Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чему равно максимальное значение кпд теплового двигателя 527 27

Расход топлива для котлов

При эксплуатации котла на любом виде топлива зачастую возникает вопрос, какой расход топлива у котла? Ответить на этот вопрос можно как экспериментальным путем, посредством опыта, так и теоретически, с помощью расчетов.

Чтобы рассчитать расход топлива котлом необходимо знать три величины:

1. Теплопроизводительность (тепловая мощность, паропроизводительность) котла

2.Коэфиициент полезного действия котла

3.Низшую теплоту сгорания топлива на рабочую массу (др. названия – теплотворная способностью топлива, калорийность топлива)

Рассмотрим более подробно эти понятия.

Теплопроизводительность котла – количество произведенной котлом полезной тепловой энергии в единицу времени. Измеряется в МВт или Гкал/ч (1Гкал=1,16 МВт). Слово «полезной» означает, что это та часть энергии, которая вместе с теплоносителем выходит из котла к потребителю теплоты для использования в нужных (полезных) потребителю целях.

Паропроизводительность – количество пара производимого котлом в единицу времени. Измеряется в т/ч или кг/с (1т/ч=0,278 кг/с).

Перевод паропроизводительности в теплопроизводительность осуществляется по формуле:

где D-паропроизводительность, т/ч

– энтальпия пара на выходе из котла, кДж/кг

– энтальпия воды на входе в котел, кДж/кг

Например, для наиболее распространенного в котлах малой мощности давления насыщенного пара, Ризб.=1,3 МПа, 1 т пара/ч=0,65 МВт.

Низшей теплотой сгорания называют количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 кг (для жидкого и твердого) или 1 м3 (для газообразного) топлива, за вычетом теплоты конденсации (парообразования) водяного пара.

Теплота сгорания на рабочую массу означает, что теплота сгорания определена для состояния (рабочего состояния) топлива, в котором оно поступает к потребителю для сжигания в топке котла.

Почему для расчета используют низшую теплоту сгорания? В подавляющем большинстве случаев, водяные пары, образовавшиеся в процессе сгорания топлива, покидают котел, вместе с дымовыми газами не сконденсировавшись. Это значит, что теплота парообразования (конденсации), содержащаяся в водяных парах, рассеивается в атмосфере и никак не используется в котле (исключение составляют конденсационные котлы).

Значение низшей теплоты сгорания топлива можно узнать в удостоверении о качестве топлива, из паспорта качества газа, из справочной литературы, а также из результатов лабораторных испытаний топлива.

Коэффициент полезного действия (КПД) котла – отношение полезно используемой в котле теплоты ко всей располагаемой теплоте, внесённой в топку и полученной от сжигания топлива.

Расчетный КПД котла прописан в руководстве по эксплуатации котла. Эксплуатационный КПД содержится в режимной карте котла (в ней же указывается и расход топлива).

Расход топлива котла рассчитывается по формуле

где Q – теплопроизводительность котла, МВт

– низшая теплота сгорания рабочего топлива, МДж/кг

– коэффициент полезного действия котла, %

Удельный расход топлива это масса топлива необходимая для выработки 1 МДж тепловой энергии. Измеряется в кг/ГДж или кг/Гкал.

Удельный расход натурального топлива рассчитывается по формуле

где В – расход топлива в кг/ч;
Q – теплопроизводительность котла в МВт.

Удельный расход условного топлива рассчитывается по формуле

где В – расход топлива в кг/ч,Q – теплопроизводительность котла в МВт,

— низшая рабочая теплота сгорания в МДж/кг

Если вы испытываете затруднения при расчетах расхода топлива, то переходите на страницы, где есть возможность заказать:

В таблице 1 приведены расчетные расходы различных топлив для котлов мощностью 1 МВт. Средние величины КПД и теплоты сгорания топлив, используемые при расчете, также отражены в таблице.

Таблица 1 – Расчетные расходы топлив для котлов теплопроизводительностью 1 МВт

Тип топливаНизшая теплота сгорания топливаКПД котла, бруттоРасход топлива
(для котла мощностью 1 МВт)
Удельный расход натурального топливаУдельный расход условного топлива
МДж/кг
(ккал/кг)
%кг/чкг/ГДж
(кг/Гкал)
кг у.т./ГДж
(кг у.т./Гкал)
Дизельное топливо43,12
(10300)
909325,8
(108,1)
38
(159,1)
Мазут40,61
(9700)
909827,2
(114)
37,7
(158)
Нефть43,96
(10500)
909125,3
(105,8)
38
(158,7)
Керосин43,12
(10300)
909325,8
(108,1)
38
(159,1)
Природный газ33,49*
(8000*)
91,5117**32,5***
(136***)
37,1
(155,4)
Сжиженный газ45,21
(10800)
91,58724,2
(101,2)
37,3
(156,2)
Уголь каменный23,03
(5500)
8518451,1
(214)
40,2
(168,2)
Уголь бурый10,88
(2600)
85389108,1
(452,3)
40,1
(168)
Антрацит27,21
(6500)
8515643,3
(181,4)
40,2
(168,5)
Торф фрезерный8,5
(2030)
82516143,3
(600)
41,6
(174,1)
Торф кусковой10,72
(2560)
82410113,9
(476,7)
41,7
(174,4)
Дрова влажностью 40%10,21
(2440)
86410113,9
(476,7)
39,7
(166,1)
Дрова влажностью 30%12,31
(2940)
8634094,4
(395,3)
39,7
(166,1)
Пеллеты подсолнечника17,42
(4160)
8624066,7
(279,1)
39,7
(165,9)
Лузга подсолнечника16,58
(3960)
8625270
(293)
39,6
(165,8)
Лузга гречихи14,65
(3500)
8628679,4
(332,6)
39,7
(166,3)
Лузга овса15,07
(3600)
8627877,2
(323,3)
39,7
(166,3)
Читать еще:  Что может стучать в двигателе при нагревании

*- размерность в МДж/м 3 (ккал/м 3 )
**- размерность в м 3 /ч
***- размерность в м 3 /ГДж (м 3 /Гкал)

Для быстрого расчёта расхода топлива с помощью таблицы 1, нужно табличную величину расхода топлива умножить на теплопроизводительность котла в МВт, результат получится в кг/ч.

В случае расчета паровых котлов предварительно нужно перевести паропроизводительность из т/ч в МВт по формуле (1).

При расчете с помощью таблицы следует помнить, что табличное значение расхода топлива приведены для средних значений низшей теплоты сгорания топлива и КПД котла. Для более точного расчета необходимо пользоваться формулами описанными выше.

Примеры расчетов по таблице 1:

1) Для пеллетного котла мощностью 2,5 МВт расход топлива составит:
В=240*2,5=600 кг/ч

2) Для дизельного котла мощностью 3,15 МВт расход топлива составит:
В=93*3,15=293 кг/ч

3) Для парового котла паропроизводительнстью 4 т/ч насыщенного пара с давлением 1,3 МПа работающего на каменном угле расход топлива составит:
В=184*4*0,65=479 кг/ч

Здесь использован переводной коэффициент паропроизводительности в теплопроизводительность, равный 0,65 в этом конкретном примере.

Расход топлива опытным путем определяется в следующей последовательности:

1.Котел разжигается и выводится на стабильный режим работы, на котором необходимо замерить расход топлива.

2.После прогрева котла на стабильном режиме работы, засекается определенный период времени (например, 1 час — от начала до конца опыта) и измеряется масса (для твердого и жидкого) или объем (для газообразного) топлива сожженного за этот период.

3. Полученные данные обрабатываются по формуле

где В – расход топлива, (твердого или жидкого) кг/ч, (газообразного) м 3 ;
M – масса (или объем) топлива сожженного за время опыта, кг (м 3 );
t – время опыта, ч.

КПД-брутто и КПД-нетто

Не всё выработанное при сгорании топлива тепло направляется на нагрев теплоносителя, определенная часть расходуется на собственные нужды котлоагрегата: турбина, вентилятор или дымосос, циркуляционный насос, работа автоматики и электронного дисплея, работа электропривода (как вы уже поняли, в расчете используются все виды получаемой энергии, в том числе и электроэнергия, если котел энергозависимый).

С учетом этого принято разделять эффективность котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и отпущенной теплоте (КПД-нетто).

Такая классификация позволяет выделить степень технического совершенства котла – КПД-брутто или экономичность расхода топлива и электроэнергии – КПД-нетто.

Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Термодинамика и тепломассообмен

Термодинамические циклы

Термодинамические циклы — круговые процессы в термодинамике, то есть такие процессы, в которых совпадают начальные и конечные параметры, определяющие состояние рабочего тела.

Примеры решения задач по теме «Компрессоры»

1. Компрессор всасывает $400$ м 3 /ч воздуха при давлении $p_1=0.1$ МПа и температуре $t_1=20$ °С и сжимает его до давления $p_2=0.5$ МПа. Определить теоретическую работу компрессора при адиабатном сжатии и температуру воздуха в конце сжатия.

2. Компрессор всасывает $100$ м 3 /ч воздуха при давлении $p_1=0.1$ МПа и температуре $t_1=27$ °С. Конечное давление воздуха составляет $p_2=0.8$ МПа. Определить теоретическую работу компрессора и расход охлаждающей воды, если ее температура повышается на $13$ °С. Расчет произвести для изотермического, адиабатного и политропного сжатия. Показатель политропы принять равным $1.2$, а теплоемкость воды $4.19$ кДж/кг·К.

3. Определить мощность идеального компрессора с изотермическим сжатием и часовое количество теплоты, передаваемое охлаждающей водой, если $p_1=101325$ Па и $t_1=20$ °С, а давление сжатого воздуха $p_2=0.4$ МПа. Расход всасываемоего воздуха $500$ м 3 /ч.

4. Компрессор всасывает $250$ м 3 /ч воздуха при $p_1=0.09$ МПа и $t_1=25$ °С и сжимает его до $p_2=0.8$ МПа. Какое количество воды нужно пропускать через рубашку компрессора в час, если сжатие происходит политропно с показателем $n=1.2$ и температура воды повышается на $15$ °С.

5. Компрессор всасавает воздух при давлении .1$ МПа и температуре $20$ °С и сжимает его изотермически до .8$ МПа. Определить производительность компрессора в м 3 /ч, если известно, что теоретическая мощность двигателя для привода компрессора равна $40$ кВт. Найти также часовой расход охлаждающей воды, если ее температура при охлаждении цилиндра компрессора повышается на $10$ °С. Теплоемкость воды принять равной $4.19$ кДж/кг·К.

6. Компрессор всасывает в минуту $100$ м 3 водорода при температуре $20$ °С и давлении .1$ МПа и сжимает его до .8$ МПа. Определить потребную мощность двигателя для привода компрессора при адиабатном сжатии, если эффективный КПД компрессора равен .7$.

7. Трехступенчатый компрессор всасывает $60$ м 3 /ч воздуха при $p_1=0.08$ МПа и $t_1=27$ °С и сжимает его адиабатно до $10$ МПа. Между ступенями компрессора установлен промежуточный холодильник, в котором воздух охлаждается при постоянном давлении до начальной температуры. Определить производительность компрессора по сжатому воздуху и работу, затраченную на сжатие в компрессоре.

Читать еще:  Где находиться датчик температуры двигателя дэу нексия

8. Двухступенчатый компрессор всасывает воздух при давлении $p_1=0.1$ МПа и температуре $t_1=20$ °С и сжимает его до конечного давления $p_2=4$ МПа. Между ступенями компрессора установлен промежуточный холодильник, в котором воздух охлаждается при постоянном давлении до начальной температуры. Производительность компрессора равна $500$ м 3 /ч.

Определить теоретическую мощность каждой ступени и количество теплоты, которое должно быть отведено от обеих ступеней компрессора и промежуточного холодильника, если известно, что отношение конечного давления к начальному одинаково для обоих ступеней и сжатия происходит политропно с показателем $n=1.3$.

9. Для лабораторных экспериментов необходимо иметь $G=180$ килограммов в секунду воздуха при параметрах $p_к=10$ МПа и $t_к=t_1$, где $t_1$ − температура окружающей среды. Рассчитать поршневой компрессор (без учета трения и вредного пространства), определить: количество ступеней компрессора; степень повышения давления в каждой ступени; количество тепла, отведенного от воздуха в цилиндрах компрессора, в промежуточных и конечном холодильниках (при охлаждении до $t_1$); мощность привода, если давление воздуха на входе в первую ступень компрессора $p_1=0.1$ МПа, а температура $t_1=27$ °С и допустимое повышение температуры воздуха в каждой ступени $Δt=180$, показатель политропы сжатия $n=1.25$.

10. Для двигателя с воспламенением от сжатия необходим трехстепенчатый компрессор, подающий $250$ кг/ч воздуха при давлении $8$ МПа. Определить теоретическую мощность компрессора. Сжатие считать адиабатным. В начале сжатия $p_1=0.095$ МПа и $t_1=17$ °С.

Администратор сайта: Колосов Михаил
email:
Copyright © 2011-2021. All rights reserved.

Расчёты КПД котла

Как посчитать тепловую мощность

Формулу для расчёта тепловой мощности в гКал/час можно представить в виде:

Q = (T1 — T2) * 40(м 3 /час) / 1000, где T1 – Т2 – разность температур в градусах Цельсия.

Таким образом, для того чтобы посчитать мощность, которую выдаёт котельная, необходимо расход воды умножить на разность температур (перепад между «подачей» и «обраткой») и разделить на 1000. У Вас получится мощность в гигакаллориях (ГКал).

  • Температура воды на «подаче» (из котельной в тепловую сеть) – 55 °С
  • Температура воды на «обратке» (из тепловой сети в котельную) – 43 °С
  • Расход сетевой воды – 120 м 3 /час (по насосам)
  • (55 — 43) * 120 / 1000 = 1.44 ГКал. * 1.16 = 1.67 МВт
  • Температура воды на входе в котёл – 43 °С
  • Температура на выходе из котла – 51 °С
  • Расход воды в котле – 40 м 3 /час
  • (51 — 43) * 40 / 1000 = 0.32 ГКал * 1.16 = 0.37 МВт

Как посчитать КПД котла.

Формулу для расчёта КПД котла можно представить в виде:

Для того чтобы посчитать КПД котла необходимо температуру уходящих газов котла (измеряется термометром на газоходе котла) разделить на 15 ( с понижением температуры уходящих газов на 12-15С, потери теплоты уменьшаются на 1%), прибавить 2 (потери с химическим недожогом в слоевой топке 0,5-3%), прибавить 3 (потери с механическим недожогом в слоевой топке 1-5%), прибавить 2 (сумма остальных потерь). Полученное значение — ориентировочная величина потерь КПД в процентах, вне зависимости от вида топлива и мощности котла.

  • Температура уходящих газов котла – 320 °C
  • 320 / 15 + 2 + 3 + 2 = 29,3% — суммарные потери КПД (q2…q6)
  • 100 – 29,3 = 70,1% — КПД котла

Из чего складываются потери КПД котла

Потери тепла с уходящими газами – q2 – составляют самую большую величину тепловых потерь котла. В современном котле величина потерь – q2 – находится в пределах 10 – 12%, при работе котла на номинальной нагрузке.

Потери тепла с химическим недожогом – q3 – возникает из-за неполного сгорания летучих компонентов топлива в топке котла. Причинами появления химического недожога могут быть: плохое смесеобразование, общий недостаток воздуха, низкая температура в топочном объёме котла, особенно в зоне догорания(верхняя часть топочного объёма). При достаточном коэффициенте избытка воздуха и хорошем смесеобразовании, химический недожог – зависит от теплонапряжения в топочном объёме (объём топки / мощность котла). В современном котле со слоевой топкой, при значениях теплонапряжения – qv = 0.23 — 0.45 МВт/м3, химический недожог составляет 0.5 – 2%, при увеличении qv (с 0.45 до 0.7), химический недожог резко возрастает и достигает 5%.

Потери тепла с механическим недожогом – q4 – сумма потерь теплоты с уносом, шлаком и провалом. Для слоевых топок величина потерь с уносом зависит от теплонапряжения(читай выдаваемая мощность) в топочном объёме (МВт) отнесённого к площади зеркала горения (qv / площадь решётки = qr ). С увеличением qr (т.е. с форсировкой котла), резко увеличивается доля несгоревшего топлива уносимого с продуктами сгорания (потери с уносом). Так, с увеличением qr с 0.93 до 1.63 (в 1.7 раза) величина потерь с уносом возрастает с 3 до 21% (в 7 раз). Потери теплоты со шлаком, возрастают, с увеличением зольности топлива и ростом теплонапряжения. Потери теплоты с провалом зависят от спекаемости топлива, содержания в топлива мелочи и от конструкции колосниковой решётки. При использовании охлаждаемой уголковой решётки потери теплоты с провалом не превышают 0.5%. В современном котле со слоевой топкой потери тепла с механическим недожогом – q4 — составляют 1-5%.

Читать еще:  Бортовой компьютер ваз 2114 посмотреть температуру двигателя

Потери тепла от наружного охлаждения – q5 – наблюдаются в связи с тем, что температура наружной поверхности котла всегда выше температуры окружающей среды. Котёл в лёгкой обмуровке имеет величину потерь – q5 – в пределах 0.5%

Прочие потери тепла – q6 – сумма потерь с физической теплотой шлака, на охлаждение панелей и балок, не включённых в циркуляционную систему котла – как правило, не превышают 0.5-2%

Как увеличить КПД котла

Очевидный способ увеличения КПД – снижение потерь с теплом уходящих газов (q2).

Рассмотрим котёл №1 и котёл №2, номинальной мощностью 0.5 ГКал/час каждый, топливо уголь (5000кКал), имеющих разную температуру уходящих газов:

  • Температура уходящих газов котла №1 – 380 °С, котла №2 – 190 °С
  • Расход сетевой воды на каждом из котле №1,2 – 20 м 3 /час.
  • Перепад температур на входе / выходе воды из котла №1,2 – 25 °С.

Котёл №1 – Вычисляем:

  • Мощность(ГКал/ч) 20 * 25 / 1000 = 0.5 ГКал/ч.
  • Потери КПД (%) 380 / 15 + 2 + 3 + 2 = 32.3% (q2…q6)
  • КПД котла(%) 100 – 32,3 = 67.7%
  • Расход топлива (кг/ч) 0.5 / (5000*67.7) * 108 = 147,7

Котёл №2 – Вычисляем:

  • Мощность(ГКал/ч) 20 * 25 / 1000 = 0.5 ГКал/ч.
  • Потери КПД (%) 190 / 15 + 2 + 3 + 2 = 19.6% (q2…q6)
  • КПД котла(%) 100 – 19,6 = 80.4%
  • Расход топлива (кг/ч) 0.5 / (5000*80.4)* 108 = 120

Сравнивая КПД котлов и расход топлива, делаем вывод:

  • Снижение температуры уходящих газов котла №1 с 380 до 190, приведёт к увеличению его КПД на 12.7%, и сокращению расхода угля на 18.7%.
  • Один из вариантов снижения температуры уходящих газов — установка экономайзера.

Чтобы перевести ток в мощность, достаточно ввести номинальное напряжение и указать вторую известную величину. Калькулятор автоматически рассчитает неизвестный показатель и выведет результат.

Узнать напряжение и стандартную силу тока можно в технической документации устройства. Для приборов бытовой техники обычно указывается мощность, из которой также легко вычислить ток. Для удобства в калькуляторе можно переключать ватты на киловатты, а ампера на миллиамперы.

Расчет мощности электричества при ремонте и проектировании

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

Калькулятор перевода киловатт в лошадиные силы

Калькулятор перевода давления в бар на давление в мегапаскалях, килограмм силы, фунт силы и амосферах

Калькулятор расчета времени разряда АКБ

Онлайн калькулятор расчета времени зарядки АКБ (постоянным током), сколько заряжать аккумулятор

Заключение

Если провести сравнение изделий широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические выигрывают по рабочему давлению, но стоят дороже, покупать их не всегда целесообразно. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не учитывать цену советских чугунных «гармошек» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Выводы

Что мы получаем в результате расчета и в чем его конкретное применение?

Допустим, что на предприятие поступил заказ. Необходимо изготовить тепловой аппарат с заданной поверхностью теплообмена и производительностью. То есть перед предприятием не стоит вопрос размеров аппарата, но стоит вопрос материалов, которые обеспечат нужную производительность с заданной рабочей площадью.

Для решения данного вопроса производится тепловой расчет, то есть определяются температуры теплоносителей на входе и выходе из аппарата. Исходя из этих данных выбираются материалы для изготовления элементов устройства.

В конечном итоге, можно сказать, что рабочая площадь и температура носителей на входе и выходе из аппарата – основные взаимосвязанные показатели качества работы теплообменника. Определив их путем теплового расчета инженер сможет разработать основные решения для конструирования, ремонта, контроля и поддержания работы теплообменников.

В следующей статье мы рассмотрим назначение и особенности механического расчета теплообменника, поэтому подписывайтесь на нашу e-mail рассылку и новости в соц сетях, чтобы не пропустить анонс.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector