Osnova vsakega ogrevanja je kotel. Ali bo hiša topla, je odvisno od tega, kako pravilno so izbrani njeni parametri. Da bi bili parametri pravilni, je treba izračunati moč kotla. To niso najbolj zapleteni izračuni - na stopnji tretjega razreda boste potrebovali le kalkulator in nekaj podatkov o svojem imetju. Vse lahko rešite sami, z lastnimi rokami.

Splošne točke

Da bi bila hiša topla, mora ogrevalni sistem v celoti nadomestiti vse obstoječe toplotne izgube. Toplota uhaja skozi stene, okna, tla in strehe. To pomeni, da je treba pri izračunu moči kotla upoštevati stopnjo izolacije vseh teh delov stanovanja ali hiše. Z resnim pristopom pri strokovnjakih naročijo izračun toplotnih izgub stavbe in na podlagi rezultatov izberejo kotel in vse druge parametre ogrevalnega sistema. Ta naloga ne pomeni, da je zelo težka, vendar je treba upoštevati, iz česa so izdelane stene, tla, strop, njihovo debelino in stopnjo izolacije. Upoštevajo tudi, kakšna so okna in vrata, ali obstaja sistem dovodno prezračevanje in kakšna je njegova uspešnost. Na splošno dolg proces.

Obstaja še en način za določitev toplotne izgube. Količino toplote, ki jo hiša/soba izgubi, lahko dejansko določite s pomočjo termovizijske slike. To je majhna naprava, ki na zaslonu prikazuje dejansko sliko toplotnih izgub. Hkrati lahko vidite, kje je odtok toplote večji, in sprejmete ukrepe za odpravo puščanja.

Ugotavljanje dejanskih toplotnih izgub – lažji način

Zdaj pa se pogovorimo o tem, ali je vredno vzeti kotel z rezervo moči. Nasploh, Zaposlitev za polni delovni čas oprema na meji svojih zmogljivosti negativno vpliva na njeno življenjsko dobo. Zato je priporočljivo imeti rezervo uspešnosti. Majhna, približno 15-20% izračunane vrednosti. Povsem dovolj je zagotoviti, da oprema ne deluje na meji svojih zmogljivosti.

Preveč zalog ni ekonomsko donosno: močnejša kot je oprema, dražja je. Poleg tega je razlika v ceni precejšnja. Torej, če ne razmišljate o možnosti povečanja ogrevane površine, ne smete vzeti kotla z veliko rezervo moči.

Izračun moči kotla po površini

To je najlažji način za izbiro ogrevalnega kotla po moči. Pri analizi številnih že pripravljenih izračunov je bila izpeljana povprečna številka: za ogrevanje 10 kvadratnih metrov površina zahteva 1 kW toplote. Ta vzorec velja za prostore z višino stropa 2,5-2,7 m in povprečno izolacijo. Če vaša hiša ali stanovanje ustreza tem parametrom, če poznate območje vaše hiše, lahko enostavno določite približno zmogljivost kotla.

Da bo bolj jasno, predstavljamo Primer izračuna moči ogrevalnega kotla po površini. Na voljo koča 12*14 m Poiščite njegovo ploščino. Če želite to narediti, pomnožite njegovo dolžino in širino: 12 m * 14 m = 168 m2. Po metodi delimo območje z 10 in dobimo potrebno število kilovatov: 168 / 10 = 16,8 kW. Zaradi lažje uporabe lahko številko zaokrožimo: zahtevana moč ogrevalnega kotla je 17 kW.

Upoštevanje višine stropa

Toda v zasebnih domovih so zgornje meje lahko višje. Če je razlika le 10-15 cm, jo ​​lahko prezrete, če pa je višina stropa večja od 2,9 m, boste morali znova izračunati. V ta namen najde korekcijski faktor(dejanska višina se deli s standardnimi 2,6 m) in z njo pomnoži najdeno številko.

Primer korekcije višine stropa. Višina stropa stavbe je 3,2 metra. Za te pogoje je treba ponovno izračunati moč ogrevalnega kotla (parametri hiše so enaki kot v prvem primeru):

Kot lahko vidite, je razlika precejšnja. Če tega ne upoštevate, ni zagotovila, da bo hiša tudi povprečno topla zimske temperature, da o hudih zmrzali niti ne govorimo.

Računovodstvo glede na regijo stalnega prebivališča

Nekaj ​​drugega, kar je vredno razmisliti, je lokacija. Konec koncev je jasno, da je na jugu potrebno veliko manj toplote kot v Srednja cona, in za tiste, ki živijo na severu "moskovske regije", bo moč očitno nezadostna. Obstajajo tudi koeficienti, ki upoštevajo regijo stalnega prebivališča. Podane so z določenim razponom, saj se znotraj enega pasu podnebje še vedno zelo razlikuje. Če se hiša nahaja bližje južni meji, se uporabi manjši koeficient, bližje severni - večji. Upoštevati je treba tudi prisotnost/odsotnost močni vetrovi in izberite koeficient, ki jih upošteva.

Primer prilagoditve po conah. Naj bo hiša, za katero izračunamo moč kotla, na severu moskovske regije. Nato najdeno vrednost 21 kW pomnožimo z 1,5. Skupaj dobimo: 21 kW * 1,5 = 31,5 kW.

Kot lahko vidite, je v primerjavi s prvotno številko, dobljeno pri izračunu po površini (17 kW), pridobljeno z uporabo samo dveh koeficientov, bistveno drugačna. Skoraj dvakrat. Zato je treba te parametre upoštevati.

Moč dvokrožnega kotla

Zgoraj smo razpravljali o izračunu moči kotla, ki deluje samo za ogrevanje. Če nameravate ogrevati tudi vodo, morate produktivnost še povečati. Pri izračunu moči kotla z možnostjo ogrevanja vode za gospodinjske potrebe položite 20-25% rezerve (potrebno pomnožiti z 1,2-1,25).

Da bi se izognili nakupu zelo močnega kotla, potrebujete hišo

Primer: prilagodimo možnost STV. Dobljeno vrednost 31,5 kW pomnožimo z 1,2 in dobimo 37,8 kW. Razlika je bistvena. Upoštevajte, da se rezerva za ogrevanje vode vzame po upoštevanju lokacije v izračunih - temperatura vode je odvisna tudi od lokacije.

Značilnosti izračuna zmogljivosti kotla za stanovanja

Izračun moči kotla za ogrevanje stanovanj se izračuna po isti normi: 1 kW toplote na 10 kvadratnih metrov. Toda popravek poteka po drugih parametrih. Prva stvar, ki jo je treba upoštevati, je prisotnost ali odsotnost neogrevane sobe zgoraj in spodaj.

• če je spodaj/zgoraj drugo ogrevano stanovanje, se upošteva koeficient 0,7;
• če spodaj/zgoraj neogrevan prostor, ne spreminjamo;
• ogrevana klet/podstrešje - koeficient 0,9.

Pri izračunih je vredno upoštevati tudi število sten, ki gledajo na ulico. IN kotna stanovanja potrebno velika količina toplota:

• če obstaja zunanjo steno — 1,1;
• dve steni gledata na ulico - 1,2;
• tri zunanje - 1.3.

To so glavna področja, skozi katera uhaja toplota. Nujno jih je treba upoštevati. Upoštevate lahko tudi kakovost oken. Če so to okna z dvojno zasteklitvijo, prilagoditve niso potrebne. Če obstajajo stari lesena okna, je treba najdeno številko pomnožiti z 1,2.

Upoštevate lahko tudi dejavnike, kot je lokacija stanovanja. Na enak način morate povečati moč, če želite kupiti dvokrožni kotel (za ogrevanje sanitarne vode).

Izračun po volumnu

V primeru določanja moči ogrevalnega kotla za stanovanje lahko uporabite drugo metodo, ki temelji na standardih SNiP. Določajo standarde za ogrevanje stavb:

• za ogrevanje enega kubičnega metra v panelna hiša 41 W potrebne toplote;
• za kompenzacijo toplotne izgube v opečni stavbi - 34 W.

Če želite uporabiti to metodo, morate poznati skupno prostornino prostorov. Načeloma je ta pristop bolj pravilen, saj takoj upošteva višino stropov. Tu se lahko pojavi majhna težava: običajno poznamo območje našega stanovanja. Treba bo izračunati prostornino. Da bi to naredili, pomnožimo skupno ogrevano površino z višino stropov. Dobimo zahtevano količino.

Primer izračuna moči kotla za ogrevanje stanovanja. Naj bo stanovanje v tretjem nadstropju petnadstropne stavbe zidana hiša. Njegova skupna površina je 87 kvadratnih metrov. m, višina stropa 2,8 m.

1. Iskanje volumna. 87 * 2,7 = 234,9 cu. m.
2. Zaokroži - 235 kubičnih metrov. m.
3. Izračunamo zahtevano moč: 235 kubičnih metrov. m * 34 W = 7990 W ali 7,99 kW.
4. Zaokrožimo navzgor, dobimo 8 kW.
5. Ker so zgoraj in spodaj ogrevana stanovanja, uporabimo koeficient 0,7. 8 kW * 0,7 = 5,6 kW.
6. Zaokroženo: 6 kW.
7. Kotel bo ogreval tudi vodo za gospodinjske potrebe. Za to bomo dali rezervo v višini 25%. 6 kW * 1,25 = 7,5 kW.
8. Okna v stanovanju niso bila zamenjana, so stara, lesena. Zato uporabljamo množilni faktor 1,2: 7,5 kW * 1,2 = 9 kW.
9. Dve steni v stanovanju sta zunanji, zato še enkrat pomnožimo dobljeno vrednost z 1,2: 9 kW * 1,2 = 10,8 kW.
10. Zaokroženo: 11 kW.

Na splošno je tukaj ta tehnika za vas. Načeloma se lahko uporabi tudi za izračun moči kotla za zidano hišo. Za druge vrste gradbenih materialov niso predpisani standardi, temveč plošče zasebna hiša- velika redkost.

Priključna shema je odvisna od vrste kotlov, nameščenih v kotlovnici. ^ Možne so naslednje možnosti:

Parni in toplovodni kotli;

Parni in toplovodni kotli;

Parni, vodni in parno-vodni kotli;

Vodogrelni in parno-vodni kotli;

Parni in parno-vodni ogrevalni kotli.

Priključni diagrami za parne in toplovodne kotle, ki so del kotlovnice za parno in vodno ogrevanje, so podobni prejšnjim diagramom (glej sl. 2.1 - 2.4).

Priključni diagrami za parne in vodne kotle so odvisni od njihove zasnove. Na voljo sta 2 možnosti:

jaz. Priključitev parno-vodnega ogrevalnega kotla z ogrevanjem omrežne vode znotraj bobna kotla (glej sliko 2.5)

^ 1 – parno-vodni ogrevalni kotel; 2 –ROU; 3 – dovod pare; 4 – cev za kondenzat; 5 - odzračevalnik; 6 – dovodna črpalka; 7 – HVO; 8 in 9 – PLTS in OLTS; 10 – omrežna črpalka; 11 – grelnik ogrevalne vode vgrajen v boben kotla; 12 – regulator temperature vode v PLTS; 13 – regulator dopolnjevanja (regulator pritiska vode v OLTS); 14 – črpalka za ličenje.

^ Slika 2.5 – Priključna shema parno-vodnega ogrevalnega kotla z ogrevanjem omrežne vode v bobnu kotla

Grelnik ogrevalne vode, vgrajen v boben kotla, je toplotni izmenjevalnik mešalnega tipa (glej sliko 2.6).

Omrežna voda vstopa v boben kotla skozi dušilno omarico v votlino razdelilne omarice, ki ima perforirano stopničasto dno (vodilne in mehurčaste pločevine). Perforacija zagotavlja curek toka vode proti mešanici pare in vode, ki prihaja iz izparilnih grelnih površin kotla, kar vodi do segrevanja vode.

^ 1 – telo bobna kotla; 2 – voda iz OLTS; 3 in 4 – izklop in kontrolni ventili; 5 – zbiralnik; 6 – škatla za pomiritev; 7 – razdelilna omarica s stopničastim perforiranim dnom; 8 – vodilni list; 9 – pladenj z mehurčki; 10 – mešanica pare in vode iz uparjevalnih grelnih površin kotla; 11 – vračanje vode na evaporativne grelne površine; 12 - izhod nasičena para do pregrevalnika; 13 – ločilna naprava, npr. stropna perforirana plošča 14 – jarek za zbiranje omrežne vode; 15 – dovod vode v PLTS;.

^ Slika 2.6 – Mrežni grelnik vode vgrajen v boben kotla

Grelno moč kotla Qk sestavljata dve komponenti (toplota omrežno ogrevane vode in toplota pare):

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

kjer M C – masni pretok ogrevana omrežna voda;

I 1 in i 2 – entalpije vode pred in po segrevanju;

D P – izpust pare kotla;

I P – parna entalpija;

Po transformaciji (2.1):

. (2.2)

Iz enačbe (2.2) sledi, da sta poraba segrete vode M C in parna moč kotla D P medsebojno povezana: pri Q K = const se s povečanjem parne moči zmanjša poraba omrežne vode, z manjšo paro izhod, se poveča poraba omrežne vode.

Razmerje med porabo pare in količino segrete vode je lahko različno, vendar mora poraba pare znašati vsaj 2 % skupne mase pare in vode, da zrak in druge nekondenzirajoče faze lahko uhajajo iz kotla.

II. Priključki na parno-vodni ogrevalni kotel z ogrevanjem omrežne vode v ogrevalnih površinah vgrajenih v dimovod kotla (glej sliko 2.7)

Slika 2.7 – Priključni diagram ogrevalnega kotla za paro-vodo

omrežne vode v ogrevalnih površinah vgrajenih v dimnik kotla

Na sliki 2.7: 11* - omrežni grelnik vode, izdelan v obliki površinskega toplotnega izmenjevalnika, vgrajenega v dimnik kotla; preostali simboli so enaki kot na sliki 2.5.

Grelne površine omrežnega grelnika se nahajajo v kotlovskem dimovodu, ob ekonomizatorju, v obliki dodatnega dela. IN poletno obdobje Ko ni ogrevalne obremenitve, vgrajeni omrežni grelec deluje kot ekonomizer.

^ 2.3 Tehnološka struktura, toplotna moč ter tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice

2.3.1 Tehnološka struktura kotlovnice

Oprema kotlovnice je običajno razdeljena na 6 tehnoloških skupin (4 glavne in 2 dodatni).

^ K glavnim Tehnološke skupine vključujejo opremo:

1) za pripravo goriva pred zgorevanjem v kotlu;

2) za pripravo napajalne vode kotla in dopolnilne vode v omrežju;

3) za proizvodnjo hladilne tekočine (para ali ogrevana voda), tj. kotel-

Gate in njihova pomožna oprema;

4) pripraviti hladilno tekočino za transport skozi ogrevalno omrežje.

^ Med dodatnimi skupine vključujejo:

1) električna oprema kotlovnice;

2) sistemi instrumentacije in avtomatizacije.

V parnih kotlovnicah se glede na način priključitve kotlovskih enot na enote za toplotno obdelavo, na primer na omrežne grelnike, razlikujejo naslednje tehnološke strukture:

1. Centralizirano, v katerega je usmerjena para iz vseh kotlov

V centralni parni vod kotlovnice in nato razdeljen v enote za toplotno obdelavo.

2. Sekcijski, pri kateri vsaka kotlovna enota deluje na popolnoma določeno

Ločena enota za toplotno obdelavo z možnostjo preklopa pare na sosednje (v bližini) enote za toplotno obdelavo. Oprema povezana z možnostjo menjave obrazcev oddelek kotlovnice.

3. Bločna struktura, pri kateri vsaka kotlovna enota deluje pri določeni

Ločena naprava za toplotno obdelavo brez možnosti preklopa.

^ 2.3.2 Toplotna moč kotlovnice

Toplotna moč kotlovnice predstavlja skupno ogrevalno moč kotlovnice za vse vrste hladilnih sredstev, ki se dovajajo iz kotlovnice preko ogrevalno omrežje zunanji porabniki.

Obstajajo nameščene, delovne in rezervne toplotne moči.

^ Inštalirana toplotna moč – vsota toplotnih moči vseh kotlov, nameščenih v kotlovnici, ko delujejo v nominalnem (potnem) načinu.

Delovna toplotna moč – toplotna moč kotlovnice pri obratovanju z dejansko toplotno obremenitvijo v danem času.

IN rezervna toplotna moč razlikovati toplotna moč eksplicitna in skrita rezerva.

^ Eksplicitna rezerva toplotne moči – vsota toplotne moči kotlov, nameščenih v kotlovnici in v hladnem stanju.

Toplotna moč latentne rezerve– razlika med instalirano in obratovalno toplotno močjo.

^ 2.3.3 Tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice

Tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice so razdeljeni v 3 skupine: energetski, gospodarski in operativni (delavci), ki so v skladu s tem namenjeni oceni tehnične ravni, učinkovitosti in kakovosti delovanja kotlovnice.

^ Energijski kazalniki kotlovnice vključujejo:



. (2.3)

Količina toplote, ki jo proizvede kotel, je določena z:

Za parne kotle:

kjer je D P količina pare, proizvedene v kotlu;

I P – parna entalpija;

I PV – entalpija napajalne vode;

D PR – količina čistilne vode;

I PR – entalpija pihajoče vode.

^ Za toplovodne kotle:

, (2.5)

Kjer je M C masni pretok omrežne vode skozi kotel;

I 1 in i 2 sta entalpiji vode pred in po segrevanju v kotlu.

Količina toplote, pridobljene pri zgorevanju goriva, je določena s produktom:

, (2.6)

Kjer je B K poraba goriva v kotlu.

1. 
   Delež porabe toplote za lastne potrebe kotlovnica(razmerje med absolutno porabo toplote za lastne potrebe in količino proizvedene toplote v kotlovnici):

, (2.7)

Pri čemer je Q CH absolutna poraba toplote za lastne potrebe kotlovnice, ki je odvisna od značilnosti kotlovnice in vključuje porabo toplote za pripravo napajalne in omrežne dopolnilne vode, ogrevanje in brizganje kurilnega olja, ogrevanje kotlovnica, dovod tople vode v kotlovnico itd.

Formule za izračun porabe toplote za lastne potrebe so podane v literaturi

1. 
   Učinkovitost mreža kotlovske enote, ki za razliko od učinkovitosti kotlovna enota bruto, ne upošteva porabe toplote za lastne potrebe kotlovnice:

, (2.8)

Kje
- pridobivanje toplote v kotlovnici brez upoštevanja porabe toplote za lastne potrebe.

ob upoštevanju (2.7)

1. 
   Učinkovitost toplotni tok, ki upošteva toplotne izgube med transportom hladilnih sredstev znotraj kotlovnice zaradi prenosa toplote na okolju skozi stene cevovodov in puščanja hladilne tekočine: η t n = 0,98÷0,99.
2. 
   ^ Učinkovitost posamezne elemente toplotni diagram kotlovnice:

učinkovitost redukcijsko-hladilna enota – η vrsta;

Učinkovitost odzračevalnik dopolnilne vode – η DPV ;

Učinkovitost omrežni grelniki – η sp.

6. Učinkovitost kotlovnica– produkt učinkovitosti vsi elementi, enote in instalacije, ki tvorijo toplotni diagram kotlovnica npr.

^ Učinkovitost parna kotlovnica, ki dobavlja paro potrošniku:

. (2.10)

Učinkovitost parne kotlovnice, ki oskrbuje potrošnika z ogrevano omrežno vodo:

Učinkovitost toplovodna kotlovnica:

. (2.12)

1. 
   Specifična poraba standardno gorivo za proizvodnjo toplotne energije- masa ekvivalentnega goriva, porabljenega za proizvodnjo 1 Gcal ali 1 GJ toplotne energije, dobavljene zunanjim porabnikom:

, (2.13)

Kje B mačka– poraba ekvivalentnega goriva v kotlovnici;

Q otp– količino toplote, dovedeno iz kotlovnice zunanjemu porabniku.

Poraba ekvivalentnega goriva v kotlovnici je določena z izrazi:

,
; (2.14)

,
, (2.15)

Kjer sta 7000 in 29330 toplota zgorevanja standardnega goriva v kcal/kg standardnega goriva. in

KJ/kg standardne teže

Po zamenjavi (2.14) ali (2.15) v (2.13):

, ; (2.16)

. . (2.17)

Učinkovitost kotlovnica
in specifična poraba standardno gorivo
so najpomembnejši energetski kazalniki kotlovnice in so odvisni od vrste vgrajenih kotlov, vrste kurilnega goriva, moči kotlovnice, vrste in parametrov dobavljenega hladilnega sredstva.

Odvisnost kotlov, ki se uporabljajo v sistemih za oskrbo s toploto, glede na vrsto goriva, ki se kurijo:

^ Ekonomski kazalniki kotlovnice vključujejo:

1. 
   Investicijski odhodki(investicije) K, ki predstavljajo vsoto stroškov, povezanih z novogradnjo ali rekonstrukcijo

obstoječo kotlovnico.

Stroški kapitala so odvisni od zmogljivosti kotlovnice, vrste vgrajenih kotlov, vrste goriva, ki se uporablja, vrste dobavljenega hladilnega sredstva in številnih posebnih pogojev (oddaljenost od virov goriva, vode, avtocest itd.).

^ Okvirna struktura stroškov kapitala:

Gradbena in inštalacijska dela – (53÷63)% K;

Stroški opreme – (24÷34)% K;

Drugi stroški – (13÷15)% K.

1. 
   Specifični kapitalski stroški k UD (stroški kapitala na enoto toplotne moči kotlovnice Q KOT):

. (2.18)

Specifični investicijski stroški nam omogočajo določitev pričakovanih investicijskih stroškov za izgradnjo novo projektirane kotlovnice
po analogiji:

, (2.19)

Kje - specifični kapitalski stroški za izgradnjo podobne kotlovnice;

- toplotna moč projektirane kotlovnice.

1. 
   ^ Letni stroški povezane s proizvodnjo toplotne energije vključujejo:

stroški goriva, elektrike, vode in pomožnega materiala;

Plača in z njo povezani odbitki;

Stroški amortizacije, tj. prenos stroškov opreme ob izrabi na stroške proizvedene toplotne energije;

Vzdrževanje;

Splošni stroški kotla.



. (2.20)

1. 
   Predstavljeni stroški, ki predstavljajo vsoto letnih stroškov, povezanih s proizvodnjo toplotne energije, in dela stroškov kapitala, določenega s standardnim koeficientom učinkovitosti investicije E n:

. (2.21)

Vzajemna vrednost E n daje dobo vračila za kapitalske stroške. Na primer z E n =0,12
vračilna doba
(leta).

Indikatorji uspešnosti, kažejo na kakovost delovanja kotlovnice in vključujejo zlasti:



. (2.22)


. (2.23)



. (2.24)

Ali ob upoštevanju (2.22) in (2.23):

. (2.25)

^ 3 OSKRBA S TOPLOTO IZ SPTE

3.1 Načelo kombinirane proizvodnje toplote in električna energija

Oskrba s toploto iz termoelektrarn se imenuje daljinsko ogrevanje – centralizirana oskrba s toploto, ki temelji na kombinirani (skupni) proizvodnji toplotne in električne energije.

Alternativa daljinskemu ogrevanju je ločena proizvodnja toplotne in električne energije, to je, ko se električna energija proizvaja v kondenzacijskih termoelektrarnah (SPTE) in termalna energija- v kotlovnicah.

Energetska učinkovitost daljinskega ogrevanja je v tem, da se toplota pare, izpuščene v turbini, uporabi za pridobivanje toplotne energije, kar odpravlja:

Izguba preostale toplote pare po turbini;

Zgorevanje goriva v kotlovnicah za pridobivanje toplotne energije.

Razmislimo o ločeni in kombinirani proizvodnji toplotne in električne energije (glej sliko 3.1).

1 - generator pare; 2 - parna turbina; 3 – električni generator; 4 – kondenzator parna turbina; 4* - omrežni grelnik vode; 5 – črpalka; 6 – PLTS; 7 – OLTS; 8 – omrežna črpalka.

Slika 3.1 – Ločena (a) in kombinirana (b) proizvodnja toplotne in električne energije

D Da bi lahko preostalo toploto pare, izpuščene v turbini, uporabili za potrebe toplote, jo iz turbine odvzamemo z nekoliko več. visoki parametri kot v kondenzatorju, namesto kondenzatorja pa lahko vgradite mrežni grelec (4*). Primerjajmo cikle IES in SPTE pri

TS - diagram, v katerem površina pod krivuljo označuje količino dovedene ali odvedene toplote v ciklih (glej sliko 3.2)

Slika 3.2 – Primerjava ciklov IES in SPTE

Legenda za sliko 3.2:

1-2-3-4 in 1*-2-3-4 – oskrba s toploto v ciklih elektrarne;

1-2, 1*-2 – segrevanje vode do vrelišča v ekonomizatorju kotla;

^ 2-3 – izhlapevanje vode v evaporativnih grelnih površinah;

3-4 – pregrevanje pare v pregrevalniku;

4-5 in 4-5* - ekspanzija pare v turbinah;

5-1 – kondenzacija pare v kondenzatorju;

5*-1* - kondenzacija pare v omrežnem grelniku;

q e Za– količino toplote, ki je enaka proizvedeni električni energiji v ciklu IES;

q e T– količino toplote, ki je enaka proizvedeni električni energiji v ciklu SPTE;

q Za– toplota pare, odvedena skozi kondenzator v okolje;

q T– toplota pare, ki se uporablja pri oskrbi s toploto za ogrevanje omrežne vode.

IN
Iz primerjave ciklov izhaja, da v ogrevalnem ciklu za razliko od kondenzacijskega teoretično ni toplotnih izgub s paro: del toplote se porabi za proizvodnjo električne energije, preostala toplota pa za oskrbo s toploto. Hkrati se zmanjša specifična poraba toplote za proizvodnjo električne energije, kar lahko ponazorimo s Carnotovim ciklom (glej sliko 3.3):

Slika 3.3 – Primerjava ciklov CES in CHP na primeru Carnotovega cikla

Legenda za sliko 3.3:

Tp– temperatura dovoda toplote v ciklih (temperatura pare na vstopu

Turbina);

Tk– temperatura odvzema toplote v ciklu IES (temperatura pare v kondenzatorju);

Tt- temperatura odvzema toplote v ciklu SPTE (temperatura pare v omrežnem grelniku).

q e Za , q e T , q Za , q T- enako kot na sliki 3.2.

Primerjava specifične porabe toplote za proizvodnjo električne energije.

Indikatorji	IES	SPTE
Količina toplote, razočarati v ciklu IES in SPTE:	q P =Tp·ΔS	q P =Tp·ΔS
Količina toplote, enakovreden proizvedena električna energija:	Tako ogrevanje v primerjavi z ločeno proizvodnjo toplotne in električne energije zagotavlja: Izključitev kotlovnic v sistemih za oskrbo s toploto. Zmanjšanje specifične porabe toplote za proizvodnjo električne energije. Centralizacija oskrbe s toploto (zaradi velike toplotne moči termoelektrarn), ki ima v primerjavi z decentralizacijo vrsto prednosti (glej 1.3).

stran 1

Moč kotlovskih naprav je treba vzeti na podlagi neprekinjenega odvajanja rezervoarjev z najbolj viskoznimi naftnimi derivati, ki jih sprejme rezervoarska farma v zimski čas leto ter nemoteno dobavo viskoznih naftnih derivatov potrošnikom.  

Pri določanju moči kotlovskih naprav na skladiščih nafte ali črpališčih nafte se praviloma ugotavlja zahtevana poraba toplote (pare) v času. Toplotna moč, ki jo porabi porabnik v določenem času, se imenuje toplotna obremenitev kotlovskih naprav. Ta moč se spreminja skozi vse leto, včasih pa celo dan. Grafični prikaz spremembe toplotne obremenitve skozi čas imenujemo graf toplotne obremenitve. Območje grafa obremenitve prikazuje v ustreznem merilu količino porabljene (proizvedene) energije v določenem časovnem obdobju. Enakomernejša ko je graf toplotne obremenitve, bolj enakomerna je obremenitev kotlovskih inštalacij, boljša je uporaba inštalirana zmogljivost. Letni urnik toplotna obremenitev ima izrazit sezonski značaj. Število, tip in moč posameznih kotlovskih enot se izberejo glede na maksimalno toplotno obremenitev.  

V velikih skladiščih za pretovor nafte lahko zmogljivost kotlovnic doseže 100 t/h ali več. V majhnih skladiščih nafte se pogosto uporabljajo vertikalno-cilindrični kotli tipov Sh, ShS, VGD, MMZ in drugih, v skladiščih nafte z večjo porabo pare pa se uporabljajo vertikalni vodocevni kotli z dvojnim bobnom tipa DKVR.  

Glede na največjo porabo toplote ali pare se nastavi moč kotlovske instalacije, glede na velikost nihanja obremenitve pa zahtevano število kotlovskih enot.  

Glede na vrsto hladilne tekočine in obseg oskrbe s toploto se izbereta vrsta kotla in moč kotlovske instalacije. Ogrevalne kotlovnice so običajno opremljene toplovodni kotli glede na naravo storitve za stranke pa jih delimo na tri vrste: lokalne (hišne ali skupinske), blokovske in revirne.  

Glede na vrsto hladilne tekočine in obseg oskrbe s toploto se izbereta vrsta kotla in moč kotlovske instalacije.  

Glede na vrsto hladilne tekočine in obseg oskrbe s toploto se izbereta vrsta kotla in moč kotlovske instalacije. Ogrevalne kotlovnice so praviloma opremljene s toplovodnimi kotli in so glede na naravo storitve za stranke razdeljene na tri vrste: lokalne (gospodinjske ali skupinske), četrtletne in okrožne.  

Struktura specifičnih investicijskih vlaganj je povezana z zmogljivostjo naprave z naslednjo odvisnostjo: s povečanjem zmogljivosti naprave se povečujeta absolutna vrednost in relativna vrednost specifičnih stroškov za gradbena dela povečuje pa se delež stroškov opreme in njene namestitve. Hkrati se s povečevanjem zmogljivosti kotlovnice in povečevanjem enotske moči kotlovskih enot praviloma zmanjšujejo specifični stroški kapitala.  

Očitno je uporaba obratnih verižnih mrež za majhni kotli se upravičuje. Začetni višji stroški pridobitve kurilna oprema se odplačajo s prednostmi, kot so popolna mehanizacija zgorevalnega procesa, povečana moč kotlovnice, možnost kurjenja premoga nižjega razreda in izboljšana ekonomski kazalci goreče.  

Nezadostna zanesljivost opreme za avtomatizacijo, njihova visoka cena popolna avtomatizacija kotlovnic trenutno ni praktična. Posledica tega je potreba po sodelovanju človeka operaterja pri upravljanju kotlovskih naprav, usklajevanju delovanja kotlovskih agregatov in kotlovske pomožne opreme. S povečanjem zmogljivosti kotlovnic se povečuje njihova opremljenost z opremo za avtomatizacijo. Povečanje števila instrumentov in naprav na stikalnih ploščah in konzolah povzroči povečanje dolžine stikalnih plošč (panelov) in posledično poslabšanje delovnih pogojev operaterjev zaradi izgube vidnosti nadzorne in krmilne opreme. Zaradi prevelike dolžine plošč in konzol operater težko najde instrumente in aparate, ki jih potrebuje. Iz zgoraj navedenega je očitna naloga zmanjšanja dolžine nadzornih plošč (panelov) z zagotavljanjem operaterju informacij o stanju in trendih procesa v najbolj kompaktni in razumljivi obliki.  

Standardi specifičnih emisij trdnih delcev v ozračje za kotlovnice na trda goriva vseh vrst.

Emisijski standardi za kotle, ki obratujejo v termoelektrarnah, so trenutno bolj fleksibilni. Novi standardi se na primer ne uvajajo za tiste kotle, ki bodo v prihodnjih letih razgrajeni. Za preostale kotle so specifični emisijski standardi določeni ob upoštevanju najboljših okoljskih kazalnikov, doseženih med delovanjem, pa tudi ob upoštevanju moči kotlovnic, porabljenega goriva, možnosti postavitve novih in delovanja obstoječih prahu in plinov. čistilna oprema, ki zaključuje svojo življenjsko dobo. Pri razvoju standardov za obratovanje termoelektrarn se upoštevajo tudi značilnosti energetskih sistemov in regij.  

Produkti izgorevanja goriv, ​​ki vsebujejo žveplo, vsebujejo veliko številožveplov anhidrid, ki se koncentrira in tvori žveplovo kislino na ceveh ogrevalne površine grelnika zraka, ki se nahaja v temperaturnem območju pod rosiščem. Korozija z žveplovo kislino hitro razjeda kovino cevi. Žarišča korozije so praviloma tudi središča za nastanek gostih usedlin pepela. V tem primeru grelnik zraka preneha biti nepredušen, pojavijo se veliki pretoki zraka v plinsko pot, usedline pepela popolnoma blokirajo pomemben del živega prereza prehoda pločevink, ribiški stroji delujejo pod preobremenitvijo, toplotna učinkovitost grelnik zraka se močno zmanjša, temperatura dimnih plinov se poveča, kar povzroči zmanjšanje moči kotlovnice in zmanjšanje učinkovitosti njenega delovanja.  

Strani:      1

Članek smo pripravili s informacijska podpora inženirji podjetja Teplodar https://www.teplodar.ru/catalog/kotli/ – ogrevalni kotli po cenah proizvajalca.

Najpomembnejša lastnost, ki jo upoštevamo pri nakupu ogrevalnih kotlov, tako na plin, elektriko ali trda goriva, je njihova moč. Zato se mnogi potrošniki, ki nameravajo kupiti generator toplote za sistem ogrevanja prostorov, ukvarjajo z vprašanjem, kako izračunati moč kotla glede na površino prostorov in druge podatke. O tem razpravljamo v naslednjih vrsticah.

Parametri izračuna. Kaj upoštevati

Toda najprej ugotovimo, kaj je ta tako pomembna količina pravzaprav in kar je najpomembneje, zakaj je tako pomembna.

V bistvu opisana značilnost generatorja toplote, ki deluje na katero koli vrsto goriva, kaže njegovo delovanje - to je, koliko površine prostora lahko ogreje skupaj z ogrevalnim krogom.

Na primer, grelna naprava z močjo 3 - 5 kW je praviloma sposobna "obiti" enosobno ali celo dvosobno stanovanje, pa tudi hišo s površino do 50 kvadratnih metrov. m Inštalacija z močjo 7 - 10 kW bo "potegnila" trisobno stanovanje s površino do 100 kvadratnih metrov. m.

Z drugimi besedami, običajno vzamejo moč, ki je enaka približno desetini celotne ogrevane površine (v kW). Ampak to je samo po sebi splošni primer. Za pridobitev določene vrednosti je potreben izračun. Pri izračunih je treba upoštevati različni dejavniki. Naj jih naštejemo:

• Skupna ogrevana površina.
• Regija, kjer deluje izračunano ogrevanje.
• Hišne stene in njihova toplotna izolacija.
• Toplotne izgube strehe.
• Vrsta goriva za kotel.

Zdaj pa se pogovorimo neposredno o izračunu moči v povezavi z različni tipi kotli: plinski, električni in trda goriva.

Plinski kotli

Na podlagi zgoraj navedenega se moč kotlovne opreme za ogrevanje izračuna po eni dokaj preprosti formuli:

N kotel = S x N utrip. / 10.

Tukaj so vrednosti količin dešifrirane na naslednji način:

• N kotla je moč te enote;
• S je skupna vsota površin vseh prostorov, ki jih ogreva sistem;
• N utripov – specifična vrednost toplotnega generatorja, potrebnega za ogrevanje 10 kW. m. površina sobe.

Eden glavnih odločilnih dejavnikov za izračun je podnebno območje, regija, kjer se ta oprema uporablja. To pomeni, da se izračun moči kotla na trda goriva izvede glede na posebne podnebne razmere.

Kaj je značilno, če je nekoč, v času obstoja sovjetskih standardov dodelitve moči napeljava ogrevanja, šteje 1 kW. vedno enako 10 kvadratnih metrov. metrov, potem je danes izredno nujna proizvodnja natančen izračun za realne pogoje.

V tem primeru morate vzeti naslednje vrednosti N utripov.

Kot primer bomo izračunali moč ogrevalnega kotla na trda goriva glede na sibirsko regijo, kjer pozimi zmrzali včasih dosežejo -35 stopinj Celzija. Vzemimo N utripov. = 1,8 kW. Nato za ogrevanje hiše s skupno površino 100 kvadratnih metrov m boste potrebovali namestitev z naslednjo projektno vrednostjo:

Kotel N = 100 m² m x 1,8 / 10 = 18 kW.

Kot lahko vidite, približno razmerje med številom kilovatov in površino kot ena proti deset tukaj ne velja.

Pomembno je vedeti! Če veste, koliko kilovatov ima posamezna inštalacija trdno gorivo, lahko izračunate količino hladilne tekočine, z drugimi besedami, količino vode, ki je potrebna za polnjenje sistema. Če želite to narediti, preprosto pomnožite dobljeni N toplotnega generatorja s 15.

V našem primeru je prostornina vode v ogrevalnem sistemu 18 x 15 = 270 litrov.

Vendar pa upoštevanje podnebne komponente za izračun moči generatorja toplote v nekaterih primerih ni dovolj. Ne smemo pozabiti, da lahko obstaja toplotne izgube zaradi specifične zasnove prostorov. Najprej morate razmisliti, kakšne so stene bivalnega prostora. Kako izolirana je hiša - ta dejavnik ima velik pomen. Prav tako je pomembno upoštevati strukturo strehe.

Na splošno lahko uporabite poseben koeficient, s katerim morate pomnožiti moč, pridobljeno iz naše formule.

Ta koeficient ima naslednje približne vrednosti:

• K = 1, če je hiša stara več kot 15 let, stene pa so iz opeke, pene ali lesa, stene pa so izolirane;
• K = 1,5, če stene niso izolirane;
• K = 1,8, če ima hiša poleg neizoliranih sten slabo streho, ki prepušča toploto;
• K = 0,6 l moderna hiša z izolacijo.

Recimo, da je v našem primeru hiša stara 20 let, zgrajena je iz opeke in dobro izolirana. Potem moč, izračunana v našem primeru, ostane enaka:

Kotel N = 18x1 = 18 kW.

Če je kotel nameščen v stanovanju, je treba upoštevati podoben koeficient. Ampak za navadno stanovanje, če je ni na prvem oz zgornjem nadstropju, bo K enak 0,7. Če je stanovanje v prvem ali zadnjem nadstropju, je treba vzeti K = 1,1.

Kako izračunati moč električnih kotlov

Električni kotli se redko uporabljajo za ogrevanje. Glavni razlog je v tem, da je elektrika danes predraga in največja moč takšne instalacije so nizke. Poleg tega so možne okvare in dolgotrajni izpadi električne energije v omrežju.

Izračun lahko izvedete po isti formuli:

N kotel = S x N utrip. / 10,

po katerem morate dobljeni indikator pomnožiti s potrebnimi koeficienti, o njih smo že pisali.

Vendar pa obstaja še ena, natančnejša metoda v tem primeru. Označimo ga.

Ta metoda temelji na dejstvu, da se na začetku vzame vrednost 40 W. Ta vrednost pomeni toliko moči brez upoštevanja dodatni dejavniki potrebno za ogrevanje 1 m3. Nadaljnji izračun se izvede na naslednji način. Ker so okna in vrata vir toplotnih izgub, morate dodati 100 W na okno in 200 W na vrata.

Vklopljeno zadnja stopnja upoštevati iste koeficiente, navedene zgoraj.

Na primer, izračunajmo moč na ta način električni kotel, nameščen v hiši 80 m2 z višino stropa 3 m, s petimi okni in enimi vrati.

Bojler N = 40x80x3+500+200=10300 W ali cca 10 kW.

Če se izračun izvede za stanovanje v tretjem nadstropju, je treba dobljeno vrednost pomnožiti, kot je bilo že omenjeno, s faktorjem zmanjšanja. Potem je N kotla = 10x0,7=7 kW.

Zdaj pa se pogovorimo o kotlih na trda goriva.

Za trdo gorivo

To vrsto opreme, kot že ime pove, odlikuje uporaba za ogrevanje trdno gorivo. Prednosti takšnih enot so očitne predvsem v oddaljenih vaseh in dačah, kjer ni plinovodov. Kot trdo gorivo se običajno uporabljajo drva ali peleti - stisnjeni oblanci.

Metoda za izračun moči kotlov na trda goriva je enaka zgornji metodi, značilni za plinske ogrevalne kotle. Z drugimi besedami, izračun se izvede po formuli:

N kotel = S x N utrip. / 10.

Po izračunu indikatorja moči po tej formuli se pomnoži tudi z zgornjimi koeficienti.

Vendar je v tem primeru treba upoštevati dejstvo, da ima kotel na trdo gorivo nizko učinkovitost. Zato je treba po izračunu z opisano metodo dodati rezervo moči približno 20%. Če pa je načrtovana uporaba hranilnika toplote v ogrevalnem sistemu v obliki posode za shranjevanje hladilne tekočine, potem lahko pustite izračunano vrednost.

Toplotna moč kotlovnice je skupna ogrevalna moč kotlovnice za vse vrste hladilnih sredstev, ki se iz kotlovnice preko ogrevalnega omrežja dovajajo zunanjim porabnikom.

Obstajajo nameščene, delovne in rezervne toplotne moči.

Instalirana toplotna moč je vsota toplotnih moči vseh kotlov, nameščenih v kotlovnici, ko delujejo v nazivnem (certificiranem) načinu.

Delovna toplotna moč - toplotna moč kotlovnice pri obratovanju z dejansko toplotno obremenitvijo v določenem času.

Pri rezervni toplotni moči ločimo toplotno moč eksplicitne in latentne rezerve.

Toplotna moč eksplicitne rezerve je vsota toplotne moči kotlov, nameščenih v kotlovnici in v hladnem stanju.

Toplotna moč latentne rezerve je razlika med instalirano in obratovalno toplotno močjo.

Tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice

Tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice so razdeljeni v 3 skupine: energetski, ekonomski in operativni (delovni), ki so v skladu s tem namenjeni oceni tehnične ravni, učinkovitosti in kakovosti delovanja kotlovnice.

Energetski kazalniki kotlovnice vključujejo:

1. Učinkovitost bruto kotlovna enota (razmerje med količino toplote, ki jo proizvede kotlovska enota, in količino toplote, pridobljene pri zgorevanju goriva):

Količina toplote, ki jo proizvede kotel, je določena z:

Za parne kotle:

kjer je DP količina pare, proizvedene v kotlu;

iP - entalpija pare;

iPV - entalpija napajalne vode;

DPR - količina čistilne vode;

iPR je entalpija pihanja vode.

Za toplovodne kotle:

kjer je MC masni pretok omrežne vode skozi kotel;

i1 in i2 sta entalpiji vode pred in po segrevanju v kotlu.

Količina toplote, pridobljene pri zgorevanju goriva, je določena s produktom:

kjer je BK poraba goriva v kotlu.

2. Delež porabe toplote za lastne potrebe kotlovnice (razmerje med absolutno porabo toplote za lastne potrebe kotlovnice in količino proizvedene toplote v kotlovnici):

kjer je QСН absolutna poraba toplote za lastne potrebe kotlovnice, ki je odvisna od značilnosti kotlovnice in vključuje porabo toplote za pripravo napajalne in omrežne dopolnilne vode, ogrevanje in brizganje kurilnega olja, ogrevanje kotla. prostor, dovod tople vode v kotlovnico itd.

Formule za izračun porabe toplote za lastne potrebe so podane v literaturi

3. Učinkovitost neto kotlovske enote, ki za razliko od izč kotlovna enota bruto, ne upošteva porabe toplote za lastne potrebe kotlovnice:

kje je proizvodnja toplote v kotlovnici brez upoštevanja porabe toplote za lastne potrebe.

ob upoštevanju (2.7)

• 4. Učinkovitost toplotni tok, ki upošteva toplotne izgube med transportom hladilnih sredstev v kotlovnici zaradi prenosa toplote v okolje skozi stene cevovodov in puščanja hladilne tekočine: ztn = 0,98h0,99.
• 5. Učinkovitost posamezni elementi toplotnega kroga kotlovnice:
  • * učinkovitost redukcijsko-hladilna enota - zrow;
  • * učinkovitost odzračevalnik dopolnilne vode - zdpv;
  • * učinkovitost omrežni grelci - zsp.
• 6. Učinkovitost kotlovnica - produkt učinkovitosti vsi elementi, enote in instalacije, ki tvorijo toplotni krog kotlovnice, npr.

Učinkovitost parna kotlovnica, ki dobavlja paro potrošniku:

Učinkovitost parne kotlovnice, ki oskrbuje potrošnika z ogrevano omrežno vodo:

Učinkovitost toplovodna kotlovnica:

7. Specifična poraba ekvivalentnega goriva za proizvodnjo toplotne energije - masa ekvivalentnega goriva, porabljenega za proizvodnjo 1 Gcal ali 1 GJ toplotne energije, dobavljene zunanjemu porabniku:

kjer je Bkot poraba ekvivalentnega goriva v kotlovnici;

Qotp je količina toplote, dovedena iz kotlovnice zunanjemu porabniku.

Poraba ekvivalentnega goriva v kotlovnici je določena z izrazi:

kjer sta 7000 in 29330 toplota zgorevanja standardnega goriva v kcal/kg standardnega goriva. in kJ/kg standardne teže

Po zamenjavi (2.14) ali (2.15) v (2.13):

Učinkovitost kotlovnica in specifična poraba ekvivalentnega goriva sta najpomembnejša energetska kazalnika kotlovnice in sta odvisna od vrste vgrajenih kotlov, vrste kurilnega goriva, moči kotlovnice, vrste in parametrov dobavljenega hladila.

Odvisnost kotlov, ki se uporabljajo v sistemih za oskrbo s toploto, glede na vrsto goriva, ki se kurijo:

Ekonomski kazalniki kotlovnice vključujejo:

1. Investicijska sredstva (investicije) K, ki predstavljajo vsoto stroškov, povezanih z gradnjo novega oz.

obstoječo kotlovnico.

Stroški kapitala so odvisni od zmogljivosti kotlovnice, vrste vgrajenih kotlov, vrste goriva, ki se uporablja, vrste dobavljenega hladilnega sredstva in številnih posebnih pogojev (oddaljenost od virov goriva, vode, avtocest itd.).

Okvirna struktura stroškov kapitala:

• * gradbena in inštalacijska dela - (53h63)% K;
• * stroški opreme - (24h34)% K;
• * ostali stroški - (13h15)% K.
• 2. Specifični stroški kapitala kUD (stroški kapitala na enoto toplotne moči kotlovnice QKOT):

Specifični kapitalski stroški omogočajo določitev pričakovanih kapitalskih stroškov za izgradnjo novo zasnovane kotlovnice z uporabo analoga:

kjer - specifični kapitalski stroški za gradnjo podobne kotlovnice;

Toplotna moč projektirane kotlovnice.

• 3. Letni stroški, povezani s proizvodnjo toplotne energije, vključujejo:
  • * stroški goriva, elektrike, vode in pomožnega materiala;
  • * plače in s tem povezani odbitki;
  • * stroški amortizacije, tj. prenos stroškov opreme ob izrabi na stroške proizvedene toplotne energije;
  • * Vzdrževanje;
  • * splošni stroški kotla.
• 4. Strošek toplotne energije, ki je razmerje med zneskom letnih stroškov, povezanih s proizvodnjo toplotne energije, in količino toplote, dobavljene zunanjim odjemalcem med letom:

5. Znižani stroški, ki predstavljajo vsoto letnih stroškov proizvodnje toplotne energije in dela stroškov kapitala, določenega z normiranim koeficientom učinkovitosti investicije En:

Vzajemna vrednost En podaja dobo vračila kapitalskih izdatkov. Na primer z En=0,12 vračilno dobo (leta).

Kazalniki delovanja kažejo na kakovost delovanja kotlovnice in vključujejo zlasti:

1. Koeficient delovnega časa (razmerje med dejanskim obratovalnim časom kotlovnice ff in koledarjem ff):

2. Povprečni koeficient toplotne obremenitve (razmerje med povprečno toplotno obremenitvijo Qav za določeno časovno obdobje in največjo možno toplotno obremenitvijo Qm za isto obdobje):

3. Faktor izrabe maksimalne toplotne obremenitve (razmerje med dejansko proizvedeno toplotno energijo za določeno časovno obdobje in največjo možno proizvodnjo za isto obdobje):