Как можно увеличить КПД котла

Главная / Статьи / Как можно увеличить КПД котла?

01.07.2019

Статьи

admin

После покупки отопительного оборудования потребители зачастую заинтересованы в том, как можно увеличить КПД котла. Максимально эффективно работать оборудованию позволяет соблюдение рекомендаций производителя. Но часто даже при правильной эксплуатации возникают ситуации, которые приводят к не экономной работе приобретенного оборудования.

Основные причины, по которым снижается эффективность отопительных агрегатов

Чтобы понять как увеличить КПД котла, изначально необходимо разобраться, какие нюансы в работе на него влияют. Главных факторов два:

1. Объемы тепловой энергии, которую получает вода или другой теплоноситель в результате сжигания топлива.
2. Тепловые потери – чем меньше тепла теряет котел, тем с большим КПД он работает. Обычно теплопотери растут по причине неправильного сжигания газа или твердого топлива. Но также тепло теряется из-за неравномерного распределения тепловой энергии.

Кроме этого, эффективность работы оборудования зависит от соответствия вида используемого топлива топочной камере, в которой оно сжигается. Еще на данный коэффициент влияет правильность организации системы отопления, нагрузка на нее, а также степень износа отопительного оборудования.

Почему возникают теплопотери

Чтобы добиться повышения эффективности работы необходимо обязательно снизить теплопотери. Они возникают по причине:

1. Физического недожога – существенную роль играет избыточный воздух, который присутствует в котле, а также температура отработанных газов. Чем больше количество воздуха, тем хуже функционирует оборудование. Особенно это ощутимо, когда оборудование работает на полную мощность при очень низких температурах. Потеря теплоты в этом случае самая существенная и составляет примерно 20%.
2. Механический недожог – данный критерий характерен только для твердотопливного оборудования. Топливо не сгорает должным образом, что влечет за собой образование золы. Такие теплопотери незначительные и равны 1-3%.
3. Химический недожог – образуется по причине дефицита воздуха в камере сгорания. При его дефиците происходит неполное сгорание газа, и он просто уходит через дымоход. Вследствие этого образуется окись угарного газа. От ее количества зависит размер теплопотерь. В среднем, таким образом теряется около 7% тепла.

Также снижение КПД могут вызвать потери через стенки радиаторов. Для устранения этих теплопотерь выполняется теплоизоляция отопительных приборов.

Как повысить коэффициент полезного действия котла?

Предлагаем вам ознакомиться с рекомендациями, которые направлены на повышение продуктивности работы системы:

1. Если причина недостаточно эффективной работы кроется в площади отбора тепловой энергии, для ее увеличения устанавливается турбулизатор. Его размещают между теплообменником и топочной камерой.
2. Чтобы устранить теплопотери, возникающие вследствие химического недожога, необходимо грамотно настроить работу оборудования. Рекомендуем доверять эту процедуру только специалисту. Также для снижения тяги рекомендуется установить ее ограничитель. Его установка позволяет регулировать сечение дымоходной трубы. Монтаж ограничителя тяги особенно необходим при сильно низких температурах снаружи.
3. Для снижения теплопотерь, возникающих из-за физического недожога, и поддержания нормальной тяги необходимо своевременно удалять сажу, которая образовывается на жаровых трубах. Также необходимо удалять накипь, образующуюся на отопительном контуре. Регулярная очистка этих элементов позволяет устранить физические теплопотери.
4. Поддерживать должное состояние труб системы отопления. Металлические трубы могут «зарастать» изнутри вследствие грязевых отложений. С ПВХ-трубами такого не происходит, но в профилактических целях рекомендуется периодически выполнять продувку отопительной системы. Полностью сливать теплоноситель не стоит. Так как при поступлении неочищенной воды, ее нагревании и прохождении через трубы, выпадает осадок. Из-за этого на стенках трубопроводов образуется накипь.
5. Отрегулировать заслонку поддувала. Для этого необходимо использовать термометр. Заслонку устанавливают в то положение, при котором достигается максимальное значение температуры теплоносителя.
6. Поддерживать нормальную тягу. Во избежание ее ухудшения требуется регулярное очищение дымоотводящей трубы от продуктов сгорания. А также нельзя допускать образования копоти в камере сгорания. Из-за большого количества копоти увеличивается объем потребляемого топлива.
7. Для повышения эффективности котельного оборудования, работающего на газовом топливе, также можно выполнить монтаж коаксиального дымохода. У традиционных дымовых труб есть очевидный недостаток – они зависимы от внешних условий. Коаксиальная отводящая труба отличается стойкостью к скачкам температуры, обеспечивает поддержание заданных температурных параметров в помещении, экономит газ. Конструктивно коаксиальный дымоход состоит из двух труб, которые имеют разный диаметр. Одна труба используется для транспортировки продуктов сгорания, вторая – воздуха, который насыщен кислородом.

Устранить эти причины снижения КПД котлов реально своими руками без вызова специалистов.

Помощь специалистов

Выше мы рассмотрели почему снижается КПД котлов и способы его повышения. Если вам не хватает знаний и опыта работы с котлами, рекомендуем обратиться в компанию «Профтепло». Специалисты выполнят диагностику и примут меры, необходимые для эффективного функционирования отопительной системы. Чтобы воспользоваться услугами, свяжитесь с нами по контактному номеру телефона +7 (4842) 75 02 04 или закажите «Обратный звонок». Услуги предоставляются в Калуге.

ХОТИТЕ ПОЛУЧАТЬ БОЛЬШЕ НОВОСТЕЙ?

Увеличение времени горения и КПД печей и котлов на твердом топливе — Услуги — Уральская пеллетная компания

      Что нужно делать, чтобы КПД вашего котла был как можно больше? Этот вопрос задают почти все, кто решил купить твердотопливный котел и все, кто увидел, что их новый или старый котел не справляется со своими обязанностями на все сто.

 

      Что такое КПД котла и от чего он зависит?

      КПД твердотопливного котла — это относительная величина, которая измеряется в процентах и определяется соотношением затраченных топливных затрат к количеству тепла (полезной энергии), которую выделяет котел для обогрева дома. Современные котлы на твердом топливе по характеристикам обладают очень высокими КПД от 85 до 95%. Но часто на практике КПД указанное на бумаге не соответствует тому, что есть на самом деле. Почему так происходит? Потому что коэффициент полезного действия котла в реальной жизни зависит от многих факторов: качества топлива, эффективности теплоносителей системы, потерь тепла во время перемещения, общих теплопотерь здания, эффективности сжигания топлива. Поэтому, в большинстве котлов коэффициент полезного действия составляет в лучшем случае лишь 65-70%.

 

      Как увеличить КПД твердотопливного котла?

      Мы модернизируем имеющийся у Вас твердотопливный котел с естественной подачей воздуха, установив на него дополнительное оборудование:

	Больше воздуха для котла. Установка вентилятора обеспечит принудительную подача воздуха в топку твердотопливного котла для эффективного сжигания топлива.     Вентилятор имеет заслонку, которая управляется потоком выходящего воздуха. При отсутствии потока воздуха (выключен вентилятор) заслонка закрывается под действием грузика на оси заслонки вентилятора. Это позволяет исключить попадание воздуха в котел в выключенном состоянии вентилятора. За счет количества грузиков на оси можно компенсировать избыточную тягу дымовой трубы, так чтобы заслонка была полностью закрыта в выключенном состоянии вентилятора. За счет регулирования положения грузиков на оси можно устанавливать вентилятор в любом положении.
	Управление работой насоса циркуляции воды и продувом (турбины). Для увеличения КПД твердотопливных котлов в системах отопления с естественной циркуляцией желательно установить Командо-контроллер. Если температура котла равной или выше заданной температуры, регулятор находится в режиме поддержки. Когда температура котла ниже от заданной температуры, регулятор находится в режиме, в котором продув работает постоянно если включен режим розжига.
	Дополнительно возможна комплектация датчиком температуры в теплоноситель (котлы) или комнатным термостатом (печи) и GSM модулем.

 

 

      Наши специалисты смогут автоматизировать практически любой котел (самодельный или промышленный), любой мощности и системы отопления!

      Как это будет выглядеть:

 

Да, я хочу автоматизировать свой котел.

Как повысить эффективность котла для экологичного завтра

Возникновение производства пара уходит в прошлое на несколько сотен лет, когда в конце 1700-х годов был разработан котел котла. В лучшем случае в зачаточном состоянии, прошло почти столетие, прежде чем Джордж Бэбкок и Стивен Уилкокс запустили индустрию производства пара, представив свой паровой котел, работающий на угле, с ручным обогревом.

Улучшенная конструкция труб и плиток в середине 1900-х годов позволила не только увеличить размер и мощность котла, но и повысить тепловую эффективность. В то время как выбор котлов варьируется в зависимости от индивидуальных потребностей объектов, которые они обслуживают, остается одно неизменное: постоянная потребность в тепловой эффективности.

Хорошая новость заключается в том, что повышение эффективности не обязательно означает дорогостоящий капитальный ремонт. Улучшение процесса сгорания в котле даже на несколько процентных пунктов может привести к существенной экономии средств для владельцев зданий, а также способствовать снижению выбросов.

Проблемы со сгоранием

В идеальном мире мы могли бы извлекать всю энергию, доступную в топливе, однако 100% сгорание реально недостижимо для работы котла. Даже незначительное изменение любого из трех реагентов — топлива, температуры и кислорода — может повлиять на химический процесс, необходимый для поддержания горения.

Эффективность сгорания увеличивается с повышением температуры реагента, увеличением площади поверхности, увеличением химической энергии и увеличением давления паров. Слишком мало кислорода может привести к копоти у очага, загрязнению воздуха и потенциально взрывоопасным газам, в то время как слишком много кислорода может затруднить поддержание постоянной температуры возгорания.

Вода, хотя и не является реагентом, также должна соответствовать определенным критериям, чтобы ее можно было эффективно использовать для выработки тепла. Особое внимание следует уделить качеству питательной воды, поскольку вся вода содержит различное количество растворенных и взвешенных веществ и растворенных газов.

Наконец, каждая конструкция котла уникальна со своими требованиями к оптимальной эффективности. Таким образом, задача операторов котлов состоит в том, чтобы действительно понять потребности своей системы. Помимо приведенных ниже соображений, всегда рекомендуется надежный партнер, который может помочь сориентироваться в отклонениях котлов.

P ровные ступени для повышения эффективности котла

• Чтобы свести к минимуму избыточную воздушную подушку, выполните точную настройку котла при различных условиях окружающей среды и нагрузки, контролируя температуру дымовых газов котла и содержание кислорода. Вы можете сделать это, выполняя еженедельную проверку эффективности углекислого газа, чтобы вручную регулировать процентное содержание воздуха, необходимого для оптимального сгорания топлива.
• Для котлов с принудительной тягой рассмотрите возможность установки автоматической системы управления горением для равномерного сжигания топлива.
• Используйте конденсат из парового котла, чтобы свести к минимуму использование холодной воды, которую необходимо нагревать перед использованием. Конденсат также помогает уменьшить коррозию компонентов и образование накипи в системе.
• Предварительный нагрев питательной и подпиточной воды с использованием отработанного тепла
• Вы также можете утилизировать тепло выхлопных газов для предварительного нагрева подпиточной воды. Однако следите за тем, чтобы не отводить слишком много тепла, так как дымовые газы могут конденсироваться, вызывая коррозию.
• Предварительный нагрев воздуха для горения, чтобы компенсировать большую разницу температур между потолком вашей котельной и местом забора воздуха в котел.
• Изолируйте котел, чтобы уменьшить потери горячего воздуха.
• Замените старые и неэффективные горелки или горелки, размеры которых слишком велики для ваших нужд. Современная и правильно подобранная горелка может помочь повысить эффективность до 5%.
• Увеличьте теплопередачу, вставив металлические перегородки в жаротрубные котлы. Перегородки, известные как турбулизаторы, замедляют дымовые газы за счет увеличения площади поверхности котла.
• Установите сажеобдувочные устройства, чтобы содержать в чистоте поверхность со стороны топки котлов, работающих на твердом топливе или жидком топливе.
• Даже если вы используете один или несколько из вышеперечисленных вариантов для повышения эффективности, всегда проводите ежегодную проверку вашей системы. Это и безопасность, и эффективность.

Пожалуйста, проконсультируйтесь со знающим партнером, прежде чем приступать к каким-либо улучшениям эффективности. Компания с хорошей репутацией проведет аудит системы котла, чтобы сначала оценить, теряет ли ваша система энергию, а затем определить причину (причины) любой неэффективности. Надлежащее управление энергопотреблением всегда сводит к минимуму потери тепла, экономя ваши деньги и снижая вредные выбросы.

Вы производитель котлов или компонентов? Сотрудничайте с нами, чтобы повысить глобальную эффективность котлов. Мы расширили решения по соблюдению нормативных требований по энергопотреблению, чтобы помочь им соответствовать жестким нормативным требованиям. Узнайте больше о тестировании энергоэффективности и производительности HVAC/R от UL прямо сейчас.

B&W Learning Center Articles » Babcock & Wilcox

В своей простейшей форме эффективность представляет собой отношение выходной энергии к потребляемой энергии, выраженное в процентах. Таким образом, для оптимизации эффективности важно свести к минимуму ввод (топливо является основным источником) и максимизировать выход (производство пара). Однако эти две цели часто имеют противоположные результаты. В этой статье, состоящей из двух частей, рассматривается ответственность оператора за эффективное управление различными методами и ключевыми функциями, которые оптимизируют эффективность, независимо от типа топлива или котла.

Часть 2: Основные рабочие функции

Регулировка горелки

Топливо и воздух для горения объединяются и выделяют тепло в горелках. Для обеспечения оптимального распределения тепла по ширине топки потоки воздуха и топлива должны подаваться на все горелки равномерно. Хотя настройки отдельных горелок влияют на конкретную горелку, они также могут влиять на соседние горелки. Большинство котлов имеют несколько горелок с параллельными путями потока на передней и/или задней стенке топки. Горелки должны иметь одинаковую конструкцию и регулироваться одинаково для оптимизации распределения воздушного потока.

Регулировка обычно может изменять турбулентность и скорость потока в горелках. Повышенная турбулентность увеличивает смешивание воздуха с топливом. Это также увеличивает интенсивность горения, обеспечивает более быстрое выделение тепла, уменьшает несгоревший углерод (НСК) в золе, позволяет работать с меньшим избытком воздуха и повышает эффективность котла. Однако это также может привести к повышенному зашлаковыванию, повышенному выбросу NOx и повышенному энергопотреблению вентилятора.

Возможна также регулировка расхода топлива на отдельные горелки либо с помощью переключающих механизмов в системе подготовки топлива, либо с помощью устройств выравнивания расхода в трубопроводе транспортировки угля. Хотя это возможно, динамическая балансировка потока топлива затруднена. Как и в случае с регулировкой воздуха для горения, потенциальное воздействие на соседние горелки потребует надежной обратной связи по относительным расходам, чтобы быть эффективным в качестве динамического рабочего инструмента. Достижения в области систем определения характеристик пламени и датчиков компонентов дожигания могут обеспечить более точную обратную связь для онлайн-балансировки топлива. Устройства для измерения расхода угля и воздуха для горения на месте также используются для измерения расхода воздуха и топлива в режиме реального времени. Одним из инструментов, доступных операторам, является система контроля пламени Flame Doctor®. Систему можно подключить к любому настенному устройству для контроля качества пламени каждой отдельной горелки по сравнению со всеми горелками. С помощью этой информации оператор может отрегулировать потоки воздуха и топлива для отдельных горелок, чтобы сбалансировать всю систему, повысить эффективность сгорания, снизить избыток воздуха и выбросы NOx из топки.

Также возможна регулировка расхода топлива на отдельные горелки либо с помощью переключающих механизмов в системе подготовки топлива, либо с помощью устройств выравнивания расхода в трубопроводе транспортировки угля.

Регулировка воздухозаборника с перегревом (поэтапная)

Системы горелок, предназначенные для снижения NOx, обычно ступенчатые, так что первичный подъем горения обычно работает с меньшим количеством воздуха, чем теоретически необходимое для полного сгорания. Оставшийся воздух, необходимый для завершения процесса горения, подается отдельно над самой высокой зоной горелки через порты OFA. Поток ступенчатого воздуха обычно изменяется в зависимости от нагрузки на основе параметрического тестирования, проводимого во время ввода в эксплуатацию. Эта подача воздуха для полного сгорания летучего связанного углерода и газообразного CO над зоной горелки позволяет значительно уменьшить образование NOx в восстановительной атмосфере зоны горелки. Хотя обычно это удовлетворительно для обеспечения полного сгорания и соблюдения требований по выбросам, любые изменения в типе топлива, качестве подготовки топлива или системах подачи топлива и воздуха потребуют тщательного контроля за работой системы OFA.

Избыточный воздух

Общий расход воздуха для горения в котле с уравновешенной тягой, как правило, регулируется путем регулирования количества воздуха, поступающего от вентилятора с принудительной тягой, и регулирования тяги в топке с помощью вентилятора с принудительной тягой в зависимости от расхода топлива. Избыточный воздух – это дополнительный воздух для горения сверх количества, необходимого для теоретического сжигания (стехиометрического воздуха) данного количества топлива. Избыток воздуха компенсирует недостатки перемешивания в печи. Преимущества увеличения избытка воздуха включают увеличение интенсивности горения, снижение потерь углерода и/или образования CO, а также снижение условий образования шлака. Недостатки включают повышенное энергопотребление вентилятора, повышенные потери тепла вверх по дымовой трубе, повышенную эрозию труб и, возможно, повышенное образование NOx.

Для большинства угольных зол, особенно золы из битуминозных углей восточной части США, фазовые переходы из твердого состояния в жидкое происходят при более низких температурах, если вокруг частиц золы отсутствует свободный кислород (восстановительные условия). В результате в котле, работающем с недостаточным избытком воздуха, происходит больше шлакообразования, где могут возникать локальные восстановительные условия.

Локальные потери металла труб также могут возникать в стенах печи в условиях низкого избытка воздуха, но влияние менее четко выражено. Отсутствие свободного кислорода (восстановительная атмосфера) и присутствие серы (из топлива) являются известными причинами износа металла труб. Высокий уровень хлора также может способствовать износу трубки. Хотя большинство углей и обычных видов топлива содержат очень мало хлора, это является серьезной проблемой для топлива, полученного из отходов.

Топливные характеристики

Топливные характеристики могут существенно повлиять на характеристики сгорания всех типов котлов. Условия топлива включают температуру, давление и размер частиц. Более низкие температуры, более низкое давление и больший размер частиц способствуют менее полному сгоранию и увеличению несгоревшего углерода в золе. И наоборот, если топливо более горячее и мелкозернистое, сгорание улучшается. Однако выбросы NOx и образование шлака в этих условиях также могут увеличиться.

Состояние топлива может существенно повлиять на характеристики сгорания всех типов котлов.

Влияние оборудования для подготовки топлива на работу котла

Оборудование для подготовки топлива подготавливает топливо к сжиганию и может оказывать значительное влияние на выбросы. Подготовительное оборудование включает дробилки, измельчители и сушильные комплексы на угольных агрегатах; мазутные подогреватели и насосы на мазутных установках; оборудование для обработки, смешивания или сушки отходов на котлах, работающих на отходах; или оборудование для обработки, смешивания, калибровки и доставки топлива на установках с кочегаркой. Если это оборудование не обслуживается и не эксплуатируется должным образом, топливо может не сгореть полностью, оставляя UBC в золе или CO в дымовых газах.

Оператор должен контролировать оборудование подготовки топлива. Важно знать оборудование, историю его обслуживания и эксплуатационные характеристики.

Сжигание различных видов топлива

Система подачи топлива и конструкция колосников для топочных агрегатов зависят от конкретного типа топлива и размера угля, древесины, коры, мусора или другого вида твердого топлива. Если надлежащий размер не поддерживается в соответствии с указанной конструкцией, то могут возникнуть эксплуатационные трудности и неэффективность.

Оборудование для подготовки, калибровки, подачи и сжигания топлива на пылеугольных установках предназначено для работы с определенным типом угля или аналогичными углями, если используется более одного. Объем и поверхность топки рассчитаны на охлаждение дымовых газов ниже начальной температуры деформации золы для угля заданной конструкции. Если характеристики угля значительно отличаются от проектных спецификаций, то печь будет иметь недостаточное или избыточное поглощение. Это приведет к большему шлакообразованию в условиях недостаточной абсорбции и меньшему образованию пара в печи. Условия избыточного поглощения приводят к меньшему количеству тепла, доступного в конвекционном проходе для перегрева. Это потребует изменений оператора или конструкции для достижения желаемых конечных параметров пара.

Большинство котлов, работающих на природном или отработанном газе, установлены на промышленных электростанциях и тепловых станциях. Большинство блочных котлов, используемых для отопления, охлаждения и технологического пара, в настоящее время работают на природном газе. Чрезвычайно важно, чтобы операторы были осведомлены обо всех условиях безопасности и процедурах эксплуатации этих устройств.

Топливо Перевод угольных котлов на сжигание природного газа из-за благоприятных цен на топливо сопряжен с другими уникальными проблемами. На коммунальных и крупных промышленных установках с пароперегревателями может потребоваться физическая замена тепловых ловушек, а также замена горелки и оборудования для обращения с топливом.

Требования к подготовке питательной воды и котловой воды

Основной функцией котла является передача тепла от дымовых газов через стенки труб для нагрева воды и производства пара. Чистые металлические трубы являются хорошими проводниками, но примеси в воде могут скапливаться на внутренней поверхности труб. Эти отложения снижают теплопередачу, повышают температуру труб и могут привести к поломке труб. Подготовка воды необходима для минимизации отложений и поддержания работоспособности устройства.

Отложения на трубах снижают теплопередачу, повышают температуру труб и могут привести к поломке труб.

Работа сажеобдувочной машины

Обдувочная машина представляет собой автоматизированное устройство, использующее пар, сжатый воздух или воду под высоким давлением для удаления зольных отложений с поверхностей труб. Обдув сажи улучшает теплопередачу за счет уменьшения загрязнения и закупоривания. Однако чрезмерная обработка сажеобдувом может привести к увеличению эксплуатационных расходов, эрозии труб и увеличению объема технического обслуживания сажеобдува. И наоборот, нечастая работа обдува может снизить эффективность и мощность котла.