Kedel termisk balance

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 10. december 2016; verifikation kræver 1 redigering .

Kedlens varmebalance er ligheden mellem mængden af tilgængelig varme fra brændstoffet , der kommer ind i kedlen , summen af den varme, der er nyttigt anvendt i den, og varmetab, som følger af loven om bevarelse af energi (se definitioner ). At samle en sådan balance giver dig mulighed for at evaluere kedlens effektivitet og kontrollere de termiske beregninger. Det udtrykkes i energiværdier pr. masseenhed af fast eller flydende brændstof eller volumen gasformigt brændstof (angivet med store bogstaver Q ) eller i relativ form, som en procentdel af den tilgængelige varme (angivet med små bogstaver q, ): ${\displaystyle q_{i}=Q_{i}/Q_{p}^{p))$

Q_{p}^{p}=Q_{1}+Q_{2}+Q_{3}+Q_{4}+Q_{5}+Q_{6}

{\displaystyle 100\%=q_{1}+q_{2}+q_{3}+q_{4}+q_{5}+q_{6))

Nummereringen af disse mængder er almindeligt anvendt.

Tilgængelig brændstofvarme

{\displaystyle Q_{p}^{p))

Mængden af varme, der kommer ind i kedlen pr. regnskabsenhed (masse eller volumen) brændstof;

{\displaystyle Q_{p}^{p}=Q^{r}+Q_{ao}+i_{fu}+Q_{so}-Q_{C))

, hvor er brændværdien af brændstoffet i driftstilstand (den laveste brændværdi bruges normalt ); - varme introduceret i ovnen med luft opvarmet uden for kedlen; — entalpi (følbar varme) af brændstoffet; er dampvarmen, der tilføres dyserne under dampforstøvningen af flydende brændstof; - den varme, der bruges på nedbrydningen under forbrændingen af det brændstof, der er indeholdt i det bikarbonater . I alt indføres energi i ovnen pr. tidsenhed i mængden af , hvor er brændstofforbruget.

{\displaystyle Q^{r))

{\displaystyle Q_{i}^{r))

Q_{ao}

i_{fu}

Q_{so}

Q_{C}

Q_{p}=Q_{p}^{p}B

B

Nyttig varme

Q_1

Termisk energi rapporteret til arbejdsvæsken ( fødevand opvarmet i en varmtvandskedel eller omdannet til damp i en damp , genopvarm damp ). I absolutte tal er det for en dampkedel lig med

Q_{u}=D(i-i_{f})+D_{is}(i_{i}s''-i_{i}s')+D_{b}(i_{b}-i_ {f})

, hvor , , , , er entalpierne af levende damp, fødevand, nedblæsningsvand og damp før og efter genopvarmning; , , er strømningshastighederne for henholdsvis levende damp, genopvarmning og nedblæsningsdamp.

jeg

{\displaystyle i_{f))

i_{b}

i_{i}s''

{\displaystyle i_{i}s^{\prime ))

D

{\displaystyle D_{is))

{\displaystyle D_{b))

Q_{1}={\frac {Q_{u}}{B}}

Varmetab med udgående gasser Ligesom forskellen mellem entalpierne af gassernes tilstand ved udløbet og luften, der kommer ind i kedlen. ,

Q_{2}

Q_{1}=(I_{xg}-\alpha _{xg}I_{ca}^{O})(1-q_{4})

hvor er entalpien af røggasser ved kedlens udløb og den teoretisk nødvendige mængde uopvarmet luft til forbrænding, er overskydende luft i røggasserne, i fraktioner (der er ikke nødvendigt med luft til uforbrændt brændsel).

I_{xg},I_{ca}^{O}

{\displaystyle \alpha _{xg))

{\displaystyle q_{4))

Varmetab med kemisk underforbrænding

Q_{3}

Udgangen fra kedlen af brændbare gasformige elementer ( H 2 , CH 4 ) eller produkter af ufuldstændig forbrænding ( CO ) tages i betragtning. Med brændværdien af th sådan komponent og output pr. brændstofenhed

j

Q_{j}

V_{j}

{\displaystyle Q_{3}=\sum V_{j}Q_{j))

. Varmetab med mekanisk underbrænding

Q_{4}

Tab med fast ureageret brændstof, der bliver til aske (normalt koks , hvis specifikke forbrændingsvarme er betydelig). Består af tab med slagger (falder ud i ovnen ) og medrivning (transport af brændsel ind i askeopsamlingssystemet og skorstenen ), der normalt tages i betragtning separat (da indholdet af brændbare stoffer i flyveaske og slagger er meget forskelligt):

\Gamma _{\text{un}}

\Gamma _{\text{shl))

Q_{4}=Q_{4}^{\text{sl))+Q_{4}^{\text{un))

{\displaystyle Q_{4}^{\text{sl}}=Q_{\Gamma }A^{r}a_{\text{shl}}{\Gamma _{\text{shl}} \over 1-\ Gamma _{\text{sl))))

{\displaystyle Q_{4}^{\text{un}}=Q_{\Gamma }A^{r}a_{\text{sl}}{\Gamma _{\text{un}} \over 1-\ Gamma _{\text{un))))

, hvor er brændværdien af brændbare stoffer (for kulstof, ca. 32,6 MJ / kg ), er andelen af askefjernelse med slagger og overførsel, er askeindholdet i brændstoffets arbejdsmasse.

Q_{\Gamma}

a_{\text{sl, un}}

A^{r}

Varmetab til miljøet

Q_{5}

Tab som følge af afkøling af kedlens udvendige overflader. For en given kedel er det absolutte tab for ekstern køling næsten en konstant værdi (henholdsvis ), det er mindre for kedler med højere effekt (med et mindre specifikt overfladeareal).

Q_{5}\sim 1/B

Varmetab med slagger

{\displaystyle Q_{6))

Fysisk varmetab af slagge fjernet fra ovnen. Det er accepteret

{\displaystyle Q_{6}=a_{s}A^{r}(ct)_{s))

, hvor er andelen af aske opfanget i ovnen, er askeindholdet i brændstoffets arbejdsmasse, er produktet af askens varmekapacitet og dens temperatur (antaget at være 600 °C for fast slaggefjernelse eller

{\displaystyle a_{s))

A^{r}

{\displaystyle (ct)_{s))

t C +100 °C væske).

Reduktionen af varmebalancen gør det muligt at opnå kedlens bruttovirkningsgrad

\eta _{br}=100\%-q_{2}-q_{3}-q_{4}-q_{5}-q_{6}

Ved bestemmelse af kedlens nettovirkningsgrad fratrækkes energiomkostningerne til kedlens egne behov (drift af røgudsugere , pumper , ventilatorer , møller osv.) yderligere fra værdien ved beregningen. Også varmebalanceligningen giver dig mulighed for at finde ud af den ukendte værdi ved at kende de kendte. ${\displaystyle Q_{u))$

Bekæmpelse af tab

Den vigtigste værdi kan reduceres først og fremmest ved at reducere overskydende luft i ovnen (begrænset af betingelserne for fuldstændig forbrænding af brændstoffet for at undgå vækst- og miljøproblemer samt ved at reducere forbrændingshastigheden) og temperaturen af røggasserne (men sidstnævnte kræver en forøgelse af varmeflader). Tab fra ekstern køling bekæmpes ved at dække kedlen med termisk isolering (dette er også nødvendigt på grund af betingelserne for, at personer kan opholde sig i fyrrummet). $q_{2}$ $q_{3,4}$ $q_{5}$