Prilikom provjere prora?una pe?i prema crte?ima potrebno je odrediti: zapreminu komore za sagorijevanje, stepen njene za?tite, povr?inu zidova i povr?inu zra?enja. prijemne grijne povr?ine, kao i strukturne karakteristike sita cijevi (pre?nik cijevi, razmak izme?u osa cijevi).

Da bi se odredile geometrijske karakteristike lo?i?ta, izra?uje se njegova skica. Aktivni volumen komore za sagorijevanje sastoji se od volumena gornjeg, srednjeg (prizmati?nog) i donjeg dijela pe?i. Da bi se odredio aktivni volumen pe?i, treba ga podijeliti na nekoliko elementarnih geometrijskih oblika. Gornji dio zapremine pe?i ograni?en je plafonom i izlaznim prozorom, prekrivenim kapicom ili prvim redom cijevi konvektivna povr?ina grijanje. Prilikom odre?ivanja volumena gornjeg dijela pe?i uzimaju se njegove granice plafon i ravan koja prolazi kroz osi prvog reda festonskih cijevi ili konvektivne grija?e povr?ine u izlaznom prozoru pe?i.

Donji dio komornih pe?i ograni?en je na ognji?te ili hladni lijevak, a slojnih pe?i - na re?etku sa slojem goriva. Granice donjeg dijela zapremine komornih pe?i uzimaju se ispod ili uslovne horizontalne ravnine koja prolazi sredinom visine hladnog lijevka.

Ukupna povr?ina zidova pe?i (F CT ) izra?unava se iz dimenzija povr?ina koje ograni?avaju zapreminu komore za sagorevanje. Da biste to u?inili, sve povr?ine koje ograni?avaju volumen pe?i podijeljene su na elementarne geometrijske figure. Povr?ina zidova dvostrukih paravana i paravana odre?uje se kao dvostruki umno?ak udaljenosti izme?u osa vanjskih cijevi ovih paravana i osvijetljene du?ine cijevi.

1. Odre?ivanje povr?ine ogra?enih povr?ina pe?i

U skladu sa tipi?nom oblogom pe?i kotla DKVR-20-13, koja je prikazana na slici 4, izra?unavamo povr?ine njegovih ogra?enih povr?ina, uklju?uju?i komoru za preokret. Unutra?nja ?irina kotla je 2810 mm.

Slika 4. ?ema kotlovske pe?i DKVR-20 i njegove glavne dimenzije

Prora?un komore za sagorijevanje mo?e se izvr?iti verifikacijskom ili konstruktivnom metodom.

Prilikom verifikacionog prora?una moraju biti poznati projektni podaci pe?i. U ovom slu?aju, prora?un se svodi na odre?ivanje temperature gasova na izlazu iz pe?i th” T. Ako se, kao rezultat prora?una, th” T poka?e znatno vi?im ili manjim od dozvoljene vrednosti, onda se mora promijeniti na preporu?eni smanjenjem ili pove?anjem grija?ih povr?ina pe?i N L koje primaju zra?enje.

Prilikom projektovanja pe?i koristi se preporu?ena temperatura th” koja isklju?uje trosku naknadnih grejnih povr?ina. Istovremeno se utvr?uje potrebna grija?a povr?ina pe?i N L, kao i povr?ina zidova F ST, na kojima treba zamijeniti sita i gorionike.

Da bi izvr?io termi?ki prora?un pe?i, izra?uje njegovu skicu. Zapremina komore za sagorevanje V T; povr?ina zidova koji ograni?avaju volumen F CT; povr?ina re?etke R; efektivna povr?ina grijanja koja prima zra?enje N L; stepen za?tite X se odre?uje u skladu sa dijagramima na sl.1. Aktivan

zapremine pe?i V T su zidovi komore za sagorevanje, au prisustvu sita - aksijalne ravni cevi sita. U izlaznom dijelu, njegov volumen je ograni?en povr?inom koja prolazi kroz osi prvog kotlovskog snopa ili festona. Granica volumena donjeg dijela lo?i?ta je pod. U prisustvu hladnog lijevka, vodoravna ravnina koja odvaja polovinu visine hladnog lijevka uvjetno se uzima kao donja granica volumena pe?i.

Ukupna povr?ina zidova pe?i F artikla izra?unava se zbrajanjem svih bo?nih povr?ina koje ograni?avaju zapreminu komore za sagorevanje i komore za sagorevanje.

Povr?ina re?etke R odre?uje se prema crte?ima ili prema standardnim veli?inama odgovaraju?ih ure?aja za izgaranje.

Pitam

t` out =1000°C.

Slika 1. Skica lo?i?ta

Povr?ina svakog zida pe?i, m 2

Cijela povr?ina zidova lo?i?ta F st, m 2

Grejna povr?ina pe?i koja prima zra?enje N l, m 2, izra?unava se po formuli

gdje F pl X- povr?ina za prijem zraka zidnih paravana, m 2 ; F pl = bl- povr?ina zida koju zauzimaju ekrani. Definira se kao proizvod udaljenosti izme?u osa vanjskih cijevi ovog ekrana b, m, za osvijetljenu du?inu ekranskih cijevi l, m. l odre?uje se u skladu sa dijagramima na sl.1.

X- ugaoni koeficijent ozra?enosti ekrana, u zavisnosti od relativnog nagiba cevi ekrana S/d i rastojanje od ose sitaste cevi do zida pe?i (nomogram 1).

Prihvatamo X=0,86 na S/d=80/60=1,33

Stepen za?tite komorne pe?i

Efektivna debljina zra?e?eg sloja pe?i, m

Prijenos topline u pe?i od proizvoda sagorijevanja do radnog fluida doga?a se uglavnom zbog zra?enja plinova. Svrha prora?una prenosa toplote u pe?i je da se odredi temperatura gasova na izlazu iz pe?i y” t prema nomogramu. U tom slu?aju prvo se moraju odrediti sljede?e koli?ine:

M, a F, V R xQ T / F ST, th teorija, PS

Parametar M zavisi od relativnog polo?aja maksimalne temperature plamena du? visine pe?i X T.

Za komorne pe?i sa horizontalnim osovinama plamenika i gornjim izduvnim gasovima iz pe?i:

X T \u003d h G / h T = 1/3

gdje je h G visina osi gorionika od dna pe?i ili od sredine hladnog lijevka; h T - ukupna visina pe?i od poda ili sredine hladnog lijevka do sredine izlaznog prozora pe?i ili paravana kada je gornji dio pe?i potpuno ispunjen njima.

Prilikom sagorevanja lo? ulja:

M=0,54-0,2X T=0,54-0,2 1/3=0,5

Efektivna emisivnost gorionika a F zavisi od vrste goriva i uslova njegovog sagorevanja.

Prilikom sagorevanja te?nog goriva, efektivna emisivnost gorionika je:

a F \u003d m x a sv + (1-m) x a g = 0,55 0,64 + (1-0,55) 0,27 = 0,473

gdje je m=0,55 koeficijent usrednjavanja, u zavisnosti od termi?kog naprezanja zapremine pe?i; q V - specifi?no osloba?anje toplote po jedinici zapremine komore za sagorevanje.

U srednjim vrijednostima q V, vrijednost m se odre?uje linearnom interpolacijom.

i d, i sv - stepen crnine koju bi baklja imala da je cijela pe? napunjena, respektivno, samo svjetle?im plamenom ili samo nesvjetle?im troatomskim plinovima. Vrijednosti a s i a r odre?ene su formulama

i sv \u003d 1-e - (Kg x Rn + Ks) P S = 1-e - (0,4 0,282 + 0,25) 1 2,8 = 0,64

a g \u003d 1-e -Kg x Rn x P S = 1-e -0,4 0,282 1 2,8 = 0,27

gdje je e baza prirodnih logaritama; k r je koeficijent slabljenja zraka troatomskim plinovima, odre?en nomogramom, uzimaju?i u obzir temperaturu na izlazu iz pe?i, na?in mljevenja i vrstu sagorijevanja; r n \u003d r RO 2 + r H 2 O je ukupni volumenski udio troatomskih plinova (odre?en prema Tablici 1.2).

Koeficijent slabljenja zraka troatomskim gasovima:

K r \u003d 0,45 (prema nomogramu 3)

Koeficijent slabljenja zraka ?esticama ?a?i, 1/m 2 x kgf/cm 2:

0,03 (2-1,1)(1,6 1050/1000-0,5) 83/10,4=0,25

gdje a t koeficijent vi?ka zraka na izlazu iz pe?i;

C P i H P - sadr?aj ugljenika i vodonika u radnom gorivu,%.

Za prirodni gas S R /N R =0,12?mxC m xH n /n.

P - pritisak u pe?i, kgf / cm 2; za kotlove bez pritiska R=1;

S je efektivna debljina zra?e?eg sloja, m.

Prilikom sagorevanja ?vrstih goriva, emisivnost gorionika a F nalazi se iz nomograma odre?ivanjem ukupne opti?ke vrednosti K x P x S,

gdje je P - apsolutni tlak (u pe?ima s uravnote?enim gazom P = 1 kgf / cm 2); S je debljina zra?e?eg sloja pe?i, m.

Otpu?tanje topline u pe?i po 1 m 2 grija?ih povr?ina koje ga okru?uju, kcal / m 2 h:

q v =

Korisno osloba?anje topline u pe?i po 1 kg sagorjelog goriva, nm 3:

gdje je Q in toplina unesena zrakom u pe? (u prisustvu grija?a zraka), kcal/kg:

Q B =( a t -? a t -? a pp)xI 0 u +(? a t +? a pp) x I 0 xv =

=(1,1-0,1) 770+0,1 150=785

gdje je ? a t je vrijednost usisavanja u pe?i;

?a pp - vrijednost usisavanja u sistemu pripreme pra?ine (odabrati prema tabeli). ? a pp = 0, jer lo? ulje

Entalpije teoretski potrebne koli?ine zraka J 0 h.w. = 848,3 kcal/kg pri temperaturi iza grija?a zraka (preliminarno usvojeno) i hladnog zraka J 0 h.v. prihva?eno prema tabeli 1.3.

Temperatura toplog zraka na izlazu iz grija?a zraka se bira za lo? ulje - prema tabeli 3, t hor. in-ha \u003d 250 ? C.

Teoretska temperatura sagorijevanja y theor = 1970 ° C odre?ena je prema tablici 1.3 prema prona?enoj vrijednosti Q t.

Koeficijent toplotne efikasnosti sita:

gdje je X stepen za?tite pe?i (odre?en u projektnim specifikacijama); z je uslovni koeficijent kontaminacije sita.

Uslovni faktor kontaminacije sita z za lo? ulje je 0,55 sa otvorenim glatkim sitama.

Odrediv?i M, i F, V R xQ T /F CT ,y teor, PS, odrediti temperaturu gasa na izlazu iz pe?i y? t prema nomogramu 6.

U slu?aju odstupanja u vrijednostima y” t za manje od 50 0 C, za kona?nu se uzima temperatura plina na izlazu iz pe?i odre?ena iz nomograma. Uzimaju?i u obzir smanjenja u prora?unima, prihvatamo y "t \u003d 1000 ° C.

Toplota preneta u pe?i zra?enjem, kcal/kg:

gdje je f koeficijent o?uvanja topline (od toplotni bilans).

Entalpija gasova na izlazu iz pe?i J” T nalazi se prema tabeli 1.3 na a t i y” t prividni termi?ki napon zapremine pe?i, kcal/m 3 h.

Verifikacioni prora?un komore za sagorevanje sastoji se u odre?ivanju stvarne temperature dimnih gasova na izlazu iz komore za sagorevanje kotla prema formuli:

, o S (2.4.2.1)

gdje je T a apsolutna teoretska temperatura produkata sagorijevanja, K;

M je parametar koji uzima u obzir raspodjelu temperatura po visini pe?i;

- koeficijent o?uvanja toplote;

V r - procijenjena potro?nja goriva, m 3 / s;

F st - povr?ina zidova pe?i, m 2;

- prosje?na vrijednost koeficijenta toplotne efikasnosti sita;

- stepen crnila lo?i?ta;

Vc cf - prosje?ni ukupni toplinski kapacitet produkata sagorijevanja 1 m 3 goriva u temperaturnom rasponu
, kJ/(kg K);

- emisivnost potpuno crnog tijela, W/(m 2 K 4).

Za odre?ivanje stvarne temperature , preliminarno smo postavili njegovu vrijednost u skladu sa preporukama
. By prihva?ena temperatura gasova na izlazu iz lo?i?ta i adijabatske temperature sagorevanja goriva O i utvr?ujemo gubitke toplote, a prema prihva?enim - radijacijske karakteristike gasova. Zatim, prema poznatim geometrijskim karakteristikama komore za sagorevanje, prora?unom dobijamo stvarnu temperaturu na izlazu iz pe?i.

Verifikacioni prora?un pe?i vr?i se u slede?em redosledu.

Za unaprijed odre?enu temperaturu
odrediti entalpiju produkata sagorevanja na izlazu iz pe?i prema tabeli 2.2.1.
.

Korisno osloba?anje topline u pe?i izra?unava se po formuli:

KJ/m 3 (2.4.2.2)

gdje je Q in toplina koja se unosi u pe? zrakom: za kotlove bez grija?a zraka, odre?uje se po formuli:

, kJ/m 3 (2.4.2.3) kJ/m 3

Q in.in. - toplota koja se uvodi u kotlovsku jedinicu sa vazduhom koji ulazi u njega, zagreva se izvan jedinice: uzimamo Q v.in = 0, po?to se vazduh ispred kotla KVGM-30-150 u projektu koji se razmatra nije zagrejan;

rH g.ex. – toplina recirkuliraju?ih produkata sagorijevanja: uzimamo rH g.ex. = 0, budu?i da dizajn kotla KVGM-23.26-150 ne predvi?a recirkulaciju dimnih gasova

Teorijska (adijabatska) temperatura izgaranja O a odre?ena je vrijedno??u osloba?anja korisne topline u pe?i Q t = H a.

Prema tabeli 2.2.1, pri H a = 33835,75 kJ / m 3 odre?ujemo O a = 1827,91 o C.

Parametar M odre?ujemo u zavisnosti od relativnog polo?aja maksimalne temperature plamena du? visine pe?i (x t) tokom sagorevanja gasa prema formuli:

, (2.4.2.4)

gdje
, (2.4.2.5)

gdje je Hg udaljenost od lo?i?ta pe?i do ose gorionika, m;

H t je udaljenost od dna pe?i do sredine izlaznog prozora pe?i, m;

Za kotao KVGM-23.26, udaljenost H g \u003d H t, zatim x t \u003d 0,53.

Koeficijent toplotne efikasnosti sita odre?uje se formulom:

, (2.4.2.6)

gdje - koeficijent koji uzima u obzir smanjenje apsorpcije toplote ekrana usled kontaminacije ili pokrivanja povr?ina izolacijom; prihvatiti
;

h je uslovni faktor skrininga; odre?eno nomogramom, pri S = 64 mm, d = 60 mm, S / d = 64/60 = 1,07, zatim x = 0,98;

Odre?ujemo efektivnu debljinu zra?e?eg sloja u pe?i:

, m (2.4.2.7)

gdje je V t, F st - zapremina i povr?ina zidova komore za sagorijevanje, m 3 i m 2. Odre?ujemo prema projektnoj dokumentaciji za kotao KVGM-23.26-150.

V t = 61,5 m 3, F st = 106,6 m 2;

Koeficijent slabljenja snopa za svijetle?i plamen je zbir koeficijenata prigu?enja snopa za troatomske plinove (k r) i ?estice ?a?e (k s) i, kada plin izgori, odre?uje se po formuli:

,
(2.4.2.8)

gdje je r p ukupni volumenski udio troatomskih plinova: odre?eno iz tabele 2.1.2.

Koeficijent slabljenja zraka troatomskim gasovima k r odre?uje se formulom:

,
(2.4.2.9)

gde je p p - parcijalni pritisak troatomskih gasova;

, MPa (2.4.2.10)

gde je p pritisak u komori za sagorevanje kotlovske jedinice koja radi bez pra?njenja: p = 0,1 MPa, ;

- apsolutna temperatura gasova na izlazu iz komore za sagorevanje, K (jednaka usvojenoj prema preliminarnoj proceni)

Koeficijent slabljenja zraka ?esticama ?a?e odre?uje se formulom:

,
(2.4.2.11)

Gdje je omjer sadr?aja ugljika i vodika u radnoj masi goriva: za plinovito gorivo se uzima:

, (2.4.2.12)

Emisivnost plamena (a f) za plinovito gorivo odre?ena je formulom:

gde je a sv stepen crnine svetle?eg dela baklje, odre?en formulom:

(2.4.2.14)

i r - stepen crnila nesvetle?ih troatomskih gasova, odre?en je formulom:

; (2.4.2.15) m je koeficijent koji karakteri?e proporciju zapremine pe?i ispunjene svetle?im delom baklje.

Odredite specifi?no optere?enje zapremine pe?i:

, kW/m 3 (2.4.2.16)

tada je m = 0,171.

Stupanj crnila pe?i pri sagorijevanju plina odre?uje se formulom:

(2.4.2.17)

Prilikom provjere prora?una pe?i prema crte?ima potrebno je odrediti: zapreminu komore za sagorijevanje, stepen njene za?tite, povr?inu zidova i povr?inu komore. grija?e povr?ine koje primaju zra?enje, kao i karakteristike dizajna sitastih cijevi (pre?nik cijevi, razmak izme?u osa cijevi).

Da bi se odredile geometrijske karakteristike lo?i?ta, izra?uje se njegova skica. Aktivni volumen komore za sagorijevanje sastoji se od volumena gornjeg, srednjeg (prizmati?nog) i donjeg dijela pe?i. Da bi se odredio aktivni volumen pe?i, treba ga podijeliti na nekoliko elementarnih geometrijskih oblika. Gornji dio zapremine pe?i ograni?en je plafonom i izlaznim prozorom, prekrivenim kapicom ili prvim redom cijevi povr?ine konvektivnog grijanja. Pri odre?ivanju volumena gornjeg dijela pe?i za njegove granice uzimaju se strop i ravnina koja prolazi kroz osi prvog reda festonskih cijevi ili konvekcijske grija?e povr?ine u izlaznom prozoru pe?i.

Donji dio komornih pe?i ograni?en je na lo?i?te ili hladni lijevak, a slojnih pe?i - na re?etku sa slojem goriva. Za granice donjeg dijela zapremine komornih pe?i uzima se donja ili uvjetna horizontalna ravnina koja prolazi sredinom visine hladnog lijevka.

Ukupna povr?ina zidova pe?i (FCT) izra?unava se iz dimenzija povr?ina koje ograni?avaju zapreminu komore za sagorevanje. Da biste to u?inili, sve povr?ine koje ograni?avaju volumen pe?i podijeljene su na elementarne geometrijske oblike. Povr?ina zidova dvostrukih paravana i paravana odre?uje se kao dvostruki umno?ak udaljenosti izme?u osa vanjskih cijevi ovih paravana i osvijetljene du?ine cijevi.

1. Odre?ivanje povr?ine ogra?enih povr?ina pe?i

U skladu sa tipi?nom oblogom pe?i kotla DKVR-10-13, koja je prikazana na slici 4, izra?unavamo povr?ine njegovih ogra?enih povr?ina, uklju?uju?i i reverznu komoru. Unutra?nja ?irina kotla je 2810 mm.

Slika 4. ?ema kotlovske pe?i DKVR-10 i njene glavne dimenzije

gdje je rastojanje izme?u osa krajnjih cijevi ovog ekrana, m;

Osvetljena du?ina ekranskih cevi, m

bo?ni zidovi,

prednji zid;

stra?nji zid;

Dva zida okretne komore;

Podlo?na i rotiraju?a komora

Ukupna povr?ina ogra?enih povr?ina

2. Odre?ivanje grejne povr?ine pe?i koja prima zra?enje

Tabela 4 - Osnovni podaci za odre?ivanje grejne povr?ine koja prima zra?enje

	Du?ina osvijetljene sitaste cijevi l, mm	Udaljenost izme?u osa vanjskih cijevi sita b, mm	Povr?ina zida prekrivena paravanom, Fpl, m2	Promjer sitastih cijevi d, mm	Razmak sitastih cijevi S, mm	Udaljenost od ose cijevi do zida e, mm	Relativni nagib sitastih cijevi S/d	Relativna udaljenost od ose cijevi do zida e/d	Ugao ekrana	Grejna povr?ina koja prima zra?enje Nl, m2
front Prvi red kotlovskog snopa		2600x2

Ukupna grija?a povr?ina pe?i koja prima zra?enje odre?uje se kao zbir pojedina?nih komponenti

KOTLOVNE INSTALACIJE
3.1 Klasifikacija kotlova
Dio kotla u kojem se sagorijeva gorivo naziva se lo?i?te. Kada se gorivo sagorijeva u kotlovskoj pe?i, osloba?a se toplina koja se prenosi od produkata izgaranja (plinova izgaranja) kroz metalne povr?ine vode za grijanje. Pe?i se dijele na komora i slojevito.
AT komora pe?i sagorevaju gasovita, te?na i ?vrsta (peleti ili granule) goriva. Sagorevanje se odvija u zapremini pe?i. Plamenik je usko povezan sa komornom pe?i. Najjednostavnija klasifikacija gorionika prema vrsti goriva koja se sagorijeva: plinski gorionici, gorionici na teku?e gorivo, gorionici na ?vrsto gorivo (za pelet ili pelet).

Sl.3.1 Plinski plamenik . 1 - tijelo gorionika, 2 - pogon i ventilator gorionika, 3 - upalja?, 4 - automatika za upravljanje gorionikom, 5 - glava gorionika, 6 - regulator dovoda zraka, 7 - prirubnice za monta?u.
Mali kotlovi na ?vrsto gorivo uglavnom imaju slojevita ili re?etkasta lo?i?ta.

Kotlovi sa slojevitim pe?ima mogu se podijeliti u sljede?e glavne tipove:

- kotlovi sa gornjim sagorevanjem (sl. 3-3a)

Kotlovi sa ni?im sagorevanjem (sl. 3-3c)

Rotacioni kotlovi na plamen itd.

Rice. 3.2 Crno ulje gorionik na te?no gorivo. 1 - tijelo gorionika, 2 - regulator zraka, 3 - ventilator gorionika, 4 - pogon gorionika, 5 - pumpa za gorivo, 6 - glava gorionika, 7 - ?ipka za pri?vr??ivanje mlaznice, 8 - mlaznice, 9 - automatizacija upravljanja gorionici, 10 - upalja?.


Rice. 3.3 a - kotao sa gornjim sagorevanjem, c - kotao sa donjim sagorevanjem (1 - primarni vazduh, 2 - sekundarni vazduh, 3 - gasovi sagorevanja)
Kotao lo?i?te sa gornjim sagorevanjem– tradicionalna, namijenjena spaljivanju goriva sanizak sadr?aj isparljivih materija . Termi?ka razgradnja goriva i sagorijevanje nastalih isparljivih tvari i koksa doga?a se u samoj zapremini komora pe?i. Ve?ina oslobo?ene topline prenosi se na zidove pe?i zra?enjem. Kada gori goriva izvisok sadr?aj hlapljivih tvari (drvo, treset) u zapremini lo?i?ta ostaviti dovoljno mesto za sagorevanje isparljivih materija, gde se dovodi sekundarni vazduh.

Kotao sa donjim sagorevanjem ima ?aht za gorivo, odakle se gorivo stalno dovodi do re?etke umjesto sagorelog. Kre?u?i se u rudniku, gorivo se su?i i zagrijava. Odre?eni dio goriva je uklju?en u sagorijevanje, ve?ina gorivo koje se nalazi na re?etki nije termi?ki obra?eno i zadr?ava svoj izvorni sadr?aj isparljivih tvari. Neposredno blizu re?etke, gorivo se gasificira, a rezultiraju?e isparljive tvari izgaraju u odvojeno smje?tenoj komori za sagorijevanje, gdje se dovodi sekundarni zrak kako bi se osigurala dovoljno visoka temperatura sagorijevanja. Jedan od zidova naknadnog sagorevanja obi?no je izra?en od keramike.
Prilikom nadogradnje kotla sa okretni plamen i ni?eg sagorevanja razvijen je kotao sa rotaciono sagorevanje (sl.3.4a), koji koristi kerami?ku re?etku koja stabilizira proces sagorijevanja. Zbog veoma dobrih uslova sagorevanja ovog kotla, komora za naknadno sagorevanje ima manju zapreminu u odnosu na kotao sa donjim sagorevanjem.
Zasebna vrsta kotla se mo?e smatrati kotlom sa dva odvojena komore za sagorevanje ( lo?i?ta ) – univerzalni kotao (pirina?. 3.4b). U promjenjivim uvjetima snabdijevanja gorivom i cijenama goriva, takav kotao je vrlo zgodan, jer mo?e sagorijevati i te?na goriva, ogrevno drvo, drvni otpad, treset, briketirani treset, drvne pelete (granule) i ugalj itd. U kotlu, kao ?to je ve? pomenuto, postoje dve me?usobno nezavisne pe?i: pe? sa gornjim sagorevanjem na ?vrsto gorivo i pe? za sagorevanje te?nog goriva, na ?ijoj prednjoj strani je ugra?en gorionik na te?no gorivo. Kotao je dizajniran za istovremenu upotrebu dvije vrste goriva. gori ?vrsto gorivo, gorivo se mora dodavati ?e??e nego, na primjer, u slu?aju pe?i na dno, koja je opremljena vratilom za gorivo. Plamenik na te?no gorivo se automatski uklju?uje ako je ?vrsto gorivo izgorelo i temperatura vode u kotlu pala ispod dozvoljenog nivoa.

Obi?no ovi kotlovi imaju izmjenjiva? topline vru?a voda od spiralnih cijevi i mogu?a je ugradnja elektri?ni grija?i. Dakle, kotao mo?e biti elektri?ni, mo?e se lo?iti na ?vrsta i te?na goriva i kod ovog kotla nema potrebe za posebnim toplovodnim bojlerom.

Rice. 3.4 a - kotao sa rotacionim plamenom, b - univerzalni kotao sa dve komore za sagorevanje (1 - primarni vazduh, 2 - sekundarni vazduh, 3 - gasovi za sagorevanje).

3.2 Pokazatelji efikasnosti pe?i
Firebox- dio kotlovskog postrojenja u kojem se vr?i sagorijevanje goriva.

Toplota koja se osloba?a tokom sagorevanja goriva prenosi se na vodu kroz produkte sagorevanja. grejne povr?ine. Povr?ine za grijanje su obi?no izra?ene od metala ili lijevanog ?eljeza. Izmjena topline izme?u unutra?njih i vanjske sredine, odvojeno grejnom povr?inom, nastaje zra?enjem, konvekcijom, provo?enjem toplote. Toplina produkata izgaranja prenosi se na vanjsku povr?inu zra?enjem i konvekcijom. U pe?ima je udio zra?enja vi?e od 90%. Kroz materijal grija?e povr?ine (metal), kao i naslage na vanjskoj grija?oj povr?ini i kamencu unutra?nja povr?ina zagrijavanje se prenosi vo?enjem topline.

Za karakterizaciju rada pe?i koriste se razli?iti indikatori:

Toplotni u?inak lo?i?ta - koli?ina toplote koja se osloba?a pri sagorevanju goriva u jedinici vremena, kW

B– potro?nja goriva, kg/s

Q a t – neto kalorijska vrijednost kJ/kg
Forsiranje lo?i?ta - koli?ina topline koja se osloba?a u jedinici vremena po jedinici povr?ine popre?nog presjeka pe?i, kW / m 2

gdje je A povr?ina popre?nog presjeka pe?i, m 2.
Specifi?na zapreminska snaga pe?i - koli?ina topline koja se osloba?a po jedinici volumena pe?i u jedinici vremena, kW / m 3.

gdje je V zapremina pe?i, m 3 .
Specifi?no toplotna snaga re?etkasto (slojevito) lo?i?te- koli?ina topline koja se osloba?a sa povr?ine re?etke u jedinici vremena.

R - povr?ina re?etke, m 2

V je zapremina komore za sagorevanje, m 3

efikasnost kotao premadirektno balans nalazi se omjerom korisne topline Q kas i koli?ine topline dovedene u pe?:


gdje je G protok vode kroz kotao,

h 1 - entalpija vode na ulazu u kotao

h 2 - entalpija vode na izlazu iz kotla
efikasnost kotao(bruto efikasnost ne uzima u obzir potro?nju energije za sopstvene potrebe) onindirektno balans:

gdje q 2 – gubitak toplote sa izlaznim gasovima;

q 3 - gubitak toplote od hem. nedovoljno sagorevanje;

q 4 - gubitak toplote iz krzna. nedovoljno sagorevanje;

q 5 – gubitak toplote od hla?enja kotla;

q 6 – gubitak toplote sa fizi?kom toplotom ?ljake.
Da bi se prona?la neto efikasnost kotao treba ukloniti potro?nju koli?ine topline q s ot i elektri?na energija q e ot za vlastite potrebe:

Obi?no potro?nja za sopstvene potrebe (za rad duvaljki, pumpi i sl.) za gas i te?no gorivo kotlova nije vi?e od 0,3 ... 1%. ?to je kotao ja?i, to je ni?i procenat.
efikasnost kotao pri nazivnom optere?enju se razlikuje od efikasnosti. kolac pri djelimi?nom optere?enju. Kada se optere?enje kotla u odre?enoj koli?ini smanji ispod nominalne vrijednosti, smanjuju se toplinski gubici s dimnim plinovima i iz kemijskih plinova. nedovoljno kuvano. Gubici pri su?enju ostaju isti i njihov procenat se zna?ajno pove?ava. I to je razlog za?to kada se smanji optere?enje kotla, smanjuje se i efikasnost. kotao.
Posebno pitanje je gubitke kotla tokom rada sa prekidima, koji su uglavnom uzrokovani sljede?im razlozima:

Gubici od vanjskog isu?ivanja;

Q k.f. je fizi?ka toplina goriva;

Q p je toplina pare, koja se koristi za raspr?ivanje goriva u pe?i ili se dovodi ispod re?etke pe?i;

Q k a je kalorijska vrijednost plinskog goriva.
Prilikom sagorijevanja uljnog ?kriljaca, toplina koja se koristi u gorivu izra?unava se po formuli:

Gdje ?Q ka ozna?ava toplinu endotermnog efekta zbog nepotpune razgradnje karbonata:

Sa potpunom dekompozicijom k CO 2 = 1 i DQ ka = 0
Toplina Q t k koja se isporu?uje u kotlovnicu dijeli se na korisno Q 1 i gubitak toplote:
Q 2 - sa izlaznim gasovima;

Q 3 - od hemijskog sagorevanja;

Q 4 - od mehani?kog sagorevanja;

Q 5 - od isu?ivanja kotla;

Q 6 - sa fizi?kom toplotom ?ljake.
Izjedna?avaju?i iskori?tenu toplinu goriva Q t k sa tro?kovima topline, dobivamo:

Ovaj izraz se zove jedna?ina toplotnog bilansa kotlarnica.
Jedna?ina toplotnog bilansa u procentima:

G de

3.4 Gubitak toplote kotao
3.4.1 Gubitak toplote sa dimnim gasovima iz kotla

gdje je H v . g. - entalpija izduvnih gasova iz kotla u kJ / kg ili kJ / m 3 (sagorelo gorivo 1 kg ili 1 m 3)

a v . g - koeficijent vi?ka vazduha

H 0 k . ? je entalpija zraka potrebna za sagorijevanje 1 kg ili 1 m 3 goriva (prije grija?a zraka) u kJ/kg ili kJ/m 3 .

gdje V i – zapremine komponenti (V RO 2 , V N2 , V O2 , V H2O) izduvnih gasova po jedinici mase ili zapremine goriva m 3 / kg , m 3 / m 3

c' i- izobari?ni volumetrijski toplotni kapacitet odgovaraju?e gasne komponente kJ / m 3 ?K

th v.g - temperatura gasova koji izlaze iz kotla.
Za koli?inu toplotnog gubitka q 2 ima zna?ajan uticaj kao temperatura dimnih gasovath v.g , i omjer vi?ka zrakaa v . g.

Temperatura dimnih gasova raste usled kontaminacije grejnih povr?ina, koeficijent vi?ka vazduha kotla koji radi pod vakuumom je

zbog pove?anja nepropusnosti. Obi?no gubitak toplote q 2 iznosi 3 ... 10%, ali zbog gore navedenih faktora mo?e se pove?ati.
Za prakti?nu definiciju q 2 at termotehni?ka ispitivanja kotla, potrebno je odrediti temperaturu dimnih plinova i koeficijent vi?ka zraka. Za odre?ivanje koeficijenta vi?ka zraka potrebno je izmjeriti postotak RO 2 , O 2 , CO u dimnim gasovima.

1. 
   Hemijski gubitak toplote potpuno sagorevanje gorivo (hemijski nedozhega)

Gubici kod hemijskog sagorevanja nastaju zbog ?injenice da deo zapaljive materije goriva ostaje neiskori??en u pe?i i napu?ta kotao u obliku gasnih komponenti (CO, H 2 , CH 4 , CH...). Potpuno sagorijevanje ovih zapaljivih plinova je gotovo nemogu?e niske temperature iza pe?i. Main uzroci hemijskog kvara sljede?e:

Nedovoljna koli?ina vazduha koja ulazi u pe?

Lo?e mije?anje zraka i goriva

Mali volumen pe?i, koji odre?uje vrijeme zadr?avanja goriva u pe?i, ?to nije dovoljno za potpuno sagorijevanje goriva,

Niska temperatura u pe?i, ?to smanjuje brzinu gorenja;

Previse toplota u pe?i, ?to mo?e dovesti do disocijacije produkata izgaranja.
Sa odgovaraju?om zapreminom vazduha i dobrim me?anjem q 3 zavisi od specifi?ne zapreminske snage pe?i. Optimalna zapreminska snaga pe?i, gdje q 3 minimum zavisi od goriva koje se sagoreva, tehnologije sagorevanja i dizajna pe?i. Gubitak toplote usled hemijskog sagorevanja iznosi 0...2% pri specifi?noj zapreminskoj snazi q v = 0,1 ... 0,3 MW/ m 3 . U pe?ima u kojima dolazi do intenzivnog sagorevanja goriva q v = 3... 10 MW/ m 3 , nema gubitka toplote od hemijskog nedozhega.

1. 
   Gubitak toplote usled mehani?kog nepotpunog sagorevanja (od mehani?kog sagorevanja)

Gubitak toplote usled mehani?kog sagorevanja q 4 odre?uju se sadr?ajem zapaljive materije goriva u ?vrstim ostacima sagorevanja koji napu?taju kotao. Dio ?vrste zapaljive tvari, koja sadr?i ugljik, vodik i sumpor, odlazi zajedno s izduvnim plinovima u gornji dio pe?i u obliku 1. lete?i pepeo , dio ?vrstih zapaljivih ostataka se uklanja sa re?etke ili ispod re?etke zajedno 2. sa ?ljakom ; mo?e do?i do djelimi?nog 3. izlivanje goriva kroz ?elije mre?e.

Prilikom sagorevanja te?nih i gasovitih goriva nema gubitaka od mehani?kog podsagorevanja, osim u slu?ajevima kada se stvara ?a?, koja se iz kotla izvodi zajedno sa izduvnim gasovima sagorevanja.
Gubici od mehani?kog kvara mogu se izra?unati po formuli:

gdje je a r , a v , a lt - specifi?ne koli?ine?vrsti zapaljivi ostatak koji se uklanja sa re?etke (a r), ili ispod re?etke kao da je propao kroz nju (a v), ili je napustio kotao zajedno sa zapaljivim gasovima u obliku lete?eg pepela (a lt).

P r , P v , P lt - postotak % zapaljive tvari u tri zapaljiva ostatka.
Q t k – iskori?tena toplota kJ/kg;

1. 
   Toplotni gubici od vanjskog isu?ivanja kotla

Toplotni gubici od vanjskog isu?ivanja kotla nastaju zbog prodora topline kroz oblogu i toplotna izolacija. Gubitak toplote q 5 zavise od debljine obloge i debljine toplotne izolacije delova kotlovskog postrojenja. Kod velikih (sna?nih) kotlova povr?ina kotla je manja u odnosu na zapreminu i q 5 ne prelaze 2%.

Za kotlove snage manje od 1 MW, gubici prigu?enja se odre?uju empirijski. Za ovo vanjska povr?ina kotao je podijeljen na dijelove sa manjom povr?inom F i , u ?ijoj sredini se meri toplotni tok q i W/ m 2 .

Rice. 13.5. Ovisnost vanjskog o?vr??avanja povr?ine kotla o izlazu pare kotla.
U nedostatku mera?a toplote na sredini svakog dela povr?ine kotla, meri se povr?inska temperatura i gubici toplote se izra?unavaju po formuli:

gdje je a prosje?ni koeficijent prijelaza topline sa vanjske povr?ine kotla u okolinu (zrak) W/ m 2 ?K
D t = t F – t ? je prosje?na temperaturna razlika izme?u povr?ine kotla i prosje?ne temperature zraka.

A je povr?ina vanjske povr?ine kotla, koja se sastoji od n dijelova s povr?inom F i m 2 .

1. 
   Gubitak toplote sa fizi?kom toplotom ?ljake

gdje je a r relativna koli?ina ?ljake uklonjene iz kotlovske pe?i

t r – temperatura ?ljake 0 S

r- specifi?na toplota?ljaka kJ/ kg?K

1. 
   Plamenici na ?vrsto gorivo

U mnogim zemljama se testira oprema za kotlove na ?vrsto gorivo kako bi se automatizovao njen rad. Ako se drvna sje?ka koristi kao gorivo, tada je naj?e??i gorionik za takvo gorivo gorionik za lo?enje.

Rice. 3.6 Stoker - gorionik.

Za sagorevanje zrnatog goriva (peleta) koristi se specijalni EcoTec gorionik.

Sl.3.7 EcoTec plamenik za sagorevanje peleta.
Postoje dvije glavne vrste kotlova na pelet, prvi su kotlovi sa posebnim gorionicima na pelet (i vanjski i unutra?nji) a drugi vi?e jednostavni modeli, pretvorene, po pravilu, iz kotlova na piljevinu, u kojima nema gorionika, a pelet se sagorijeva u okovu pe?i. Prvi tip kotlova na pelet se pak mo?e podijeliti u dvije podgrupe: ugra?eni gorionici na pelet i gorionici na pelet koji se mogu demontirati i kotao pretvoriti na drugu vrstu goriva (ugalj, drva).

Dakle, prvo da razjasnimo o ?emu govorimo.

Prva grupa uklju?uje sljede?a rje?enja na ruskom tr?i?tu kotao Junkers + EcoTec gorionik itd. Strukturno ovu odluku Radi se o kotlu na ?vrsto gorivo sa ugra?enim gorionikom na pelete.

U drugu grupu spadaju Faci i njegovi isto?noevropski klonovi, Benekov itd.

Dakle, velika razlika je, kao ?to vidimo, u prisustvu specijalizovanog gorionika i ne?to manjih u sistemu snabdevanja peletom. Ta?nije, to izgleda ovako:

Koja je razlika izme?u gorionika na pelete i okova za pe?i

Prvo, peleti na gorioniku na pelete gore bolje nego na armaturama za pe?i, stvar je u tome ?to su na specijalizovani gorionik na pelet ugra?eni senzori koji uti?u na sagorevanje peleta (npr. senzor temperature, opti?ki senzor plamen) i dodatni aktivni mehanizmi (mje?alica za pepeo, sistem za samopaljenje). Komplikacija gorionika dovodi, s jedne strane, do ve?e efikasnosti kotla u cjelini, me?utim, s druge strane, cijena za to je slo?eniji (a samim tim i skuplji) sistem upravljanja.

Drugo, dovod zraka u specijaliziranom gorioniku je usmjeren i, po pravilu, zonski, tj. postoji podru?je primarnog dovoda zraka, postoji podru?je dovoda sekundarnog zraka. To nije slu?aj u konvencionalnim spojevima pe?i.

Sistem za hranjenje peleta

Kod gorionika na pelet sistem za dovod peleta je „razbijen“ na dva nezavisna dela, svaki sa svojim zasebnim elektromotorom - vanjski pu? i unutra?nji pu?, obi?no povezan topljivo crijevo, ?to je dodatna za?tita (pored glavnih) od povratne vatre.
Za kotlove prera?ene od peleta od piljevine, dovode se na okove pe?i krutim pu?em.

Ostale razlike proizlaze iz razlike u sistemu hranjenja:

Rezervoar - Kod gorionika sa krutim pu?em, veli?ina rezervoara je ograni?ena. iako je mogu?a izgradnja na postoje?em bunkeru. U sistemima sa gorionicima na pelete mogu?e je projektovati bunker bilo koje veli?ine.

Primjer gorionika na pelete sa volumetrijskim sagorijevanjem je gorionik na pelete ?vedske kompanije EcoTec.

1.	pu? cijev spu?tena u spremnik	7.	zidovi kotla sa nosa?em toplote
2.	vanjski vij?ani motor	8.	duct
3.	topivo crijevo*	9.	vijak dovod peleta u zonu sagorevanja
4.	pu? unutra?njeg rezervoara	10.	ventilator za vazduh
5.	unutra?nji bunker plamenika (dozator)	11.	zona sagorevanja peleta
6.	reed ventil*

Pokretanje "hladnog" gorionika na pelete

fotografija 1. Ventilator

Kada je kotao "hladno" pokrenut, sa informacijom sa senzora nivoa o prisutnosti peleta u unutra?njem vijku, a samim tim i u zoni sagorevanja, uklju?uje se sistem samopaljenja. Zatim, kada senzor plamena otkrije otvoreni plamen, uklju?uje se maksimalno dovod zraka za daljnje paljenje. Nakon nekog vremena, kotao prelazi u re?im rada normalan rad. U slu?aju neuspje?nog starta, u zavisnosti od algoritma rada gorionika, mogu?e je: dodatno dovod peleta, ispu?tanje zraka i ponovno pokretanje sistema za samopaljenje. Postoje modeli koji uklju?uju pumpu nosa?a toplote tek kada se postigne pode?ena temperatura i zaustavljaju je kada padne.

Kada je kotao "hladno" pokrenut, sa informacijom sa senzora nivoa o prisutnosti peleta u unutra?njem vijku, a samim tim i u zoni sagorevanja, uklju?uje se sistem samopaljenja. Zatim, kada senzor plamena otkrije otvoreni plamen, uklju?uje se maksimalno dovod zraka za daljnje paljenje. Nakon nekog vremena, kotao prelazi na normalan rad. U slu?aju neuspje?nog starta, u zavisnosti od algoritma rada gorionika, mogu?e je: dodatno dovod peleta, ispu?tanje zraka i ponovno pokretanje sistema za samopaljenje. Postoje modeli koji uklju?uju pumpu nosa?a toplote tek kada se postigne pode?ena temperatura i zaustavljaju je kada padne.

Gorionik na pelete u normalnom re?imu rada

Nakon paljenja gorionik prelazi u normalan rad. Nakon ?to ste prethodno postavili potrebnu snagu plamenika (na primjer, kupili ste plamenik od 25 kW za grijanje 150 kvadratnih metara, u ovom slu?aju bi bilo optimalno smanjiti snagu gorionika na 10-15 kW), temperaturni raspon plamenika je pode?en , na primjer, donja granica je 70 C, a gornja 85 C. Algoritam je sljede?i - kada temperatura rashladne teku?ine dostigne gornju granicu, bojler se zaustavlja i prelazi u stand-by mod, nakon ?ega temperatura po?inje da padne, onda, kada se pro?e donja granica, kotao se automatski pokre?e. Informacije o promjenama temperature dolaze iz eksterni senzor pode?enu temperaturu u sistemu grijanja (baterije) ili unutra?njem senzoru kotla. Shodno tome, ?to je ve?i ovaj raspon, to mogu biti du?e pauze izme?u uklju?ivanja/isklju?ivanja kotla na pelet.

Pokretanje iz stand-by moda

Pokretanje iz stand-by moda se doga?a kada se prije?e donja postavljena granica temperature. Glavna razlika u odnosu na postupak hladnog pokretanja kotla je u tome ?to se u ovom slu?aju inicijalno uklju?uje ventilator koji zapali pelete koji tinjaju. U nekim slu?ajevima mogu?e je uklju?iti unutra?nji pu? kako bi se dopremili novi peleti koji ?e zamijeniti izgorjeli. Sustav samopaljenja se mo?e uklju?iti nakon nekoliko neuspje?nih poku?aja pokretanja (iako to vjerovatno ukazuje da je pro?ao zna?ajan vremenski period od zaustavljanja kotla i po?etak se mo?e smatrati „hladnim“).

Dinami?ka promjena snage gorionika

Pod dinami?kom promjenom snage podrazumijevamo sljede?u situaciju, recimo, kao u gornjem primjeru, va? gorionik radi na 75% mogu?e snage, tj. ovo je dovoljno za normalno funkcionisanje sistema grijanja i za osiguranje potrebne udobnosti. U slu?aju, na primjer, zimi, pada temperature okru?enje, gorioniku ?e trebati vi?e vremena da dostigne gornju granicu i brzo se spusti do donje, me?utim, pode?ena snaga ?e biti dovoljna da zagrije va?u ku?u.

Sada zamislite situaciju, imate instaliran bojler za toplu vodu, a odlu?ite se istu?irati u isto vrijeme u najhladnijoj no?i u godini, u ovom slu?aju pad temperature rashladne teku?ine mo?e biti prili?no o?tar, a nakon nekog vremena mo?ete osjetiti na vlastitoj ko?i da va? kotao ne “vu?e” optere?enje, uprkos ?injenici da radi u vr?nom re?imu rada. Upravo za takve slu?ajeve koristi se sistem dinami?ke promjene snage gorionika. U tom slu?aju gorionik ?e automatski pove?ati radnu snagu na 100%, a kada se dostigne potrebna temperatura, vra?a se nazad.

Zaustavljanje gorionika u normalnom na?inu rada

Nakon primanja komande od kontrolne table ili eksternog prekida?a (na primjer, GSM modema), eksterni sistem napaja pelete, a unutra?nji pu? ubacuje preostale pelete u zonu sagorevanja, istovremeno ventilator po?inje da dovodi vazduh sa maksimalna brzina, za najbr?e sagorevanje preostalih peleta. Nakon ?to protekne unaprijed odre?eno vremensko razdoblje i dobije se signal o nepostojanju plamena, centrala isklju?uje gorionik. Vrijedi napomenuti da kada je gorionik isklju?en, mogu?e je nastaviti pra?enje (temperatura i plamen kako bi se sprije?ilo ponovno paljenje) neko vrijeme.

Fino pode?avanje gorionika na pelete

U prisustvu dodatnih senzora gorionika na pelete mogu?e je fino podesiti njegov rad.
Kao podesivi parametri menjaju se brzina dodavanja peleta i zapremina vazduha.
Kao indikatori koriste se temperaturni senzori, lambda sonde, senzori temperature dimnih gasova, senzori pritiska itd.
Optimalni parametri gorionika na pelete odre?uju se na osnovu zahtjeva kupaca, ali je to u pravilu najmanja potro?nja goriva.