Одређивање топлотних губитака или шта је то термовизијско снимање куће

1. ЈЕДНАЧИНЕ ДИРЕКТНОГ И ИНВЕРЗНОГ ТОПЛОТНОГ БИЛАНСА

Најпотпунију слику о економским перформансама бродског котла даје топлотни биланс који показује колико топлоте улази у котао, који њен део се корисно користи (за производњу паре), а који део губи.

Топлотни биланс је примена закона одржања енергије на анализу процеса рада котла. Када се анализира радни процес котла у стационарном (или стабилном) режиму његовог рада, топлотни биланс се саставља на основу резултата термичких испитивања. В

Уопштено говорећи, једначина топлотног биланса има облик
и=н
КЛОВ = К1 + ∑КПОТ ,тј	(4,1)
и=2

где је КПОД количина топлоте која се испоручује парном котлу, кЈ/кг; К1 – корисна топлота, кЈ/кг;

КПОТ – топлотни губици, кЈ/кг

У стандардној методи прорачуна развијеној за стационарне котлове, препоручује се да се узме у обзир сва топлота која се испоручује у пећ од 1 кг горива (слика 4.1), тј.

П	ПОД	= К	П	=КП+К+К	Б	+К	ЕТЦ	(4,2)
		Х Т

где је КХП нето калорична вредност радне масе горива, кЈ/кг;

КТ, КБ, КПР - количина топлоте која се уводи, респективно, са горивом, ваздухом и паром, која се испоручује за атомизацију горива, кЉ/кг.

Последње три вредности се одређују на следећи начин. Физичка топлота горива

КТ	= цТ тТ	(4,3)

где је цТ топлотни капацитет горива на температури грејања тТ, кЈ/(кг К)

Вредност КБ узима у обзир само топлоту коју прима ваздух изван котла, на пример, у парном грејачу ваздуха. Са уобичајеним распоредом котла са загревањем ваздуха на гас, једнака је количини топлоте која се уводи у пећ са хладним ваздухом, тј.

КБ = ККСБ =αВ оцКСБтКСБ =αИ ХВ	(4,4)
где је α коефицијент вишка ваздуха;
сХВ – топлотни капацитет хладног ваздуха на температури тКСБ;
И КСБ- енталпија теоријске количине ваздуха В, кЈ / кг
Количина топлоте која се испоручује у пећ са паром за прскање мазута,
КПР =	ГПР	(иПР −и")	(4,5)
	БК

где је ГПР потрошња паре за распршивање ВЦ горива, кг/х;

иПР, и” – енталпија паре за атомизацију горива и суве засићене паре у димним гасовима, кЈ/кг.

Вредност и” у једначини (4.5) може се узети једнаком 2500 кЈ/кг, што одговара парцијалном притиску водене паре у димним гасовима пХ2О од 0,01 МПа.

За бродске котлове, дефинисана количина у једначини (4.2) је КХП, пошто збир преосталих чланова не прелази 1% КП. С тим у вези, приликом састављања топлотног биланса бродских котлова, обично се узима када се ваздух загрева димним гасовима КПОД \у003д КХП, а када

загрејан паром КПОД = КХП +КБ . У овом случају, прва једначина је главна, пошто пара

Врсте топлотног отпада

Свака локација има своју врсту потрошње топлоте. Размотримо сваки од њих детаљније.

Котларница

У њему је уграђен котао, који претвара гориво и преноси топлотну енергију на расхладну течност. Свака јединица губи део произведене енергије због недовољног сагоревања горива, излаза топлоте кроз зидове котла, проблема са издувавањем. У просеку, котлови који се данас користе имају ефикасност од 70-75%, док ће новији котлови обезбедити ефикасност од 85% и њихов проценат губитака је знатно мањи.

Додатни утицај на расипање енергије имају:

1. недостатак благовременог подешавања режима рада котла (губици се повећавају за 5-10%);
2. неслагање између пречника млазница горионика и оптерећења термичке јединице: пренос топлоте је смањен, гориво не гори у потпуности, губици се повећавају у просеку за 5%;
3. недовољно често чишћење зидова котла - појављују се каменац и наслаге, ефикасност рада се смањује за 5%;
4. недостатак средстава за праћење и подешавање - паромера, бројила електричне енергије, сензора топлотног оптерећења - или њихово погрешно подешавање смањује фактор корисности за 3-5%;
5. пукотине и оштећења зидова котла смањују ефикасност за 5-10%;
6. употреба застареле пумпне опреме смањује трошкове котларнице за поправку и одржавање.

Губици у цевоводима

Ефикасност главног грејања одређују следећи индикатори:

1. Ефикасност пумпи, уз помоћ којих се расхладна течност креће кроз цеви;
2. квалитет и начин полагања топлотне цеви;
3. исправна подешавања мреже за грејање, од којих зависи дистрибуција топлоте;
4. дужина цевовода.

Уз правилно пројектовање топлотне трасе, стандардни губици топлотне енергије у топлотним мрежама неће прелазити 7%, чак и ако се потрошач енергије налази на удаљености од 2 км од места производње горива. Заправо, данас у овој деоници мреже губици топлоте могу достићи 30 посто или више.

Губици предмета потрошње

Могуће је утврдити вишак потрошње енергије у загрејаној просторији ако постоји мерач или мерач.

Разлози за ову врсту губитка могу бити:

1. неуједначена дистрибуција грејања у просторији;
2. ниво грејања не одговара временским условима и сезони;
3. недостатак рециркулације топле воде;
4. недостатак сензора за контролу температуре на котловима за топлу воду;
5. прљаве цеви или унутрашња цурења.

Прорачун топлотног биланса котла. Одређивање потрошње горива

Топлотни биланс котла

Израда топлотног биланса котла се састоји у успостављању једнакости између количине топлоте која улази у котао, која се назива расположива топлота К_П, и количина корисне топлоте К₁ и топлотних губитака К₂, К₃, К₄. На основу топлотног биланса израчунава се ефикасност и потребна потрошња горива.

Топлотни биланс се саставља у односу на стабилно топлотно стање котла на 1 кг (1 м3) горива на температури од 0°Ц и притиску од 101,3 кПа.

Општа једначина топлотног биланса има облик:

КП + Кин.ин = К1 + К2 + К3 + К4 + К5 + К6, кЈ/м3, (2.4.1-1)

где је К_П — расположива топлота горива; П_в.вн - топлота која се уноси у пећ ваздухом када се загрева ван котла; П_ф - топлота која се уводи у пећ млазом паре (пара "млазница"); П₁ - корисна топлота; П₂ — губитак топлоте са димним гасовима; П₃ - губитак топлоте услед хемијске непотпуности сагоревања горива - губитак топлоте од механичке непотпуности сагоревања горива; П₅ — губитак топлоте од спољашњег хлађења; П₆ — губитак топлоте шљаке.

При сагоревању гасовитог горива у одсуству загревања спољашњег ваздуха и паре, вредности К_в.вн, К_ф, К₄, К₆ једнаки су 0, па ће једначина топлотног биланса изгледати овако:

П_П = К₁ +К₂ +К₃ +К₅, кЈ/м3. (2.4.1-2)

Расположива топлота 1 м3 гасовитог горива:

П_П = Кд_и +и_тл, кЈ/м3, (2.4.1-3)

где је Кд_и — нето калорична вредност гасовитог горива, кЈ/м3 (видети табелу 1); и_тл — физичка топлота горива, кЈ/м3. Узима се у обзир када се гориво загрева спољним извором топлоте. У нашем случају то се не дешава, па П_П = Кд_и, кЈ/м3, (2.4.1-4)

П_П = 36 800 кЈ/м3. (2.4.1-5)

Губитак топлоте и ефикасност котла

Губитак топлоте се обично изражава као % расположиве топлоте горива:

итд. (2.4.2-1)

Губитак топлоте са димним гасовима у атмосферу се дефинише као разлика између енталпија продуката сагоревања на излазу последње грејне површине (економајзер) и хладног ваздуха:

, (2.4.2-2)

где сам ја_вов = ИН _ЕЦ је енталпија излазних гасова. Одређено интерполацијом према табели 7 за дату температуру димних гасова т_вов°С:

, кЈ/м3. (2.4.2-3)

б_вов = бН_ЕЦ — коефицијент вишка ваздуха иза економајзера (видети табелу 3);

И_0.х.в. је енталпија хладног ваздуха,

И_0.к.в = (цт)_в*ВХ = 39,8*ВХ, кЈ/м3, (2.4.2-4)

где (цт)_в \у003д 39,8 кЈ / м3 - енталпија 1 м3 хладног ваздуха при т_х.в. = 30°С; ВХ је теоретска запремина ваздуха, м3/м3 (видети табелу 4) = 9,74 м3/м3.

И_0.к.в = (цт)_в*ВХ = 39,8*9,74 = 387,652 кЈ/м3, (2.4.2-5)

Према табели параметара парних котлова т_вов = 162°С,

,(2.4.2-6)

(2.4.2-7)

Губитак топлоте услед хемијског непотпуног сагоревања к₃ , %, настаје због укупне топлоте сагоревања продуката непотпуног сагоревања преостале у димним гасовима (ЦО, Х₂, ЦХ₄ и сл.). За пројектовани котао прихватамо

к₃ = 0,5%.

Губитак топлоте од спољашњег хлађења к₅ , %, узето према табели 8, у зависности од снаге паре котла Д, кг/с,

кг/с, (2.4.2-8)

где је Д, т/х - из почетних података = 6,73 т/х.

Табела 8 - Губици топлоте од спољашњег хлађења репног парног котла

Називни излаз паре котла Д, кг/с (т/х)	Губитак топлоте к5 , %
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

Проналажење приближне вредности к₅ , %, за номинални капацитет паре од 6,73 т/х.

(2.4.2-9)

Укупан губитак топлоте у котлу:

Ик = к₂ + к₃ + к₅ = 4,62 + 0,5 + 1,93 = 7,05 % (2.4.2-10)

Ефикасност котла (бруто):

х_ДО \у003д 100 - Ик \у003д 100 - 7,05 \у003д 92,95%. (2.4.2-11)

Мере за смањење губитка топлоте са површине цевовода

Уштеда енергије при транспорту топлотне енергије првенствено зависи од квалитета топлотне изолације. Главне мере уштеде енергије које смањују губитак топлоте са површине цевовода су:

изолација неизолованих површина и обнављање интегритета постојеће топлотне изолације;

обнављање интегритета постојеће хидроизолације;

наношење премаза који се састоји од нових топлотноизолационих материјала, или коришћење цевовода са новим врстама топлотноизолационих премаза;

изолација прирубница и вентила.

Изолација неизолованих делова је примарна мера уштеде енергије, будући да су топлотни губици са површине неизолованих цевовода веома велики у поређењу са губицима са површине изолованих цевовода, а трошкови примене топлотне изолације су релативно ниски.

Нове врсте топлотноизолационих премаза треба да имају не само ниску топлотну проводљивост, већ и ниску пропусност ваздуха и воде, као и ниску електричну проводљивост, што смањује електрохемијску корозију материјала цеви.

У случају кршења интегритета слоја хидроизолационих премаза, долази до повећања садржаја влаге у топлотној изолацији. Пошто је топлотна проводљивост воде у температурном опсегу топлотне мреже Кс= 0,6 - 0,7 В / (м • К), а топлотна проводљивост термоизолационих материјала је обично А,_из \у003д 0,035 -4-0,05 В / (м • К), тада влажење материјала може повећати његову топлотну проводљивост неколико пута (у пракси, више од 3 пута).

Влажење топлотне изолације доприноси уништавању цеви услед корозије њихове спољне површине, због чега се животни век цевовода смањује неколико пута. Због тога се на металну површину цеви наноси антикорозивни премаз, на пример, у облику силикатних емајла, изолова итд.

Тренутно се широко уводе топловоди типа "цев у цеви" са изолацијом од полиуретанске пене у водонепропусном омотачу са даљинском контролом интегритета изолације. Овај дизајн предвиђа предизолацију полиуретанском пеном и затварање у полиетилен не само цеви, већ и свих компоненти система (куглични спојеви, температурни компензатори, итд.). Топловоди овог дизајна се полажу подземно без канала и обезбеђују значајну уштеду енергије због фабричке префабрикације појединачних изолованих елемената и високе топлотне и влагонепропусности. За успешан рад предизолованих цевовода потребна је висококвалитетна уградња. Истовремено, могу да функционишу без замене до 30 година.

Превентивне мере за смањење топлотних губитака са површине цевовода су: спречавање плављења цевовода услед постављања дренажа (ако нису доступни) и њихово одржавање у исправном стању; вентилација пролазних и непролазних канала ради спречавања уласка кондензата на површину топлотне изолације.

Друга мера која смањује губитак топлоте са површине цевовода је прелазак система за снабдевање топлотом на нижи температурни графикон (са 150/70 на 115/70 или 95/70 °Ц/°Ц), што доводи до смањења температурна разлика носача топлоте у доводном цевоводу и окружењу. Међутим, то ће захтевати већи проток расхладне течности кроз систем како би се потребна количина топлоте пренела потрошачу. Да бисте то урадили, морате повећати трошкове електричне енергије за погон пумпи.Стога, да би се утврдила изводљивост спровођења догађаја који се разматра, неопходна је студија изводљивости.

Топлотни прорачун коморе за сагоревање

Користећи пројектне податке котла, направићемо прорачунску шему за пећ.

Пиринач. 2.1 - Шема коморе за сагоревање

Прорачун пећи представљамо у табели 2.3.

Табела 2.3

Израчуната вредност	Ознака	Димензија	Формула или оправдање	Плаћање
Пречник и дебљина ситастих цеви	дк	мм	Према цртежу	32к6
Питцх питцх	С1	мм	Такође	46
Површине:
предњи зид	Фф	м2	Према сл. 2.1	33,3.16,32=543,5
задњи зид	Фз	Такође
бочни зид	Фб
огњиште	Фундер	8,47.16,32=138,2
плафон	Фп	3,2.16,32=52,2
излазни прозор	Фоут	(9+2,8+1,34).16,32=214,4
Укупна површина зидова коморе за сагоревање	Фст	Фф+Фц+2Фб+Фсуб+Фп+ +Фоут	543,5+442,9+2.233,5+138,2+52,2+214,4=1860
Запремина коморе за сагоревање	Вт	м3	Према сл. 2.1	233,5.16,32=3811
Ефективна дебљина зрачећег слоја	с	м
Термичко напрезање запремине пећи	кВ/м3
Коефицијент вишка ваздуха у пећи	Т	—	Прихваћено раније	1,05
температура топлог ваздуха	тг.ц.	ВИТХ	Дато	333
Енталпија топлог ваздуха	кЈ/м3	Према табели 2.2	4271,6
Топлота коју ваздух уноси у пећ	Кв	кЈ/м3
Корисно расипање топлоте у пећи	КТ	кЈ/м3
Теоријска температура сагоревања	а	ВИТХ	Према табели 2.2	2145Ц
Апсолутна теоретска температура сагоревања	Та	ДО	а+273	2418
Висина горионика	ХГ	м	Према сл. 2.1
Висина ложишта (до средине прозора за излаз гаса)	Нт	м	Такође
Максимални помак температуре изнад зоне горионика	Икс	—	При употреби вортекс горионика у више нивоа и Д>110кг/с	0,05
Релативни положај температурног максимума по висини пећи	кт	—
Коефицијент	М	—
Температура гасова на излазу из пећи	ВИТХ	Прихватамо унапред	1350
Апсолутна температура гаса на излазу из пећи	ДО	1623
Енталпија гаса	кЈ/м3	Према табели 2.2	23993
Просечан укупни топлотни капацитет продуката сагоревања	Вцав	кЈ/(м3.К)
Притисак у пећи	Р	МПа	прихватити	0,1
Коефицијент слабљења зрака троатомним гасовима
Топлотна емисивност несветлећих гасова	Г	—
Однос између садржаја угљеника и водоника у гориву	—
Коефицијент слабљења зрака честицама чађи
Коефицијент слабљења зрака светлећом бакљом	к
Коефицијент топлотног зрачења светлећег дела бакље	Витх	—
Коефицијент који карактерише пропорцију запремине пећи испуњене светлећим делом горионика	м	—	При сагоревању гаса и	0,1
Коефицијент топлотног зрачења бакље	ф	—
Угао екрана	Икс	—	За пераје	1
Условни коефицијент површинске контаминације	—	Приликом сагоревања гасних и зидних мембранских екрана	0,65
Однос топлотне ефикасности штита	екв	—	.ИКС	0,65
Температурни коефицијент	А	—	За природни гас	700
Корекциони фактор за међусобну размену топлоте запремине гаса горњег дела пећи и сита	—
Условни коефицијент загађености површине улаза у екран	излаз	—		0,65.0,52=0,338
Коефицијент топлотне ефикасности излазне површине	излаз	—	оут.к	0,338
Просечан коефицијент топлотне ефикасности	ср	—
Коефицијент топлотног зрачења пећи	Т	—
Вредност за формулу за израчунату температуру гасова на излазу из пећи	Р	—
Процењена температура гаса на излазу из пећи	ВИТХ	Разликује се од раније прихваћеног за мање од 100С, стога друга апроксимација није потребна
Енталпија гаса	кЈ/м3	Према табели 2.2	24590
Количина топлоте примљена у пећи	кЈ/м3
Површина зидова пећи, окупирана горионицима	Фгор	м2	Од цртања	14
Грејна површина решетки пећи која прима зрачење	Нл	м2
Просечно топлотно оптерећење грејне површине сита пећи	кл	кВ/ м2

Класификација система за снабдевање топлотом

Постоји класификација система за снабдевање топлотом према различитим критеријумима:

1. По снази - разликују се по удаљености транспорта топлоте и броју потрошача. Локални системи грејања се налазе у истим или суседним просторијама. Грејање и пренос топлоте на ваздух су комбиновани у један уређај и налазе се у пећи. У централизованим системима, један извор обезбеђује грејање за неколико просторија.
2. По извору топлоте. Доделити даљинско снабдевање топлотом и снабдевање топлотом.У првом случају извор грејања је котларница, а у случају грејања топлоту обезбеђује ЦХП.
3. По врсти расхладне течности разликују се системи воде и паре.

Расхладна течност, загрејана у котларници или ЦХП, преноси топлоту на уређаје за грејање и водоснабдевање у зградама и стамбеним зградама. Термални системи воде су једно- и двоцевни, ређе - вишецевни. У стамбеним зградама најчешће се користи двоцевни систем, када топла вода кроз једну цев улази у просторије, а преко друге цеви се враћа у когенерацију или котларницу, одустајући од температуре. Прави се разлика између отворених и затворених система воде. Са отвореним типом снабдевања топлотом, потрошачи добијају топлу воду из доводне мреже. Ако се вода користи у потпуности, користи се једноцевни систем. Када се довод воде затвори, расхладна течност се враћа у извор топлоте.

Системи даљинског грејања морају испуњавати следеће захтеве:

• санитарно-хигијенски - расхладна течност не утиче негативно на услове просторија, обезбеђујући просечну температуру уређаја за грејање у региону од 70-80 степени;
• техничко-економски - пропорционални однос цене цевовода према потрошњи горива за грејање;
• оперативни - присуство сталног приступа како би се обезбедило подешавање нивоа топлоте у зависности од температуре околине и сезоне.

Топлотне мреже полажу изнад и испод земље, узимајући у обзир терен, техничке услове, температурне услове рада и буџет пројекта.

Приликом избора територије за полагање топловода, потребно је узети у обзир сигурност, као и обезбедити могућност брзог приступа мрежи у случају несреће или поправке. Да би се обезбедила поузданост, мреже за снабдевање топлотом се не полажу у заједничке канале са гасоводима, цевима које преносе кисеоник или компримовани ваздух, у којима притисак прелази 1,6 МПа.

1 Почетни подаци

2.1.1 Извор
снабдевање топлотом је ЦХПП у саставу АО-Енерго, који је део РАО УЕС Русије.

О стању
АО-Енерго су главни и део дистрибутивног водоводног ТС,
управља се главним делом дистрибутивних и кварталних мрежа
општинско предузеће; ТК за индустријска предузећа, која је безначајна
удео свих возила налазе се на билансу стања индустријских предузећа.

У прилогу
топлотно оптерећење по уговорима је 1258 Гцал/х; укључујући
домаћинство 1093 и индустријско 165 Ткал/х; грејање и вентилација
топлотно оптерећење је 955 Гцал/х, максимално оптерећење на топлом
водоснабдевање (према затвореној шеми) - 303 Гцал / х; грејање и вентилација
оптерећење комуналног сектора — 790 Гцал/х, укључујући грејање —
650 и вентилација - 140 Гцал / х.

одобрено
АО-енергетски температурни распоред за снабдевање топлотом (слика ових Препорука) - увећано, израчунато
температуре воде 150/70 °С при процењеној спољној температури ваздуха т_н.р. = -30 °С, са пресеком 135 °С, исправљање за вруће
водоснабдевање (ПТВ) 75 °С.

2.1.2 Термички
двоцевна мртва мрежа; ТС се израђују углавном подземним каналом и
надземни на ниским носачима са заптивком, друге врсте заптивки (беканалне, у
пролазни канали и сл.) заузимају незнатан обим (у материјалном смислу
карактеристика). Топлотна изолација је направљена од производа од минералне вуне.

Трајање
грејни период 5808 сати, летњи - 2448, ремонт - 504 сата.

2.1.3
Материјалне карактеристике ТС на билансу стања АО-енерго по одсецима приказане су у
табела ових
Препоруке.

2.1.4
Просечне месечне и просечне годишње вредности спољне температуре ваздуха и тла
(на просечној дубини цевовода) према мес
метеоролошка станица или климатски водичи, просечно преко
последњих 5 година приказано је у табели
ових препорука.

2.1.5
Просечне месечне вредности температуре воде у мрежи у доводу и повратку
цевовода према одобреном температурном распореду за отпуштање топлоте на
средње месечне вредности спољне температуре ваздуха и средње годишње вредности
температуре воде у мрежи дате су у табели ових Препорука.

2.1.6 Резултати
испитивања за одређивање топлотних губитака у виду корективних фактора до
специфични топлотни губици према пројектним стандардима су: у просеку за
надземно полагање - 0,91; под земљом - 0,87. Тестови су обављени 1997. године
г.у складу са РД
34.09.255-97 [].

Тестови
деонице магистралног вода бр.1 ЦХП ÷ ТК-1 и ТК-1 ÷ ТК-2 надземног полагања са спољним
са пречникима од 920 и 720 мм са дужином од 1092 и 671 м, респективно, и пресецима
магистрални путеви бр.2 ТК-1 ÷ ТК-4 и ТК-4 ÷ ТК-6 подземни
каналска облога спољних пречника дужине 920 и 720 мм
88 и 4108 м. Карактеристике материјала испитиваних мрежа
чини 38% укупних материјалних карактеристика ТС на билансу стања АО-Енерго.

2.1.7 Очекивано
(планско) снабдевање топлотном енергијом, утврђено планским економским
услуге енергетске организације по месецима и за године, дате су у табели ових препорука (осим
количина топлоте у индустријским предузећима).