débit de vapeur, la consommation d'eau du réseau diminue, et avec une diminution de la vapeur production, la consommation d’eau du réseau augmente.

Le rapport entre la consommation de vapeur et la quantité d'eau chauffée peut être différent, mais la consommation de vapeur doit être d'au moins 2 % de la masse totale de vapeur et d'eau pour permettre à l'air et aux autres phases non condensables de s'échapper de la chaudière.

II. Raccordements à une chaudière vapeur-eau avec chauffage de l'eau du réseau dans les surfaces chauffantes intégrées au conduit de la chaudière (voir Fig. 2.7)

Figure 2.7 – Schéma de raccordement d'une chaudière de chauffage vapeur-eau chauffée

eau du réseau dans les surfaces de chauffe intégrées au conduit de la chaudière

Dans la figure 2.7 : 11* - chauffe-eau du réseau, réalisé sous la forme d'un échangeur de chaleur surfacique intégré au conduit de fumée de la chaudière ; les symboles restants sont les mêmes que sur la figure 2.5.

Les surfaces de chauffe du réchauffeur réseau sont situées dans le conduit de la chaudière, à côté de l'économiseur, sous la forme d'une section supplémentaire. En été, quand il n'y a pas charge de chauffage, le réchauffeur de réseau intégré sert de section économiseur.

^ 2.3 Structure technologique, puissance thermique et indicateurs techniques et économiques de la chaufferie

2.3.1 Structure technologique de la chaufferie

Les équipements de chaufferie sont généralement divisés en 6 groupes technologiques (4 principaux et 2 supplémentaires).

^ Aux principaux les groupes technologiques comprennent les équipements :

1) pour préparer le combustible avant la combustion dans la chaudière ;

2) pour la préparation de l'eau d'alimentation des chaudières et de l'eau d'appoint du réseau ;

3) pour la production de liquide de refroidissement (vapeur ou eau chauffée), c'est-à-dire chaudière-

Ghats et leurs équipements auxiliaires ;

4) préparer le liquide de refroidissement au transport dans le réseau de chaleur.

^ Parmi les supplémentaires les groupes comprennent :

1) équipement électrique de la chaufferie ;

2) systèmes d'instrumentation et d'automatisation.

Dans les chaufferies à vapeur, selon le mode de raccordement des chaudières aux unités de traitement thermique, par exemple aux réchauffeurs du réseau, on distingue les structures technologiques suivantes :

1. Centralisé, dans lequel la vapeur de toutes les chaudières est dirigée

Vers la ligne vapeur centrale de la chaufferie, puis distribuée vers les unités de traitement thermique.

2. En coupe, à laquelle chaque unité de chaudière fonctionne à un rythme complètement défini

Une unité de traitement thermique divisée avec la possibilité de commuter la vapeur vers des unités de traitement thermique adjacentes (situées à proximité). Équipements connectés par la possibilité de changer de forme partie chaufferie.

3. Structure de bloc, à laquelle chaque unité de chaudière fonctionne à un certain

Installation de traitement thermique divisée sans capacités de commutation.

^ 2.3.2 Puissance thermique de la chaufferie

Puissance thermique de la chaufferie représente la capacité calorifique totale de la chaufferie pour tous les types de fluides caloporteurs fournis par la chaufferie via réseau de chaleur consommateurs externes.

Il existe des capacités thermiques installées, en fonctionnement et de réserve.

^ Puissance thermique installée – la somme des puissances thermiques de toutes les chaudières installées dans la chaufferie lorsqu'elles fonctionnent en mode nominal (passeport).

Puissance thermique de fonctionnement – puissance thermique de la chaufferie lorsqu'elle fonctionne avec la charge thermique réelle à un instant donné.

DANS réserve de puissance thermique faire la distinction entre la puissance thermique de réserve explicite et latente.

^ Puissance thermique de réserve explicite – la somme des puissances thermiques des chaudières installées dans la chaufferie et à froid.

Puissance thermique de réserve latente– la différence entre la puissance thermique installée et celle en fonctionnement.

^ 2.3.3 Indicateurs techniques et économiques de la chaufferie

Les indicateurs techniques et économiques de la chaufferie sont répartis en 3 groupes : énergétique, économique Et opérationnel (travailleurs), qui visent ainsi à évaluer le niveau technique, l'efficacité et la qualité de fonctionnement de la chaufferie.

^ Indicateurs énergétiques de la chaufferie inclure:

. (2.3)

La quantité de chaleur générée par la chaudière est déterminée par :

Pour les chaudières à vapeur :

Où D P est la quantité de vapeur produite dans la chaudière ;

I P – enthalpie de la vapeur ;

I PV – enthalpie de l'eau d'alimentation ;

D PR – quantité d'eau de purge ;

I PR – enthalpie de soufflage d'eau.

^ Pour les chaudières à eau chaude :

, (2.5)

Où M C est le débit massique d'eau du réseau traversant la chaudière ;

I 1 et i 2 sont les enthalpies de l'eau avant et après chauffage dans la chaudière.

La quantité de chaleur obtenue lors de la combustion du carburant est déterminée par le produit :

, (2.6)

Où BK est la consommation de combustible dans la chaudière.

Part de la consommation de chaleur pour les besoins propres de la chaufferie(rapport entre la consommation absolue de chaleur pour les besoins propres et la quantité de chaleur générée dans la chaudière) :

, (2.7)

Où Q CH est la consommation thermique absolue pour les besoins propres de la chaufferie, qui dépend des caractéristiques de la chaufferie et comprend la consommation thermique pour la préparation de l'alimentation de la chaudière et de l'eau d'appoint du réseau, le chauffage et la pulvérisation du fioul, le chauffage du chaufferie, alimentation en eau chaude de la chaufferie, etc.

Les formules de calcul des postes de consommation de chaleur pour leurs propres besoins sont données dans la littérature

Efficacité filet de chaudière, qui, contrairement à l'efficacité brut de la chaufferie, ne prend pas en compte la consommation de chaleur pour les besoins propres de la chaufferie :

, (2.8)

Où
- génération de chaleur dans la chaudière sans tenir compte de la consommation de chaleur pour ses propres besoins.

Prise en compte (2.7)

Efficacité flux de chaleur, qui prend en compte les pertes de chaleur lors du transport des fluides caloporteurs à l'intérieur de la chaufferie dues au transfert de chaleur vers environnementà travers les parois des canalisations et fuites de liquide de refroidissement : η t n = 0,98÷0,99.
^ Efficacité éléments individuels schéma thermique de la chaufferie :

efficacité unité de réduction-refroidissement – rangée η ;

Efficacité désaérateur d'eau d'appoint – η DPV ;

Efficacité réchauffeurs de réseau – η sp.

6. Efficacité chaufferie– produit d’efficacité tous les éléments, unités et installations qui forment diagramme thermique chaufferie, par exemple :

^ Efficacité chaufferie à vapeur qui fournit de la vapeur au consommateur :

. (2.10)

Efficacité d'une chaufferie à vapeur fournissant de l'eau du réseau chauffée au consommateur :

Efficacité chaufferie eau chaude :

. (2.12)

Consommation spécifique carburant standard pour la production d'énergie thermique- masse de combustible équivalent dépensée pour générer 1 Gcal ou 1 GJ d'énergie thermique fournie aux consommateurs externes :

, (2.13)

Où B chat– consommation de combustible équivalent dans la chaufferie ;

Q otp– la quantité de chaleur fournie par la chaufferie au consommateur externe.

La consommation de combustible équivalent dans la chaufferie est déterminée par les expressions :

,
; (2.14)

,
, (2.15)

Où 7 000 et 29 330 sont la chaleur de combustion du carburant standard en kcal/kg de carburant standard. Et

KJ/kg poids standard

Après avoir remplacé (2.14) ou (2.15) dans (2.13) :

, ; (2.16)

. . (2.17)

Efficacité chaufferie
et consommation spécifique de carburant standard
sont les indicateurs énergétiques les plus importants de la chaufferie et dépendent du type de chaudières installées, du type de combustible brûlé, de la puissance de la chaufferie, du type et des paramètres des liquides de refroidissement fournis.

Dépendance des chaudières utilisées dans les systèmes d'alimentation en chaleur vis-à-vis du type de combustible brûlé :

^ Indicateurs économiques de la chaufferie inclure:

Coûts d'investissement(investissements en capital) K, qui représentent la somme des coûts associés à la construction d'un nouveau ou à la reconstruction

chaufferie existante.

Les coûts d'investissement dépendent de la capacité de la chaufferie, du type de chaudières installées, du type de combustible brûlé, du type de liquide de refroidissement fourni et d'un certain nombre de conditions spécifiques (distance des sources de combustible, de l'eau, des autoroutes, etc.).

^ Structure approximative des coûts d'investissement :

Travaux de construction et d'installation – (53÷63)% K ;

Coûts d'équipement – (24÷34)% K ;

Autres coûts – (13÷15)% K.

Coûts d'investissement spécifiques k UD (coûts d'investissement par unité de puissance thermique de la chaufferie Q KOT) :

. (2.18)

Les coûts d'investissement spécifiques nous permettent de déterminer les coûts d'investissement attendus pour la construction d'une chaufferie de nouvelle conception
par analogie :

, (2.19)

Où - les coûts d'investissement spécifiques pour la construction d'une chaufferie similaire ;

- la puissance thermique de la chaufferie conçue.

^ Coûts annuels liés à la production d’énergie thermique comprennent :

les coûts du carburant, de l'électricité, de l'eau et des matériaux auxiliaires ;

Salaire et retenues connexes ;

Charges d'amortissement, c'est-à-dire transférer le coût des équipements au fur et à mesure de leur usure au coût de l'énergie thermique produite ;

Réparations en cours ;

Frais généraux de chaudière.

. (2.20)

Coûts présentés, qui représentent la somme des coûts annuels associés à la production d'énergie thermique et de la part des coûts d'investissement déterminée par le coefficient standard d'efficacité des investissements E n :

. (2.21)

L'inverse de E n donne la période de récupération des coûts d'investissement. Par exemple, avec E n =0,12
période de récupération
(années).

Indicateurs de performance, indiquer la qualité de fonctionnement de la chaufferie et comprendre notamment :

. (2.22)

. (2.23)

. (2.24)

Ou en prenant en compte (2.22) et (2.23) :

. (2.25)

^ 3 APPROVISIONNEMENT EN CHALEUR PROVENANT DE Centrales de Cogénération

3.1 Le principe de génération combinée d’énergie thermique et énergie électrique

L'approvisionnement en chaleur des centrales thermiques est appelé chauffage urbain – approvisionnement en chaleur centralisé basé sur la production combinée (conjointe) d'énergie thermique et électrique.

Une alternative au chauffage urbain est la production séparée d'énergie thermique et électrique, c'est-à-dire lorsque l'électricité est produite dans des centrales thermiques à condensation (CHP), et énergie thermique- dans les chaufferies.

L'efficacité énergétique du chauffage urbain réside dans le fait que la chaleur de la vapeur rejetée dans la turbine est utilisée pour générer de l'énergie thermique, ce qui élimine :

Perte de chaleur résiduelle de vapeur après la turbine ;

Combustion de combustible dans les chaufferies pour produire de l'énergie thermique.

Considérons la production séparée et combinée d'énergie thermique et électrique (voir Fig. 3.1).

1 – générateur de vapeur ; 2 – turbine à vapeur ; 3 – générateur électrique ; 4 – condensateur turbine à vapeur; 4* - chauffe-eau réseau ; 5 – pompe; 6 – PLTS ; 7 – OLTS ; 8 – pompe réseau.

Figure 3.1 – Production séparée (a) et combinée (b) d’énergie thermique et électrique

D Pour permettre d'utiliser la chaleur résiduelle de la vapeur évacuée dans la turbine pour les besoins d'apport de chaleur, elle est évacuée de la turbine avec un peu plus paramètres élevés que dans un condenseur, et à la place d'un condenseur vous pouvez installer un réchauffeur réseau (4*). Comparons les cycles d'IES et de CHP à

TS - un diagramme dans lequel l'aire sous la courbe indique la quantité de chaleur fournie ou évacuée par cycles (voir Fig. 3.2)

Figure 3.2 – Comparaison des cycles IES et CHP

Légende de la figure 3.2 :

1-2-3-4 Et 1*-2-3-4 – l'apport de chaleur dans les cycles des centrales électriques ;

1-2, 1*-2 – chauffer l'eau jusqu'à la température d'ébullition dans l'économiseur de la chaudière ;

^ 2-3 – l'évaporation de l'eau dans les surfaces chauffantes par évaporation ;

3-4 – surchauffe de la vapeur dans le surchauffeur ;

4-5 Et 4-5* - détente de la vapeur dans les turbines ;

5-1 – condensation de vapeur dans le condenseur ;

5*-1* - condensation de vapeur dans le réchauffeur du réseau ;

q e À– la quantité de chaleur équivalente à l'électricité produite dans le cycle IES ;

q e T– la quantité de chaleur équivalente à l'électricité produite dans le cycle de cogénération ;

q À– la chaleur de la vapeur évacuée à travers le condenseur vers l'environnement ;

q T– chaleur de la vapeur utilisée pour fournir de la chaleur à l'eau du réseau de chauffage.

ET
D'une comparaison des cycles, il s'ensuit que dans le cycle de chauffage, contrairement au cycle de condensation, il n'y a théoriquement aucune perte de chaleur de vapeur : une partie de la chaleur est dépensée pour produire de l'électricité, et la chaleur restante est utilisée pour l'approvisionnement en chaleur. Dans le même temps, la consommation de chaleur spécifique pour la production d'électricité diminue, ce qui peut être illustré par le cycle de Carnot (voir Fig. 3.3) :

Figure 3.3 – Comparaison des cycles CES et CHP à l'aide de l'exemple du cycle de Carnot

Légende de la figure 3.3 :

Tp– température d'apport de chaleur en cycles (température de la vapeur à l'entrée

Turbine);

Merci– température d'évacuation de la chaleur dans le cycle IES (température de la vapeur dans le condenseur) ;

Tt- température d'évacuation de la chaleur dans le cycle de cogénération (température de la vapeur dans le réchauffeur du réseau).

q e À , q e T , q À , q T- le même que sur la figure 3.2.

Comparaison de la consommation de chaleur spécifique pour la production d'électricité.

Indicateurs	IES	cogénération
La quantité de chaleur laisser tomber dans le cycle de l'IES et du CHP :	q P = Tp · ΔS	q P = Tp · ΔS
La quantité de chaleur équivalent électricité produite :	Ainsi, le chauffage par rapport à la production séparée d’énergie thermique et électrique permet : Exclusion des chaufferies dans les systèmes d'alimentation en chaleur. Diminuer consommation spécifique chaleur pour la production d’électricité. Centralisation de l'approvisionnement en chaleur (en raison de la grande puissance thermique des centrales thermiques), qui présente de nombreux avantages par rapport à la décentralisation (voir 1.3).

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La puissance des installations de chaudières doit être basée sur la vidange ininterrompue des réservoirs contenant les produits pétroliers les plus visqueux reçus par le parc de stockage en heure d'hiver année et un approvisionnement ininterrompu de produits pétroliers visqueux aux consommateurs.

Lors de la détermination de la puissance des installations de chaudières dans les dépôts pétroliers ou les stations de pompage de pétrole, en règle générale, la consommation de chaleur (vapeur) requise au fil du temps est établie. La puissance thermique consommée par le consommateur à un instant donné est appelée charge thermique des installations de chaudières. Cette puissance varie tout au long de l'année, et parfois même d'une journée. Une représentation graphique de l’évolution de la charge thermique au fil du temps est appelée graphique de charge thermique. La zone du graphique de charge montre, sur une échelle appropriée, la quantité d'énergie consommée (produite) sur une certaine période de temps. Plus le graphique de charge thermique est uniforme, plus la charge des installations de chaudières est uniforme, meilleure est l'utilisation capacité installée. Calendrier annuel la charge thermique a un caractère saisonnier prononcé. Le nombre, le type et la puissance des chaudières individuelles sont sélectionnés en fonction de la charge thermique maximale.

Dans les grands dépôts de transbordement de pétrole, la capacité des chaufferies peut atteindre 100 t/h ou plus. Dans les petits dépôts pétroliers, les chaudières cylindriques verticales des types Sh, ShS, VGD, MMZ et autres sont largement utilisées, et dans les dépôts pétroliers avec une consommation de vapeur plus importante, des chaudières verticales à double tambour à tubes d'eau de type DKVR sont utilisées.

Sur la base de la consommation maximale de chaleur ou de vapeur, la puissance de l'installation de la chaudière est définie et, en fonction de l'ampleur des fluctuations de charge, le nombre requis d'unités de chaudière est défini.

En fonction du type de liquide de refroidissement et de l'ampleur de l'apport de chaleur, le type de chaudière et la puissance de l'installation de la chaudière sont sélectionnés. Les chaufferies de chauffage sont généralement équipées chaudières à eau chaude et selon la nature du service client, ils se répartissent en trois types : local (ménage ou groupe), îlot et quartier.

En fonction du type de liquide de refroidissement et de l'ampleur de l'apport de chaleur, le type de chaudière et la puissance de l'installation de la chaudière sont sélectionnés.

En fonction du type de liquide de refroidissement et de l'ampleur de l'apport de chaleur, le type de chaudière et la puissance de l'installation de la chaudière sont sélectionnés. Les chaufferies de chauffage, en règle générale, sont équipées de chaudières à eau chaude et, selon la nature du service client, sont divisées en trois types : local (ménage ou groupe), trimestriel et départemental.

La structure des investissements en capital spécifiques est liée à la capacité de l'installation par la dépendance suivante : avec une augmentation de la capacité de l'installation, la valeur absolue et la valeur relative des coûts spécifiques pour travaux de construction et la part des coûts liés à l'équipement et à son installation augmente. Dans le même temps, les coûts d'investissement spécifiques diminuent généralement avec l'augmentation de la capacité de la chaufferie et l'agrandissement de la capacité unitaire des chaudières.

Évidemment, l'application de grilles à chaîne inversée à petites chaudières se justifie. Coûts d’acquisition initiaux plus élevés équipement de combustion rentabilisé par des avantages tels qu'une mécanisation complète du processus de combustion, une puissance accrue de la chaufferie, la capacité de brûler des charbons de qualité inférieure et une amélioration indicateurs économiques brûlant.

Fiabilité insuffisante des équipements d'automatisation, leur coût élevé rendre l'automatisation complète des chaufferies impraticable à l'heure actuelle. La conséquence de ceci est la nécessité de la participation d'un opérateur humain à la gestion des installations de chaudières, coordonnant le fonctionnement des chaudières et des équipements auxiliaires des chaudières. À mesure que la capacité des chaufferies augmente, leur équipement en équipements d'automatisation augmente. L'augmentation du nombre d'instruments et d'appareils sur les tableaux et consoles entraîne une augmentation de la longueur des tableaux (panneaux) et, par conséquent, une détérioration des conditions de travail des opérateurs en raison de la perte de visibilité des équipements de surveillance et de contrôle. En raison de la longueur excessive des planches et des consoles, il est difficile pour l'opérateur de trouver les instruments et appareils dont il a besoin. D'après ce qui précède, la tâche consistant à réduire la longueur des panneaux de commande (panneaux) en fournissant à l'opérateur des informations sur l'état et les tendances du processus sous la forme la plus compacte et la plus compréhensible est évidente.

Normes relatives aux émissions spécifiques de particules solides dans l'atmosphère pour les chaufferies utilisant des combustibles solides de tous types.

Les normes d'émission pour les chaudières fonctionnant dans les centrales thermiques sont actuellement plus flexibles. Par exemple, aucune nouvelle norme n’est introduite pour les chaudières qui seront mises hors service dans les années à venir. Pour les chaudières restantes, des normes d'émission spécifiques sont établies en tenant compte des meilleurs indicateurs environnementaux obtenus en fonctionnement, ainsi que de la puissance des chaufferies, du combustible brûlé, des possibilités d'en placer de nouveaux et des performances des poussières et des gaz existants. équipement de nettoyage qui termine sa durée de vie. Lors de l'élaboration de normes pour l'exploitation des centrales thermiques, les caractéristiques des systèmes énergétiques et des régions sont également prises en compte.

Les produits de combustion des carburants contenant du soufre contiennent grand nombre l'anhydride sulfurique, qui se concentre pour former de l'acide sulfurique sur les tuyaux de la surface chauffante de l'aérotherme situé dans la zone de température inférieure au point de rosée. La corrosion par l'acide sulfurique corrode rapidement le métal des tubes. En règle générale, les foyers de corrosion sont également des centres de formation de dépôts denses de cendres. Dans ce cas, l'aérotherme cesse d'être étanche à l'air, des flux d'air importants se produisent dans le chemin du gaz, des dépôts de cendres bloquent complètement une partie importante de la section vivante du passage des bidons, les machines de pêche fonctionnent en surcharge, efficacité thermique l'aérotherme diminue fortement, la température des fumées augmente, ce qui entraîne une diminution de la puissance de la chaufferie et une diminution de l'efficacité de son fonctionnement.

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