Определяне на топлинните загуби или какво е, термовизионно изследване на къща

1. УРАВНЕНИЯ НА ПРЯКИЯ И ОБРАТЕН ТОПЛИВЕН БАЛАНС

Най-пълна картина за икономическото представяне на корабния котел дава топлинният баланс, който показва колко топлина влиза в котела, каква част от нея се използва полезно (за производство на пара) и каква част се губи.

Топлинният баланс е прилагането на закона за запазване на енергията към анализа на работния процес на котел. При анализиране на работния процес на котела в стационарен (или постоянен) режим на неговата работа, топлинният баланс се съставя въз основа на резултатите от термичните тестове. V

В общи линии уравнението на топлинния баланс има формата
i=n
QLOW = Q1 + ∑QPOT ,т.е	(4,1)
i=2

където QPOD е ​​количеството топлина, подадено към парния котел, kJ/kg; Q1 – полезна топлина, kJ/kg;

QPOT – топлинни загуби, kJ/kg

В стандартния метод за изчисление, разработен за стационарни котли, се препоръчва да се вземе предвид цялата топлина, подадена към пещта от 1 kg гориво (фиг. 4.1), т.е.

В	ПОД	= Q	П	=QP+Q+Q	Б	+Q	ДР	(4,2)
		H T

където QHP е нетната калоричност на работната маса на горивото, kJ/kg;

QT, QB, QPR - количеството топлина, въведено съответно с гориво, въздух и пара, което се подава за пулверизиране на горивото, kLJ/kg.

Последните три стойности се определят по следния начин. Физическа топлина на горивото

QT	= cT tT	(4,3)

където cT е топлинният капацитет на горивото при температурата му на нагряване tT, kJ/(kg K)

Стойността на QB отчита само топлината, която се получава от въздуха извън котела, например в парен въздушен нагревател. При обичайното оформление на котела с газово въздушно отопление, то е равно на количеството топлина, въведено в пещта със студен въздух, т.е.

QB = QXB =αV ocXBtXB =αI ХВ	(4,4)
където α е коефициентът на излишния въздух;
сХВ – топлинен капацитет на студен въздух при температура tXB;
I XB- енталпия на теоретичното количество въздух V, kJ / kg
Количеството топлина, подавано към пещта с пара за пръскане на мазут,
QPR =	GPR	(iPR −i")	(4,5)
	BK

където GPR е разходът на пара за пулверизиране на горивото VC, kg/h;

iPR, i” – енталпия на парата за пулверизиране на гориво и суха наситена пара в димни газове, kJ/kg.

Стойността на i” в уравнение (4.5) може да се приеме равна на 2500 kJ/kg, което съответства на парциално налягане на водните пари в димните газове pH2O от 0,01 MPa.

За морските котли определящото количество в уравнение (4.2) е QHP, тъй като сумата от останалите членове не надвишава 1% от QP. В тази връзка при съставянето на топлинния баланс на морските котли обикновено се взема, когато въздухът се нагрява от димни газове QPOD \u003d QHP и когато

нагрява се с пара QPOD = QHP +QB . В този случай първото уравнение е основното, тъй като парата

Видове топлинни отпадъци

Всеки обект има свой собствен вид потребление на топлина. Нека разгледаме всеки един от тях по-подробно.

Котелно помещение

В него е монтиран котел, който преобразува горивото и прехвърля топлинна енергия към охлаждащата течност. Всеки блок губи част от генерираната енергия поради недостатъчно изгаряне на гориво, топлинна мощност през стените на котела, проблеми с продухването. Средно използваните днес котли имат ефективност от 70-75%, докато по-новите котли ще осигурят ефективност от 85% и процентът им на загуби е много по-нисък.

Допълнително въздействие върху енергийните отпадъци оказват:

1. липса на навременна настройка на режимите на котела (загубите се увеличават с 5-10%);
2. несъответствие между диаметъра на дюзите на горелката и натоварването на термичния блок: топлопреминаването е намалено, горивото не изгаря напълно, загубите се увеличават средно с 5%;
3. недостатъчно често почистване на стените на котела - появяват се котлен камък и отлагания, ефективността на работа намалява с 5%;
4. липсата на средства за наблюдение и настройка - паромери, електромери, сензори за топлинно натоварване - или тяхната неправилна настройка намалява коефициента на полезност с 3-5%;
5. пукнатини и повреди по стените на котела намаляват ефективността с 5-10%;
6. използването на остаряло помпено оборудване намалява разходите на котелното за ремонт и поддръжка.

Загуби в тръбопроводи

Ефективността на отоплителната магистрала се определя от следните показатели:

1. Ефективност на помпите, с помощта на които охлаждащата течност се движи през тръбите;
2. качество и начин на полагане на топлинната тръба;
3. правилни настройки на отоплителната мрежа, от които зависи разпределението на топлината;
4. дължина на тръбопровода.

При правилно проектиране на топлинното трасе, стандартните загуби на топлинна енергия в топлинните мрежи няма да надвишават 7%, дори ако консуматорът на енергия се намира на разстояние 2 km от мястото на производство на гориво. Всъщност днес в този участък от мрежата топлинните загуби могат да достигнат 30 процента или повече.

Загуби на предмети на потребление

Възможно е да се определи излишната консумация на енергия в отопляема стая, ако има метър или метър.

Причините за този вид загуба могат да бъдат:

1. неравномерно разпределение на отоплението в цялата стая;
2. нивото на отопление не съответства на метеорологичните условия и сезона;
3. липса на рециркулация на топла вода;
4. липса на сензори за контрол на температурата на бойлери за гореща вода;
5. замърсени тръби или вътрешни течове.

Изчисляване на топлинния баланс на котела. Определяне на разхода на гориво

Топлинен баланс на котела

Изготвянето на топлинния баланс на котела се състои в установяване на равенство между количеството топлина, постъпващо в котела, наречено налична топлина Q_Пи количеството полезна топлина Q₁ и топлинни загуби Q₂, Q₃, Q₄. Въз основа на топлинния баланс се изчислява ефективността и необходимия разход на гориво.

Топлинният баланс се съставя по отношение на стационарното термично състояние на котела на 1 kg (1 m3) гориво при температура 0°C и налягане 101,3 kPa.

Общото уравнение на топлинния баланс има формата:

QP + Qin.in = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6, kJ/m3, (2.4.1-1)

където Q_П — налична топлина на горивото; В_v.vn - топлина, въведена в пещта от въздуха, когато се нагрява извън котела; В_е - топлина, въведена в пещта чрез парен взрив (пара "дюза"); В₁ - полезна топлина; В₂ — загуба на топлина с димни газове; В₃ - загуба на топлина от химическа непълнота на изгаряне на гориво - загуба на топлина от механична непълнота на изгаряне на горивото; В₅ — загуба на топлина от външно охлаждане; В₆ — загуба на топлина от шлака.

При изгаряне на газообразно гориво при отсъствие на външно нагряване на въздуха и взрив на пара, стойностите на Q_v.vn, Q_е, Q₄, Q₆ са равни на 0, така че уравнението на топлинния баланс ще изглежда така:

В_П = Q₁ +Q₂ +Q₃ +Q₅, kJ/m3. (2.4.1-2)

Достъпна топлина от 1 m3 газообразно гориво:

В_П = Qd_и +i_tl, kJ/m3, (2.4.1-3)

където Qd_и — нетна калоричност на газообразното гориво, kJ/m3 (виж таблица 1); и_tl — физическа топлина на горивото, kJ/m3. Той се взема предвид, когато горивото се нагрява от външен източник на топлина. В нашия случай това не се случва, така че Q_П = Qd_и, kJ/m3, (2.4.1-4)

В_П = 36 800 kJ/m3. (2.4.1-5)

Загуба на топлина и ефективност на котела

Топлинните загуби обикновено се изразяват като % от наличната топлина на горивото:

и т.н. (2.4.2-1)

Загубата на топлина с димните газове в атмосферата се определя като разликата между енталпията на продуктите от горенето на изхода на последната нагревателна повърхност (икономайзер) и студения въздух:

, (2.4.2-2)

където аз_Еха = IN _ЕК е енталпията на изходящите газове. Определя се чрез интерполация съгласно таблица 7 за дадена температура на димните газове t_Еха°С:

, kJ/m3. (2.4.2-3)

б_Еха = bN_ЕК — коефициент на излишък на въздух зад икономайзера (виж таблица 3);

аз_0.h.v. е енталпията на студения въздух,

аз_0.x.v = (ct)_v*VH = 39,8*VH, kJ/m3, (2.4.2-4)

където (ct)_v \u003d 39,8 kJ / m3 - енталпия на 1 m3 студен въздух при t_h.v. = 30°С; VH е теоретичният обем на въздуха, m3/m3 (виж Таблица 4) = 9,74 m3/m3.

аз_0.x.v = (ct)_v*VH = 39,8*9,74 = 387,652 kJ/m3, (2.4.2-5)

Според таблицата с параметри на парните котли t_Еха = 162°С,

,(2.4.2-6)

(2.4.2-7)

Загуба на топлина от химическо непълно изгаряне q₃ , %, се дължи на общата топлина на изгаряне на продуктите от непълно горене, останали в димните газове (CO, H₂, CH₄ и т.н.). За проектирания котел приемаме

q₃ = 0,5%.

Загуба на топлина от външно охлаждане q₅ , %, взети съгласно таблица 8, в зависимост от мощността на пара на котела D, kg/s,

kg/s, (2.4.2-8)

където D, t/h - от изходните данни = 6,73 t/h.

Таблица 8 - Топлинни загуби от външно охлаждане на парен котел с опашна повърхност

Номинална мощност на пара на котела D, kg/s (t/h)	Загуба на топлина q5 , %
1,67 (6)	2,4
2,78 (10)	1,7
4,16 (15)	1,5
5,55 (20)	1,3
6,94 (25)	1,25

Намиране на приблизителната стойност на q₅ , %, за номинален парен капацитет от 6,73 t/h.

(2.4.2-9)

Обща загуба на топлина в котела:

Yq = q₂ + q₃ + q₅ = 4,62 + 0,5 + 1,93 = 7,05 % (2.4.2-10)

Ефективност на котела (бруто):

з_{ДА СЕ} \u003d 100 - Yq \u003d 100 - 7,05 \u003d 92,95%. (2.4.2-11)

Мерки за намаляване на топлинните загуби от повърхността на тръбопроводите

Спестяването на енергия при транспортиране на топлинна енергия зависи преди всичко от качеството на топлоизолацията. Основните енергоспестяващи мерки, които намаляват топлинните загуби от повърхността на тръбопроводите са:

изолиране на неизолирани зони и възстановяване на целостта на съществуващата топлоизолация;

възстановяване целостта на съществуващата хидроизолация;

нанасяне на покрития, състоящи се от нови топлоизолационни материали, или използване на тръбопроводи с нови видове топлоизолационни покрития;

изолация на фланци и клапани.

Изолацията на неизолирани участъци е основна мярка за спестяване на енергия, тъй като топлинните загуби от повърхността на неизолираните тръбопроводи са много големи в сравнение със загубите от повърхността на изолираните тръбопроводи, а разходите за полагане на топлоизолация са сравнително ниски.

Новите видове топлоизолационни покрития трябва да имат не само ниска топлопроводимост, но и ниска пропускливост на въздух и вода, както и ниска електрическа проводимост, което намалява електрохимичната корозия на материала на тръбите.

В случай на нарушаване на целостта на слоя от хидроизолационни покрития, настъпва повишаване на съдържанието на влага в топлоизолацията. Тъй като топлопроводимостта на водата в температурния диапазон на отоплителната мрежа X= 0,6 - 0,7 W / (m • K), а топлопроводимостта на топлоизолационните материали обикновено е A,_от \u003d 0,035 -4-0,05 W / (m • K), след което намокрянето на материала може да увеличи неговата топлопроводимост няколко пъти (на практика повече от 3 пъти).

Навлажняването на топлоизолацията допринася за разрушаването на тръбите поради корозия на външната им повърхност, в резултат на което експлоатационният живот на тръбопроводите се намалява няколко пъти. Следователно върху металната повърхност на тръбата се нанася антикорозионно покритие, например под формата на силикатни емайли, изол и др.

В момента широко се въвеждат топлопроводи от типа "тръба в тръба" с изолация от пенополиуретанова пяна във водоустойчива обвивка с дистанционно управление на целостта на изолацията. Този дизайн предвижда предварителна изолация с полиуретанова пяна и затваряне в полиетилен не само на тръбите, но и на всички компоненти на системата (сферични фитинги, температурни компенсатори и др.). Топлопроводите от този дизайн са положени под земята без канали и осигуряват значителни икономии на енергия поради предварителното изработване на отделни изолирани елементи в завода и висока топло- и влагонепропускливост. Успешната работа на предварително изолирани тръбопроводи изисква висококачествен монтаж. В същото време те могат да функционират без подмяна до 30 години.

Превантивните мерки за намаляване на топлинните загуби от повърхността на тръбопроводите са: предотвратяване на наводняване на тръбопроводи в резултат на инсталиране на дренажи (ако такива не са налични) и поддържането им в правилен ред; вентилация на проходни и непроходни канали за предотвратяване на навлизането на кондензат върху повърхността на топлоизолацията.

Друга мярка, която намалява загубата на топлина от повърхността на тръбопроводите, е преминаването на топлоснабдителната система към графика с по-ниска температура (от 150/70 до 115/70 или 95/70 °C / °C), което води до намаляване на температурната разлика на топлоносителя в захранващия тръбопровод и околната среда. Това обаче ще изисква по-голям поток на охлаждаща течност през системата, за да прехвърли необходимото количество топлина към консуматора. За да направите това, трябва да увеличите цената на електроенергията за задвижване на помпите.Следователно, за да се определи осъществимостта на провеждането на разглежданото събитие, е необходимо проучване за осъществимост.

Топлинно изчисление на горивната камера

Използвайки проектните данни на котела, ще изготвим изчислителна схема за пещта.

Ориз. 2.1 - Схема на горивната камера

Представяме изчислението на пещта в таблица 2.3.

Таблица 2.3

Изчислена стойност	Обозначаване	Измерение	Формула или обосновка	Плащане
Диаметър и дебелина на екранните тръби	dx	мм	Според чертежа	32x6
Стъпка на тръбата	S1	мм	Също	46
повърхности:
предна стена	Ff	m2	Според фиг. 2.1	33,3.16,32=543,5
задна стена	Fz	Също
странична стена	Fb
огнище	Финансьор	8,47.16,32=138,2
таван	Fp	3,2.16,32=52,2
изходен прозорец	Fout	(9+2,8+1,34).16,32=214,4
Общата повърхност на стените на горивната камера	Fst	Ff+Fc+2Fb+Fsub+Fp+ +Fout	543,5+442,9+2.233,5+138,2+52,2+214,4=1860
Обемът на горивната камера	Vt	m3	Според фиг. 2.1	233,5.16,32=3811
Ефективна дебелина на излъчващия слой	с	м
Топлинно напрежение на обема на пещта	kW/m3
Коефициентът на излишния въздух в пещта	т	—	Прието по-рано	1,05
температура на горещ въздух	tg.c.	С	Дадено	333
Енталпия на горещ въздух	kJ/m3	Според таблицата 2.2	4271,6
Топлината, въведена от въздуха в пещта	Qv	kJ/m3
Полезно разсейване на топлината в пещта	QT	kJ/m3
Теоретична температура на горене	а	С	Според таблицата 2.2	2145С
Абсолютна теоретична температура на горене	Та	ДА СЕ	а+273	2418
Височина на горелката	hg	м	Според фиг. 2.1
Височина на горивната камера (до средата на прозореца на изходния газ)	Nt	м	Също
Максимално изместване на температурата над зоната на горелката	х	—	При използване на вихрови горелки на няколко нива и D> 110kg/s	0,05
Относително положение на температурния максимум по височината на пещта	xt	—
Коефициент	М	—
Температурата на газовете на изхода на пещта	С	Приемаме предварително	1350
Абсолютна температура на газа на изхода на пещта	ДА СЕ	1623
Енталпия на газа	kJ/m3	Според таблицата 2.2	23993
Среден общ топлинен капацитет на продуктите от горенето	Vcav	kJ/(m3.K)
Налягането в пещта	Р	МРа	приемам	0,1
Коефициент на затихване на лъчите от триатомни газове
Топлинно излъчване на несветещи газове	г	—
Съотношението между съдържанието на въглерод и водород в горивото	—
Коефициент на затихване на лъча от частици сажди
Коефициент на затихване на лъчите от светеща факла	к
Коефициентът на топлинно излъчване на светещата част на факлата	С	—
Коефициент, характеризиращ дела на обема на пещта, запълнен със светещата част на факела	м	—	При изгаряне на газ и	0,1
Коефициент на топлинно излъчване на факела	е	—
Ъгъл на екрана	х	—	За перки	1
Условен коефициент на повърхностно замърсяване	—	При изгаряне на газ и стенни мембранни екрани	0,65
Коефициент на топлинна ефективност на екрана	екв	—	.Х	0,65
Температурен коефициент	А	—	За природен газ	700
Коефициент на корекция за взаимен топлообмен на газовите обеми на горната част на пещта и екраните	—
Условен коефициент на замърсяване на повърхността на входа на екрана	изход	—		0,65.0,52=0,338
Коефициент на топлинна ефективност на изходната повърхност	изход	—	out.x	0,338
Среден коефициент на топлинна ефективност	ср	—
Коефициент на топлинно излъчване на пещта	т	—
Стойност за формулата за изчислената температура на газовете на изхода на пещта	Р	—
Прогнозна температура на газа на изхода на пещта	С	Различава се от по-рано приетото с по-малко от 100С, поради което второто приближение не е необходимо
Енталпия на газа	kJ/m3	Според таблицата 2.2	24590
Количеството топлина, получено в пещта	kJ/m3
Повърхността на стените на пещта, заета от горелки	Fgor	m2	От рисуване	14
Получаваща радиация нагревателна повърхност на пещните екрани	Nl	m2
Средно топлинно натоварване на нагревателната повърхност на екраните на пещта	ql	kW/ m2

Класификация на системите за топлоснабдяване

Има класификация на системите за топлоснабдяване според различни критерии:

1. По мощност - те се различават по разстоянието на пренос на топлина и броя на консуматорите. Локалните отоплителни системи са разположени в едно и също или съседно помещение. Отоплението и преносът на топлина към въздуха се комбинират в едно устройство и се намират в пещта. В централизираните системи един източник осигурява отопление на няколко стаи.
2. Чрез източник на топлина. Разпределете топлоснабдяването и топлоснабдяването.В първия случай източникът на отопление е котелното помещение, а в случай на отопление топлината се осигурява от ТЕЦ.
3. По вид на охлаждащата течност се разграничават водни и парни системи.

Охлаждащата течност, нагрявана в котелно помещение или ТЕЦ, пренася топлината към отоплителните и водоснабдителните устройства в сгради и жилищни сгради. Водотермалните системи са едно- и двутръбни, по-рядко - многотръбни. В жилищните сгради най-често се използва двутръбна система, когато горещата вода влиза в помещенията през една тръба и се връща в когенерацията или котелното помещение през другата тръба, след като е отказала температурата. Прави се разлика между отворени и затворени водни системи. При отворен тип топлоснабдяване потребителите получават топла вода от захранващата мрежа. Ако водата се използва изцяло, се използва еднотръбна система. Когато водоснабдяването е затворено, охлаждащата течност се връща към източника на топлина.

Системите за централно отопление трябва да отговарят на следните изисквания:

• санитарен и хигиеничен - охлаждащата течност не влияе неблагоприятно на условията на помещенията, осигурявайки средна температура на отоплителните устройства в района на 70-80 градуса;
• технически и икономически - пропорционалното съотношение на цената на тръбопровода към разхода на гориво за отопление;
• експлоатационен - ​​наличието на постоянен достъп за осигуряване на регулиране на нивото на топлина в зависимост от температурата на околната среда и сезона.

Те полагат отоплителни мрежи над и под земята, като се вземат предвид терена, техническите условия, температурните условия на експлоатация и бюджета на проекта.

При избора на територия за полагане на топлопровод е необходимо да се вземе предвид безопасността, както и да се предвиди възможността за бърз достъп до мрежата в случай на авария или ремонт. За да се гарантира надеждност, мрежите за топлоснабдяване не се полагат в общи канали с газопроводи, тръби, пренасящи кислород или сгъстен въздух, в които налягането надвишава 1,6 MPa.

1 Първоначални данни

2.1.1 Източник
топлоснабдяването е ТЕЦ като част от АО-Енерго, която е част от RAO UES на Русия.

На баланс
АО-Енерго са основни и част от разпределителните ТС,
основната част от разпределителните и тримесечни мрежи се експлоатират
общинско предприятие; ТС за промишлени предприятия, представляващи незначителна
делът на всички превозни средства са в баланса на промишлените предприятия.

Прикачен
топлинен товар по договорите е 1258 Gcal/h; включително
домакински 1093 и индустриални 165 ткал/ч; отопление и вентилация
топлинното натоварване е 955 Gcal/h, максималното натоварване на горещо
водоснабдяване (според затворена схема) - 303 Gcal / h; отопление и вентилация
натоварване на комуналния сектор — 790 Gcal/h, включително отопление —
650 и вентилация - 140 Gcal / h.

одобрен
AO-енергийна температурна схема за топлоснабдяване (фигура на тези препоръки) - увеличена, изчислена
температури на водата 150/70 °С при прогнозна температура на външния въздух t_н.р. = -30 °С, с прекъсване 135 °С, изправяне за горещо
водоснабдяване (БГВ) 75 °С.

2.1.2 Термичен
двутръбна тупикова мрежа; TS се изработват основно по подземен канал и
надземни на ниски опори с уплътнение, други видове уплътнения (безканални, в
проходни канали и др.) заемат незначителен обем (по отношение на материала
Характеристика). Топлоизолацията е изработена от продукти от минерална вата.

Продължителност
отоплителен период 5808 часа, летен - 2448 часа, ремонт - 504 часа.

2.1.3
Материалните характеристики на ТП в баланса на АО-енерго по раздели са представени в
таблица с тези
Препоръки.

2.1.4
Средни месечни и средногодишни стойности на външния въздух и температурата на земята
(при средната дълбочина на тръбопроводите) според местните
метеорологична станция или климатични гидове, осреднени по
последните 5 години са показани в таблицата
от тези препоръки.

2.1.5
Средни месечни стойности на температурата на мрежовата вода в подаването и връщането
тръбопроводи съгласно утвърдения температурен график за топлоотдаване при
средни месечни стойности на външната температура на въздуха и средногодишни стойности
Температурите на водата в мрежата са дадени в таблицата на тези препоръки.

2.1.6 Резултати
тестове за определяне на топлинните загуби под формата на корекционни коефициенти към
специфични топлинни загуби по проектни норми са: средно за
надземно полагане - 0,91; под земята - 0,87. Тестовете са проведени през 1997 г
ж. в съответствие с РД
34.09.255-97 [].

Тестове
участъци от главна линия № 1 ТЕЦ ÷ ТК-1 и ТК-1 ÷ ТК-2 на надземно полагане с външ.
с диаметри 920 и 720 мм с дължина съответно 1092 и 671 м и секции
магистрали №2 ТК-1 ÷ ТК-4 и ТК-4 ÷ ТК-6 подземни
канална облицовка с външни диаметри 920 и 720 мм дължина
88 и 4108 м. Материални характеристики на изследваните мрежи
представлява 38% от всички материални характеристики на ТП в баланса на АО-Енерго.

2.1.7 Очаквано
(планова) доставка на топлинна енергия, определена от плановата икономич
услуги на енергоснабдителната организация по месеци и за годината, е дадена в таблицата на настоящите препоръки (с изключение на
количество топлинна енергия в промишлени предприятия).