Многие коммерческие и промышленные предприятия используют котлы для производства пара или горячей воды для отопления помещений или для технологического отопления.Котлы, как правило, являются основными потребителями энергии, и любой человек, участвующий в управлении энергопотреблением, должен знать, как работает котел и как его производительность может быть сохранена или улучшена. В этой статье описаны типы котлов, используемых для обогрева объектов, а также дан обзор основных средств управления котлом и параметров, влияющих на энергоэффективность.

Котел – закрытый сосуд, предназначенный для нагрева воды и производства горячей воды или пара за счет сжигания топлива или действия электродов или элементов электрического сопротивления.Многие коммерческие и промышленные предприятия используют котлы для производства пара или горячей воды для отопления помещений или для технологического отопления. Котлы, как правило, являются основными потребителями энергии, и любой человек, участвующий в управлении энергопотреблением объекта, должен знать, как работает котел и как можно поддерживать или улучшать его производительность. В частности, важно знать, какие параметры котельной системы наиболее важны. Для котлов, работающих на ископаемом топливе, эффективность сгорания является основным параметром, представляющим интерес; Чаще всего это регулируется путем подачи оптимального количества воздуха для горения, смешанного с топливом.Таким образом, понимание систем управления котлом чрезвычайно важно. Паровые и водогрейные котлы доступны в стандартных размерах от очень маленьких котлов для квартир и жилых домов до очень больших котлов для коммерческого и промышленного использования.

Котлы классифицируются по температуре воды или давлению пара. Далее они классифицируются по типу металла, используемого в строительстве (чугун, сталь или медь), по типу топлива или теплового элемента (масло, газ или электричество) или по соотношению огня или воды с окружающей средой. трубки (т.е., пожарная или водяная трубка).

– Котлы низкого давления предназначены для производства пара под давлением до 15 фунтов на кв. Дюйм или горячей воды до 250 ° F с давлением до 160 фунтов на квадратный дюйм.

– Котлы среднего и высокого давления производят пар с давлением выше 15 фунтов на квадратный дюйм или горячую воду с давлением выше 160 фунтов на квадратный дюйм, или 250 ° F, или и то, и другое.

Котлы обычно изготавливаются из чугуна или сварной стали. Чугунные котлы (рис. 1) изготавливаются из отдельных литых секций и соединяются между собой винтами или гайками и стяжными шпильками или резьбовыми заклепками.Количество секций можно варьировать, чтобы обеспечить разную производительность.

Стальные котлы бывают самых разных конфигураций. Они собираются на заводе, привариваются и отправляются как единое целое. На рис. 2 изображен дымовой котел. Огонь и дымовые газы практически окружены водой. Продукты сгорания проходят по трубам назад, затем вперед и еще раз назад, прежде чем, наконец, выйти вперед. Это делает котел четырехходовым. Котлы Firetube производятся во многих других конфигурациях, таких как:

– Внешняя топка – топка не окружена водой.

– Сухая задняя часть – дымовые трубы доступны прямо через дверцы для чистки в задней части котла.

– Scotch-Marine – Использует небольшой объем воды и имеет быструю реакцию.

Водотрубные котлы – это котлы со стальным корпусом, которые используются для работы с высокой производительностью более 2 миллионов британских тепловых единиц в час (британских тепловых единиц в час). В водотрубных котлах используется топка с водяным охлаждением, которая продлевает срок службы стенок топки и огнеупоров.

Рис. 1 Типовой чугунный котел (водотрубный).

Модульные котлы – это небольшие водогрейные котлы мощностью от 200 000 до 900 000 БТЕ / ч. Эти котлы доступны с общим КПД 85% и выше. На рис. 3 показаны особенности типового модульного котла. Эти котлы часто используются в тандеме для подачи горячей воды для отопления помещений и / или горячего водоснабжения. Например, если расчетная тепловая нагрузка составляла 2 миллиона БТЕ / ч, можно было бы использовать четыре модульных котла мощностью 600 000 БТЕ / ч (входная мощность). Если бы в конкретный день нагрузка составляла 25% или меньше, только один котел сработал бы и включился и выключился, чтобы обеспечить нагрузку.Остальные три котла останутся выключенными без подачи воды. Это снижает тепловые потери дымохода и рубашки (покрытия котла).

Некоторые модульные котлы имеют очень небольшую емкость и очень быструю теплопередачу , поэтому перед запуском горелки необходимо проверить расход воды.

Электрические котлы нагревают воду или производят пар путем преобразования электрической энергии в тепло. с помощью элементов сопротивления или электродов. Электрические котлы считаются эффективными на 100%, поскольку вся потребляемая мощность напрямую производит горячую воду или пар.Потери тепла через рубашку и изоляцию незначительны, а дымоход отсутствует. [1]

Электродные котлы (как показано на рис. 4) имеют электроды, погруженные в воду . Электрический ток проходит через воду между электродами, и этот ток и сопротивление воды приводят к выделению тепла. Электродные котлы доступны мощностью до 11 000 кВт. Котлы сопротивления имеют резистивные (нагревательные) элементы, погруженные в воду, но электрически изолированные от воды, и производятся мощностью до 3000 кВт.Электрические элементы и электроды обычно сгруппированы, чтобы обеспечить четыре или более ступеней нагрева. Ступенчатый контроллер реагирует на давление пара или температуру горячей воды, активируя каждую ступень нагрева, необходимую для обогрева здания.

Котлы можно классифицировать по-разному. На рис. 5 показаны обычно используемые рейтинги и термины. Термины Btu / h (британские тепловые единицы в час) и MBtu / h или МБ / час (1000 Btu / час) указывают на производительность котла.Номинальные параметры потребляемой мощности обычно указаны на паспортной табличке котла (или горелки). Термины л.с. (мощность котла), EDR (эквивалент прямого излучения) и фунты в час (пара) указывают на производительность котла.

Рис. 2 Типовой дымогарный котел.

Рис. 3 Модульный высокоэффективный котел.

Общий КПД котла – это мощность (теплосодержание и объем пара или воды), деленная на расход топлива (измеренный топливным счетчиком в установившихся условиях горения).Эффективность сгорания, определяемая условиями дымовых газов, не учитывает потери в рубашке, трубопроводе и другие потери, поэтому она всегда выше, чем общий КПД.

Рис. 4 Электродный паровой котел.

Методика испытаний, выпущенная Министерством энергетики США в 1978 году, измеряет потери как во время цикла, так и вне его, на основе лабораторной процедуры, включающей циклические условия. Результат называется рейтингом AFUE (Annual Fuel Utilization Efficiency) или сезонным КПД, который ниже, чем общий КПД.

При сжигании газа, масла или другого топлива необходимо учитывать несколько факторов, чтобы процесс сжигания был безопасным, эффективным и не влиял на окружающую среду. Процесс записи должен соответствовать следующим правилам:

1. Обеспечьте достаточное количество воздуха, чтобы сгорание было полным и не образовывались нежелательные количества окиси углерода или других загрязняющих веществ.

2. Избегайте избытка воздуха в топливно-воздушной смеси, что приведет к низкой эффективности.

3. Перед подачей смеси в топку полностью перемешать воздух с топливом.

4. Обеспечьте меры безопасности, чтобы топливо не вводилось без наличия пламени зажигания или искры и чтобы пламя не возникало в присутствии несгоревшего топлива.

5. Избегайте температуры воды ниже точки росы дымовых газов, чтобы предотвратить конденсацию на поверхности топки котла.

Горение можно контролировать с помощью анализа дымовых газов. Для больших котлов с производительностью более 1 000 000 БТЕ / ч анализ обычно является непрерывным. Для небольших котлов дымовые газы периодически анализируются с помощью портативных приборов. При анализе состава дымовых газов обычно измеряется процентное содержание CO2 (двуокиси углерода) или 02 (кислорода), но обычно не обоих одновременно. Идеальная концентрация CO2 находится в диапазоне 10–12%. Оставшийся процент кислорода является наиболее надежным показателем полного сгорания. Идеальная концентрация 02 в дымовых газах находится в диапазоне от 3% до 5%.Более низкие концентрации непрактичны и часто небезопасны. Более высокие концентрации О2 означают, что в камеру сгорания попадает чрезмерное количество воздуха, который должен нагреваться топливом. Этот избыточный воздух проходит через котел слишком быстро, чтобы тепло могло быть эффективно передано воде или пару, и тем самым снижает эффективность сгорания. Измерители CO2 проще и стоят меньше, чем 02 измерителя.

Концентрация СО2 или О2, плюс температура дымовой трубы, обеспечивает эффективность сгорания горелки в процентах – либо напрямую, либо с помощью диаграмм.Эта эффективность сгорания указывает только на количество тепла, извлеченного из топлива. Он не учитывает, среди прочего, избыточный нагрев воздуха для горения или потери из-за утечек или рубашки котла.

Для котлов, работающих на жидком топливе, горелки на жидком топливе обычно бывают распыляющими, то есть они обеспечивают мелкодисперсный разбрызгивание масла. Существуют несколько типов этих масляных горелок:

– Горелки пистолетного типа распыляют масло в поток закрученного воздуха.

– Горизонтальные роторные горелки используют вращающуюся чашу для вихря масла и воздуха в печь.

– Горелки с паровым или воздушным распылением используют воздух под высоким давлением или пар 25 фунт / кв.дюйм для разделения масла на мелкие капли.

Для плавного регулирования или регулирования большого / малого пламени наиболее распространены роторные горелки или горелки с паровым / воздушным распылением.

Для котлов, работающих на природном газе, два типичных типа газовых горелок – это горелка с атмосферным впрыском и горелка силового типа. Горелка с атмосферным впрыском использует струю газа для аспирации воздуха для горения и обычно используется в домашних газовых печах и котлах.Кольцевая горелка для сырого газа (см. Рис. 6) представляет собой горелку с атмосферным впрыском. В мощных горелках (см. Рис. 7) используется нагнетательный вентилятор для тщательного перемешивания воздуха и газа при их поступлении в топку. Обычно электрические горелки применяются в коммерческом и промышленном секторах.

Котлы должны обеспечивать пар или горячую воду всякий раз, когда необходимо тепло. Обычная система управления котлом (BMCS) часто настраивается на обеспечение непрерывной подачи горячей воды или пара в период с октября по май в любое время, когда температура OA (наружного воздуха) падает до 60 ° F в течение более 30 минут и AHU (воздух единица обработки) требует тепла.BCMS должна включать программную функцию включения / выключения / автоматического включения. В отличие от чиллеров, котлы можно оставить включенными в режиме холостого хода, в течение которого температура воды будет поддерживаться на заданном уровне. Частый прогрев и отключение котлов вызывает накопление напряжения. Рекомендации производителей котлов содержат конкретные указания в этой области эксплуатации.

Рис. 5 Параметры и КПД котла.

Рис. 6 Кольцевая горелка для неочищенного газа.

Рис. 7 Горелка газовая многопортовая тягодутьевая.

Если не используется нижний предел температуры воды, горелки водогрейных котлов не контролируются для обеспечения температуры воды на основе наружных температур, поскольку графики сброса требуют, чтобы температура подаваемой воды была ниже температуры точки росы дымовых газов. Некоторые котлы требуют, чтобы температура поступающей воды была выше 140 ° F перед тем, как перейти в режим сильного пожара. В этом случае, если в здании используется система горячего водоснабжения, а котел заблокирован в режиме слабого пламени из-за слишком холодной воды на входе, система может никогда не восстановиться.

1. Включение / выключение (циклическое) управление

2. Управление большой / слабой нагрузкой

3. Плавное регулирование

Включение / выключение (циклическое) регулирование чаще всего используется для небольших котлов производительностью до 1 000 000 БТЕ / ч. Жидкотопливная или газовая горелка включается и выключается для поддержания давления пара или температуры воды. Циклическое управление приводит к снижению эффективности из-за охлаждения (что необходимо для безопасности) поверхностей камина естественной тягой из дымовой трубы во время циклов выключения, предварительной и последующей продувки.

с большой / малой нагрузкой обеспечивают меньшие потери при простое, поскольку горелка отключается только тогда, когда нагрузка ниже минимальной мощности подаваемого топлива.

Плавное регулирование используется на большинстве больших котлов, поскольку регулирует выходную мощность в соответствии с нагрузкой всякий раз, когда нагрузка превышает предел слабого пламени, который обычно составляет не менее 15% от полной нагрузочной способности. Для определения объема газа или масла, поступающего в горелку, измеряется давление пара или температура горячей воды.

Устройства управления розжигом и безопасностью котла поставляются изготовителем котла и соответствуют нормам. BMCS обычно позволяет котлу зажигаться, обеспечивает заданное значение, управляет насосами и смесительными клапанами, а также контролирует работу и аварийные сигналы.

Регулятор горения регулирует подачу воздуха в горелку для поддержания высокого общего КПД в процессе горения. Более сложные системы используют кислородный датчик в дымовой трубе для контроля количества подаваемого воздуха для горения. В дымовой трубе можно использовать устройства определения плотности дыма, чтобы ограничить уменьшение количества воздуха, чтобы дымовые газы оставались в пределах плотности дыма.Непрерывное считывание и / или запись условий дымовых газов – процентной концентрации O2, температуры дымовой трубы – обычно входит в пакет управления большими котлами.

Простая система управления сгоранием содержит рычажный механизм, который регулирует подачу воздуха от того же модулирующего двигателя, который регулирует подачу топлива (см. Рис. 8). Может быть предусмотрена возможность остановки потока воздуха через дымоход во время простоя.

Устройства контроля пламени необходимы на всех горелках. Контроль пламени для больших горелок может быть очень сложным, в то время как управление маленькими горелками, такими как бытовая печь, относительно простое. Органы управления должны обеспечивать надежную работу – то есть они должны затруднять или делать невозможным обход каких-либо функций безопасности системы. Элементы управления также должны постоянно проверяться самостоятельно. Для коммерческих и промышленных горелок контроль защиты пламени обычно проходит через серию операций, аналогичных следующим.

– Очистить топку от несгоревших паров топлива (предварительная продувка).

– Зажечь пилота.

– Убедитесь, что пилот горит.

– Откройте главный топливный кран.

– Убедитесь, что пламя присутствует, как только заправлено топливо.

– Немедленно отключите подачу топлива, если пламя пропало.

– Очистите топку от несгоревшего топлива после каждого рабочего цикла (дополнительная продувка).

Рис. 8 Регулятор горения ротационной масляной горелки.

Рис. 9 Простая пламегаситель для газовой печи.

– Реакция биметаллического датчика на нагрев (медленный отклик).

– Реакция термопары на нагрев (медленная реакция).

– Проводимость пламени (быстрое, но ненадежное срабатывание)

– Исправление пламени (быстрое, надежное срабатывание).

– Ультрафиолетовое обнаружение пламени (быстрый, надежный ответ).

– Элементы сульфида свинца (фото) (быстрый, надежный отклик, если включена проверка частоты пламени).

Некоторые датчики могут потенциально выйти из строя из-за короткого замыкания, горячих огнеупоров или внешних источников света. Другие датчики, такие как выпрямление пламени и обнаружение ультрафиолета, реагируют только на пламя. Системы защиты от воспламенения должны быть одобрены лабораторией страховщика (UL) или Factory Mutual для конкретных применений. На рис. 9 показана система защиты от пламени, обычно применяемая в небольших газовых котлах или печах.Пламя газового пилота попадает на термопару, которая подает электрический ток, чтобы держать газовый клапан пилотного клапана открытым. Если пилот выходит из строя или термопара выходит из строя, пилотный клапан закрывается или остается закрытым, предотвращая поступление газа в основную горелку и пилотную горелку. Pilotstat необходимо сбросить вручную.

На рис. 10 показано, как средства контроля пламени объединены с средствами контроля горения небольшого парового котла, работающего на жидком топливе. Ультрафиолетовый (УФ) датчик пламени расположен там, где он может видеть пламя, и отключает горелку, когда пламя отсутствует.

– Процент O2 или CO2 в дымовых газах (для контроля эффективности сгорания)

– Температура дымовых газов

– Тяга печи (в дюймах водяного столба) в колонне

– Расход пара с сумматором или БТЕ горячей воды с сумматором

– Расход нефти и / или газа с сумматором

– Плотность дымовой трубы

Основные подключения котла для трехзонной системы горячего водоснабжения показаны на рис.11. В этой системе два котла подключены параллельно. Горячая вода из верхней части котлов перемещается в воздухоотделитель, который удаляет из воды весь захваченный воздух. Расширительный бак, подключенный к сепаратору, поддерживает давление в системе. При нормальных условиях эксплуатации бак наполовину заполнен водой. Давление воздуха в резервуаре поддерживает давление в системе и позволяет воде расширяться и сжиматься при изменении температуры воды в системе. Вода из котла проходит через сепаратор к трем зональным насосам, каждый из которых управляется собственным термостатом.В некоторых системах каждая зона может иметь центральный насос и клапан. Возвратная вода из каждой зоны возвращается в котел по обратной линии. В рамках этой системы типов возможно несколько вариантов, но процесс тот же. В этом примере нет ограничения минимального расхода котловой воды.

Пример управления установкой с двумя котлами на рис. 12 представляет собой установку с двумя котлами с регулируемыми котлами большой / малой нагрузки. Минимальная температура воды на входе 145 ° F требуется перед сильным пламенем, поток воды должен поддерживаться, когда котел включен, и график сброса вторичной горячей воды 110 ° F воды при температуре 55 ° F и 180 ° F вода при температуре 5 ° F OA.Эти концепции хорошо подходят для систем с одним или несколькими котлами.

Рис. 10 Регулятор горения со схемой защиты от пламени.

Примечание: Разъединитель первичного / вторичного контура рассчитан на полный вторичный поток и, как и развязывающее устройство холодильной установки, должен иметь длину не менее 6 диаметров трубы. В отличие от разъединителя чиллера, нормальный поток может происходить в любом направлении.

Рис. 11 Типовой трубопровод для многозонной системы отопления.

Рис. 12 График управления двухконтурной установкой.

Функциональное описание

1. Полнопроходные котлы

2. Ограничение минимальной температуры поступающей воды в котел

3. Регулируемая вторичная система с полным потоком котла

4. Автоматическая ступенчатость котла

5. Удобный контроль и регулировка

1. Сеть управления, программное обеспечение и программирование для информирования контроллера теплоцентрали о потребностях вторичного вентилятора и расхода воды.

2. Электропроводка блокировки и управления согласована с производителем котла.

3. Контроль в соответствии с рекомендациями производителя котла.

4. Правильная уставка и настройки для конкретного проекта.

Отопительная установка должна работать под автоматическим управлением каждый раз, когда функция включения / выключения / автоматического включения вторичного насоса не находится в положении «ВЫКЛ», в зависимости от программной функции включения / выключения / автоматического режима системы отопления.Ведущий котел, как определено программной функцией выбора ведущего котла, должен быть включен в любое время между 1 октября и 1 мая, температура OA упадет ниже 60 ° F на более чем 30 минут, а AHU будет призывая к теплу. Первичный насос каждого котла должен иметь программную функцию включения / выключения / автоматического включения, а каждый котел должен иметь функцию программного автоматического / автоматического выключения. Тепловая установка должна быть отключена каждый раз, когда температура OA поднимается до 65 ° F в течение более 1 минуты и после 1 мая.

Фиг.13 Динамический дисплей управления котельной системой.

Рис. 14 Типовые трубопроводы первого и второго контура для модульных котлов.

Каждый раз при включении котельной установки запускается первичный насос ведущего котла, и, как подтверждается расход, котел должен срабатывать под заводским контролем для поддержания 180 ° F. Если состояние ведущего котла не меняется на «включен» или если поток не подтверждается в течение 5 минут, необходимо включить ведомый котел.

Во время работы котла, трехходовой смесительный клапан должен находиться в положении, чтобы перевести поток бойлера в режим рециркуляции до тех пор, пока вода, входящая в котел, не превысит нижнее предельное значение 145 ° F, при этом смесительный клапан должен переключиться на поддерживайте температуру вторичной воды от 110 до 180 ° F, так как температура OA варьируется от 55 до 5 ° F.

Ведущий котел должен быть отключен от работы на 60 мин после пуска ведущего котла. После этого каждый раз, когда один регулирующий клапан котла получает команду на полное открытие от вторичного контура регулирования температуры в течение более 5 минут, а температура вторичной воды составляет менее чем на 5 ° F ниже уставки температуры вторичной воды, «выключено» (задержка) насос котла должен запуститься. И, после подтверждения расхода, отключенный котел должен иметь возможность работать под заводским контролем, чтобы поддерживать температуру 180 ° F.Смесительный клапан только что запущенного котла должен управляться датчиком нижнего предела температуры входящей воды 145 ° F и заданным значением, аналогичным датчику ведущего котла, а затем, в унисон с смесительным клапаном другого бойлера для поддержания сброса, вторичного горячего водоснабжения. температура.

Каждый раз, когда оба котла работают, а их регулирующие клапаны открыты менее чем на 40% по отношению к вторичной обратной линии, котел и насос, проработавшие дольше всех, отключаются.

Модульные котлы обеспечивают тепло в широком диапазоне нагрузок и позволяют избежать потерь в режиме ожидания и других потерь, связанных с работой больших котлов при малых нагрузках.На рис. 14 показано расположение трубопроводов первичного и вторичного контура, в котором каждый модульный котел имеет свой собственный насос. Насос котла включен, когда котел включен.

Отключенные котлы не имеют потока и могут охлаждаться . Каждый включенный котел работает на полную мощность или почти на полную мощность. Предотвращение прерывистой работы предотвращает потери в дымовой трубе или в окружающую среду, когда котел выключен.

Нормальное управление модульными котлами включает один из включенных котлов для поддержания температуры воды в подающей магистрали в соответствии с требованиями нагрузки.Датчик управления питающей магистралью последовательно включает котлы. Если нагрузка превышает мощность работающих котлов, запускается дополнительный котел. Ведущий (циклический) котел можно менять ежедневно или еженедельно, чтобы уравнять износ всех котлов, или при использовании цифрового управления программа может запустить котел, который отключился дольше всех.

На многих предприятиях котлы представляют собой наиболее значительную часть энергопотребляющего оборудования.Понимание того, как работает котел и как им лучше всего управлять, может привести к значительной экономии энергии для жилых, коммерческих и промышленных комплексов.

Отказ запуска котла – Устранение неисправностей

By Anish | В: Котел | Последнее обновление 28 августа 2020 г.

Сбой при запуске котла – обычное явление на кораблях. Причин неудачного пуска котла может быть несколько. В этой статье мы узнаем о наиболее частых причинах, по которым котел не запускается.

1) Впускной топливный клапан к горелке в закрытом положении :

Топливопровод горелки котла состоит из нескольких клапанов, расположенных на топливном баке, насосов всасывания, нагнетательного клапана или клапана перед горелкой котла. Любой из них может быть в закрытом положении, что приведет к нехватке топлива.

2) Сетевой фильтр на входе в топливопровод горелки засорен:

Если система работает на тяжелом масле, существует вероятность засорения фильтров в линии.Чтобы избежать этого, котельная система обычно строится для переключения с дизельного топлива на мазут во время запуска и с тяжелого на дизельное топливо во время остановки. Это сохраняет фильтр и топливопровод в чистоте.

3) Топливный насос котла не работает :

Топливный насос не работает по двум основным причинам. Обычно, когда насосы попарно, автоматическая система переключения остается в ручном положении, и если рабочий насос отключается, резервный насос не запускается автоматически.Другая причина – отключение насоса из-за короткого замыкания в системе и т. Д.

4) Электромагнитный клапан в линии подачи топлива неисправен

В настоящее время в большинстве систем используется усовершенствованная автоматизация, но возможна такая ситуация, когда соленоид в линии подачи топлива неисправен и не открывается.

5) Неисправность пламегасителя :

Глаз пламени – это датчик пламени с фотоэлементом, установленный непосредственно на огнеупорном материале для определения погоды, зажигается горелка или нет.Если блок пламегасителя неисправен, он подает сигнал отключения еще до того, как горелка начнет гореть.

6) Неправильная установка соотношения воздуха или пара

Для правильного и эффективного сгорания очень важно соотношение воздуха и топлива, если подача воздуха избыточна, будет избыток дыма, а если он превышает нормальный уровень, сгорание сгорит, что приведет к исчезновению пламени.

7) Неисправность заслонок нагнетательного вентилятора

Для удаления излишков газов, попавших в камеру сгорания, нагнетательные вентиляторы (FDF) используются для предварительной и дополнительной продувки и связаны с таймером для закрытия заслонок вентилятора.Если заслонки неисправны, то непрерывный принудительный воздух будет поступать внутрь камеры, не позволяя горелке производить пламя, вызывая пропадание пламени в котле.

8) Любой контакторный переключатель внутри панели управления неисправен

Панель управления котлом состоит из нескольких контакторов и плат PLC. Неисправность даже одного контактора может стать причиной проблем с запуском котла.

9) Отключение не сбрасывается

Если предыдущие срабатывания, такие как низкий уровень воды, пропадание пламени, аварийная остановка и т. Д.не был сброшен, то котел не запускается.

10) Распылитель главной горелки забит

Основные горелки состоят из распылителя для эффективного сжигания топлива. Если форсунка забита шламом и отложениями топлива, горелка может не производить пламя и отключать котел.

11) Сопло пилотной горелки засорено :

A Сопло пилотной горелки очень маленькое и может быть заблокировано нагаром и шламом, что приведет к потере пламени. Некоторые пилотные горелки состоят из небольшого фильтра, который может засориться после продолжительной работы, что приведет к потере пламени из-за накопления углерода.

12) Электроды не образуют искру

Первоначальная искра для создания пламени создается электродом, что может быть связано с отложениями углерода на них или неисправностью в цепи электродов и т. Д.

Если вам понравилась эта статья, вы также можете прочитать-Очистка котла, Крепление котла и обслуживание измерительного стекла котла

Теги: котел Image Credits судовой котел

BetterBricks | Котельные работы и обслуживание котлов

Вступление

Котлы – это сосуды под давлением, предназначенные для нагрева воды или производства пара, которые затем могут использоваться для отопления помещений и / или нагрева технической воды в здании.В большинстве систем отопления коммерческих зданий источником тепла в котле является горелка, работающая на природном газе. Также можно использовать масляные горелки и электрические резистивные нагреватели. В некоторых применениях пар предпочтительнее горячей воды, включая абсорбционное охлаждение, кухни, прачечные, стерилизаторы и оборудование с паровым приводом.

У котлов есть несколько сильных сторон, которые сделали их обычным элементом зданий. Они имеют долгий срок службы, могут достигать КПД до 95% или выше, обеспечивают эффективный метод обогрева здания, а в случае паровых систем требуют небольшой перекачиваемой энергии или вообще не требуют ее.Однако затраты на топливо могут быть значительными, требуется регулярное техническое обслуживание, а если техническое обслуживание откладывается, ремонт может быть дорогостоящим.

Руководство по строительству, эксплуатации и техническому обслуживанию котлов предоставляется в основном ASME (Американское общество инженеров-механиков), которое производит следующие ресурсы:

• Правила строительства отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам под давлением, Раздел IV-2007
• Рекомендуемые правила по уходу и эксплуатации отопительных котлов, Кодекс по котлам и сосудам высокого давления, Раздел VII-2007

Котлы часто являются одними из крупнейших потребителей энергии в здании.Каждый год котельная установка остается без присмотра, затраты на котел могут увеличиваться примерно на 10% (1). Таким образом, эксплуатация и техническое обслуживание котла – хорошее начало, когда вы ищете способы снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

Как работают котлы

В котлах, работающих на газе и жидком топливе, используется регулируемое сжигание топлива для нагрева воды. Ключевыми компонентами котла, участвующими в этом процессе, являются горелка, камера сгорания, теплообменник и средства управления.

Рисунок 1: Firetube Boiler (источник изображения: www.hurstboiler.com)

Горелка смешивает топливо и кислород и с помощью устройства зажигания создает платформу для сгорания. Это горение происходит в камере сгорания, и выделяемое при этом тепло передается воде через теплообменник. Органы управления регулируют зажигание, скорость розжига горелки, подачу топлива, подачу воздуха, тягу на выхлопе, температуру воды, давление пара и давление в котле.

Горячая вода, производимая котлом, перекачивается по трубам и доставляется к оборудованию по всему зданию, которое может включать змеевики горячей воды в установках кондиционирования воздуха, оборудовании для нагрева горячей воды и оконечных устройствах. Паровые котлы производят пар, который течет по трубам из зон высокого давления в зоны низкого давления без помощи внешнего источника энергии, такого как насос. Пар, используемый для нагрева, может быть напрямую использован паром, использующим оборудование, или может обеспечивать тепло через теплообменник, который подает горячую воду к оборудованию.

При обсуждении различных типов котлов ниже приводится более подробная информация о конструкции конкретных котельных систем.

Типы котлов

Котлы подразделяются на различные типы в зависимости от их рабочего давления и температуры, типа топлива, метода тяги, размера и мощности, а также от того, конденсируют ли они водяной пар в дымовых газах.Котлы также иногда описывают по их ключевым компонентам, таким как материалы теплообменника или конструкция труб. Эти другие характеристики обсуждаются в следующем разделе, посвященном ключевым компонентам котлов.

Двумя основными типами котлов являются котлы Firetube и Watertube. В котле Firetube горячие газы сгорания проходят через ряд труб, окруженных водой. В качестве альтернативы в водотрубном бойлере вода течет внутри трубок, а горячие газы от горения протекают по внешней стороне труб.Чертеж водотрубного котла показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Водотрубный котел

Firetube обычно используются для пара низкого давления или горячего водоснабжения и доступны в размерах от 500 000 до 75 000 000 БТЕ на входе (5). Водотрубные котлы в основном используются в системах с паром высокого давления и широко используются для систем комфортного отопления. Обычно они имеют размер от 500 000 до более 20 000 000 БТЕ на входе (5).

Чугунные секционные котлы (рис. 3) – это еще один тип котлов, обычно используемый в системах отопления коммерческих помещений. В этих типах котлов не используются трубы. Вместо этого они построены из чугунных секций, которые имеют каналы для воды и продуктов сгорания. Чугунные отливки скреплены болтами, как в старом паровом радиаторе. Секции соединены между собой прокладками. Они доступны для производства пара или горячей воды и доступны в размерах от 35 000 до 14 000 000 БТЕ на входе (2).

Секционные котлы из чугуна выгодны тем, что их можно собрать на месте, что позволяет транспортировать их через двери и небольшие проемы. Их главный недостаток заключается в том, что секции герметизированы вместе с помощью прокладок, они подвержены утечкам по мере старения прокладок и подвергаются воздействию химикатов для обработки котла.

Рисунок 3: Секционный чугунный котел (источник изображения: www.chestofbooks.com)

Рабочее давление и температура
Котлы классифицируются как котлы низкого или высокого давления и сконструированы в соответствии с требованиями норм ASME по котлам и сосудам высокого давления.Котлы низкого давления ограничены максимальным рабочим давлением 15 фунтов на квадратный дюйм (фунт-сила на квадратный дюйм манометра) для пара и 160 фунтов на кв. Дюйм для горячей воды (2). Большинство котлов, используемых в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, являются котлами низкого давления. Котлы высокого давления сконструированы для работы выше пределов, установленных для котлов низкого давления, и обычно используются для выработки электроэнергии. Рабочая температура воды для водогрейных котлов ограничена 250 ° F (2).

Тип топлива
В коммерческих зданиях природный газ является наиболее распространенным котельным топливом, поскольку он обычно легко доступен, сгорает чисто и обычно дешевле, чем масло или электричество.Некоторые котлы предназначены для сжигания нескольких видов топлива (обычно природного газа и мазута). Двухтопливные котлы обеспечивают оператору запас топлива в случае прекращения подачи топлива. Они также позволяют потребителю использовать мазут в «пиковые периоды» для природного газа. Во времена, когда расценки на природный газ выше, чем на альтернативное топливо, это может снизить затраты на топливо за счет использования более дешевого альтернативного топлива и ограничения использования природного газа только в периоды «непиковой нагрузки».

Электрические котлы используются на объектах, где требуется небольшое количество пара или где нет природного газа. Электрические котлы известны своей чистотой, бесшумностью, простотой установки и компактностью. Отсутствие горения приводит к снижению сложности конструкции и эксплуатации, а также к меньшему количеству технического обслуживания. Нагревательные элементы легко заменяются в случае выхода из строя. Эти типы котлов могут использоваться для производства пара или воды низкого или высокого давления и могут быть хорошей альтернативой для клиентов, которые ограничены правилами выбросов.Размеры варьируются от 30 000 до 11 000 000 БТЕ на входе с общим КПД от 92 до 96% (2).

Тяговые методы
Разница давлений между камерой сгорания котла и дымоходом (также называемым выхлопной трубой) создает тягу, которая переносит продукты сгорания через котел в дымоход. Котлы с естественной тягой полагаются на естественную плавучесть горячих газов, которые выводят продукты сгорания в дымоход котла и втягивают свежий воздух в камеру сгорания.К котлам с механической тягой относятся: принудительная тяга, при которой воздух нагнетается в камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания положительного давления; и Индуцированная тяга, когда воздух втягивается через камеру сгорания вентилятором или нагнетателем для поддержания отрицательного давления.

Размер и мощность
Модульные котлы имеют небольшие размеры и мощность и часто предназначены для замены большого одиночного котла несколькими небольшими котлами. Эти модульные котлы легко проходят через стандартный дверной проем и могут транспортироваться по лифтам и лестницам.Блоки могут быть расположены в различных конфигурациях для использования ограниченного пространства или для размещения нового оборудования. Модульные котлы могут быть установлены поэтапно, чтобы эффективно удовлетворить потребность в тепловой нагрузке.

Конденсационный метод
Традиционные водогрейные котлы работают без конденсации водяного пара из дымовых газов. Это очень важно для предотвращения коррозии компонентов котла. Конденсационные котлы работают при более низкой температуре возвратной воды, чем традиционные котлы, что приводит к конденсации водяного пара из выхлопных газов.Это позволяет конденсационному котлу извлекать дополнительное тепло в результате фазового перехода от водяного пара к жидкости и увеличивает эффективность котла. Некоторое количество углекислого газа растворяется в конденсате и образует угольную кислоту. В то время как некоторые конденсационные котлы предназначены для обработки коррозионной конденсации, другие требуют некоторых средств нейтрализации конденсата. Традиционные котлы без конденсации обычно работают в диапазоне КПД сгорания 75% – 86%, в то время как конденсационные котлы обычно работают в диапазоне КПД сгорания от 88% до 95% (2).

Ключевые компоненты котлов

Ключевые элементы котла включают горелку, камеру сгорания, теплообменник, выхлопную трубу и органы управления. Принадлежности котла, включая экономайзер дымовых газов, также обычно используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла от котла и будут кратко обсуждены в разделе «Лучшие практики для эффективной эксплуатации».

В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с наддувом, также называемые механическими горелками. Из-за более строгих федеральных и государственных нормативов качества воздуха горелки с низким уровнем выбросов NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже необходимыми в некоторых регионах. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива при его поступлении в горелку, эти типы горелок могут гарантировать снижение выбросов NOx.

Рисунок 4: Котел с принудительной тягой (источник изображения: www.Hurstboiler.com)

Камера сгорания, обычно сделанная из чугуна или стали, вмещает горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, стальных трубных пучков или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали, плакированной медью.

Дымоход – это трубопровод, по которому горячие газы сгорания отводятся от котла наружу.Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для обработки коррозионного конденсата. Еще одно соображение – будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как должны быть герметизированы стыки выхлопной трубы.

Средства управления котлом помогают производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом. Органы управления горением и работой регулируют скорость использования топлива для удовлетворения спроса.Главный рабочий орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и отправляет сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Обычные последовательности розжига горелки включают в себя включение / выключение, высокое / низкое / выключенное состояние и плавное регулирование.
Средства безопасности котла включают средства управления высоким давлением и температурой, высоким и низким давлением газа / масла, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти средства управления считаются мерами безопасности или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла.Например, если давление в котле превышает настройку предельного давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки низкого уровня воды, высоких пределов, реле контроля воздуха, резервные средства управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Датчики пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае отсутствия воспламенения или другого небезопасного состояния.Органы управления защитой от пламени запрограммированы на управление горелкой и ее циклическое переключение между этапами работы.

Вопросы безопасности

Все оборудование для сжигания должно эксплуатироваться надлежащим образом, чтобы предотвратить возникновение опасных условий или стихийных бедствий, которые могут привести к травмам и материальному ущербу. Основная причина взрыва котла – возгорание горючего газа, скопившегося внутри котла.Эта ситуация может возникнуть по-разному, например, топливо, воздух или зажигание прерывается по какой-либо причине, пламя гаснет, а горючий газ накапливается и снова воспламеняется. Другой пример – когда происходит ряд неудачных попыток воспламенения без соответствующей продувки скопившегося горючего газа.

В котле накоплено огромное количество энергии. Изменение состояния перегретой воды из горячей жидкости в пар (пар) высвобождает огромное количество энергии.Например, 1 фут3 воды расширится до 1600 фут3, когда превратится в пар. Следовательно, «если бы вы могли уловить всю энергию, выделяющуюся, когда 30-галлонный домашний резервуар с горячей водой вспыхивает во взрывоопасном состоянии при температуре 332 ° F, у вас было бы достаточно силы, чтобы отправить средний автомобиль (весом 2500 фунтов) на высоту почти 125 футов. Это эквивалентно высоте 14-этажного многоквартирного дома, начиная со скорости отрыва 85 миль в час! » (5).

Безопасность котлов – ключевая задача Национального совета инспекторов котлов и сосудов высокого давления.Эта организация ежегодно сообщает и отслеживает безопасность котлов и количество инцидентов, связанных с котлами и сосудами под давлением. Их работа показала, что категорией инцидентов номер один, приведшей к травмам, были плохое обслуживание и ошибка оператора (5). Это подчеркивает важность надлежащего обслуживания и обучения операторов.

Котлы необходимо регулярно проверять в соответствии с рекомендациями производителя. Необходимо проверять целостность сосуда под давлением, проверку предохранительных клапанов, устройств отключения воды и надлежащую работу поплавка, манометры и индикаторы уровня воды.Система подачи топлива и горелки котла требует надлежащего осмотра и обслуживания для обеспечения эффективной работы, теплопередачи и правильного обнаружения пламени. Руководство по передовой практике O&M Федерального проекта энергоменеджмента (FEMP) по достижению операционной эффективности – хороший ресурс, описывающий план профилактического обслуживания, а также объясняющий важность такого плана. Этот документ доступен здесь: http://www1.eere.energy.gov/femp/pdfs/omguide_complete.pdf.

Лучшие практики для эффективной работы

КПД

Процент тепловой энергии, содержащейся в топливе, улавливаемой рабочим телом (например,г. вода) в котле определяется как полнота сгорания котла. Эффективность горения 80% или выше обычно возможна для водогрейных котлов и паровых котлов низкого давления для коммерческих зданий.

Полное сгорание происходит, когда углеводородное топливо, такое как природный газ или масло, сгорает и выделяет только углекислый газ, воду и тепло. Если кислорода недостаточно и / или плохое смешивание топлива и кислорода, то будет происходить неполное сгорание, что приведет к появлению других продуктов сгорания, включая монооксид углерода и несгоревшее топливо.

Когда происходит неполное сгорание, химическая энергия топлива не полностью выделяется в виде тепла, и эффективность сгорания снижается. Это также является проблемой безопасности, поскольку несгоревшее топливо может воспламениться в дымовой трубе и вызвать взрыв. Котлы необходимо настроить на полное сгорание. Одна из стратегий обеспечения полного сгорания – подача некоторого количества избыточного воздуха. Однако, как показано на рисунке ниже, небольшое количество избыточного воздуха улучшит эффективность сгорания, но большое количество снизит эффективность.

Рисунок 5: Эффективность сгорания в зависимости от избытка воздуха

Для обеспечения высокого общего КПД котла тепло, выделяемое при сгорании, должно эффективно передаваться рабочей жидкости. Любое тепло, не переданное жидкости, будет потеряно через кожух котла или дымовой газ. Температура дымовых газов в дымовой трубе котла является хорошим показателем теплопередачи и, следовательно, эффективности. Существуют практические пределы того, насколько низкой может быть температура дымовой трубы.Температура будет выше, чем у рабочего тела в котле. В котлах без конденсации он должен быть достаточно высоким, чтобы водяной пар в выхлопных газах не конденсировался и не засыпал поверхность теплопередачи коррозионным конденсатом. Конденсационные газовые котлы спроектированы и изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Таким образом, они могут иметь температуру выхлопных газов менее 150 ° F. Улавливание тепла от конденсата может привести к эффективности сгорания более 90%.

Рисунок 6: Диаграмма эффективности сгорания природного газа (источник изображения: Федеральная программа управления энергетикой, Министерство энергетики США)

На рис. 6 представлена ​​диаграмма эффективности сгорания природного газа с электрическими горелками, которая показывает взаимосвязь между избыточным воздухом, температурой дымовых газов и эффективностью сгорания. В качестве примера, отслеживая линию этапа 1, при 9% кислорода дымовых газов (что эквивалентно примерно 67% избыточного воздуха, как видно на графике) и повышению температуры дымовых газов на 500 ° F, соответствующая эффективность сгорания составляет около 76.5%. При таком же повышении температуры дымовых газов на 500 ° F, этап 2 показывает, что снижение содержания кислорода в дымовых газах до 2% приводит к повышению эффективности сгорания примерно на 81,5%. Это показано как Шаг 2 на Рисунке 6 выше. По мере того, как процентное содержание кислорода в дымовых газах уменьшается, меньше тепла передается избыточному кислороду, и эффективность сгорания увеличивается. По мере увеличения эффективности сгорания больше тепла передается питательной воде, а не дымовому газу, и, следовательно, температура дымовых газов снижается.

Используйте регуляторы котла для оптимального соотношения воздух-топливо

Для обеспечения полного сгорания в горелку подается дополнительный воздух.Но слишком много приведет к неэффективному нагреву воздуха и его выбросу из дымохода котла, что снизит эффективность сгорания и создаст угрозу безопасности. Когда котел настроен, цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность сгорания за счет обеспечения достаточного количества избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания, но не слишком большого для снижения эффективности. Сколько избыточного воздуха достаточно для полного сгорания? Это зависит от конструкции и состояния горелки и котла, а также от различных скоростей воспламенения горелки, но обычно считается между 2% – 3%.Избыточный воздух также должен быть отрегулирован с учетом колебаний температуры, плотности и влажности воздуха для горения котла при любых дневных и сезонных колебаниях. Желательно поддерживать постоянное количество избыточного воздуха на всем диапазоне стрельбы.

Важно помнить, что полное сгорание имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы котла. Неполное сгорание топлива может значительно снизить КПД котла на 10% и более, в то время как увеличение избытка воздуха на 10% может повлиять на КПД котла только примерно на 1%.Признаки неполного сгорания – дымный выхлоп, желтое пламя, сбои пламени и закопченные трубы котла. Рекомендуется ежегодно настраивать котел, чтобы обеспечить оптимизацию процесса сгорания.

Обычно избыток воздуха около 10% для газового котла является оптимальным для обеспечения полного сгорания и максимальной эффективности. Это соответствует избытку O2 от 2% до 3%. Работа с избытком воздуха свыше 10% нежелательна, так как это может привести к снижению эффективности и увеличению выбросов.Поэтому предпочтительным является поддержание оптимального уровня избытка воздуха во всем диапазоне стрельбы. Это может быть достигнуто с использованием средств управления горелкой, включая средства управления параллельным позиционированием, средства контроля перекрестного ограничения и средства регулирования подачи кислорода. Эти типы органов управления являются превосходной альтернативой традиционным механическим органам управления промежуточным валом. Краткое описание каждого типа автоматов горения представлено ниже (3):

• Механическое управление промежуточным валом – это простейший тип модулируемого управления горелкой, обычно используемый на небольших горелках.Также называется одноточечным управлением, поскольку один механический рычажный механизм управляет как воздухом, так и топливом. Эти элементы управления не могут измерять расход воздуха или топлива. Диапазон регулирования ограничен, что приводит к чрезмерному избытку воздуха для обеспечения безопасной работы при любых условиях и скоростях стрельбы. Неровность рычагов затрудняет точное и повторяющееся управление и требует регулярного обслуживания и регулировки.
• Элементы управления параллельным расположением используют отдельные двигатели для регулировки расхода топлива и воздуха, позволяя регулировать каждый из них во всем диапазоне горения котла.Во время настройки «наносятся на карту» многие точки, обычно от 10 до 25 точек, для создания кривой воздушного потока и соответствующего потока топлива. Следовательно, соотношение воздух-топливо может изменяться во всем диапазоне стрельбы, чтобы обеспечить оптимальное соотношение во всех условиях стрельбы. Кроме того, с использованием электронных серводвигателей этот метод управления очень воспроизводим.
• Перекрестные ограничения управления , обычно применяемые к более крупным котлам, используют средства управления для определения и компенсации некоторых факторов, которые влияют на оптимальное соотношение воздуха и топлива.Расход воздуха и топлива измеряются и регулируются для поддержания оптимального значения, определенного во время начальной калибровки.
• Контроль кислородной коррекции используется в сочетании со стандартными средствами управления параллельным позиционированием или перекрестным ограничением. Он анализирует кислород в дымовых газах и соответственно регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать заданное количество избыточного кислорода. Эти элементы управления обычно устанавливаются на более крупных котлах с высоким годовым расходом топлива и могут повысить энергоэффективность на один или два процента по сравнению с тем, что достигается только с помощью стандартного управления.

Контрольные датчики котла

Возможно возникновение утечки в распределительном контуре горячей воды. Такие утечки увеличивают потребление энергии и воды в системе, а также могут привести к повреждению водой. Системы распределения горячей воды и пара должны быть обеспечены подпиточной водой для замены пара или воды, которые теряются из-за утечки в системе. Это обеспечит простой способ обеспечить постоянную полную заправку системы водой. Лучше всего установить счетчик на линии подпитки системы.Счетчик следует снимать еженедельно для проверки непредвиденных потерь воды из системы.

В паровых системах рекомендуется ежедневно контролировать объем подпиточной воды. При утечке пара из системы требуется дополнительная подпиточная вода для компенсации потерь. Мониторинг подпиточной воды гарантирует, что вы максимизируете возврат конденсата, тем самым уменьшив потребность в подпиточной воде.

Сезонная работа

Если система пара или горячей воды не используется в течение части года, отключение системы может привести к значительной экономии.Поддержание котла при его рабочей температуре потребляет энергию, эквивалентную потерям в режиме ожидания. В случае системы горячего водоснабжения использование энергии может также включать работу насоса.

Эксплуатация нескольких котельных

Нагрузка котлов в коммерческих зданиях сильно меняется от лета к зиме, от дня к ночи и от буднего дня к выходному. С одним котлом трудно эффективно обеспечивать эти переменные нагрузки. Когда потребность в отоплении здания падает ниже количества тепла, подаваемого котлом при его самой низкой мощности, котел выключается.Циклическое включение и выключение котла очень неэффективно, потому что существует продувка перед розжигом и продувка после розжига, которые отводят тепло из котла с каждым циклом. Кроме того, в случае немодулирующего котла, цикличность не позволяет котлу работать с частичной нагрузкой и постоянной скоростью горения, когда эффективность сгорания находится на самом высоком уровне.

Если на предприятии установлено несколько котлов, можно установить последовательность котлов, чтобы избежать частой работы. При использовании немодулирующих котлов может быть лучше включить последующие котлы после того, как основной котел достигнет полной мощности, а не циклически включать и выключать несколько котлов для соответствия нагрузке.С другой стороны, с модулирующими котлами КПД котла увеличивается при частичной нагрузке. Поэтому может быть выгоднее использовать несколько котлов одновременно в условиях частичной нагрузки, а не один котел на 100% мощности. На рисунке 7 ниже показана взаимосвязь между интенсивностью горения и эффективностью котла с возможностью регулирования как расхода воздуха, так и подачи топлива.

Рисунок 7: КПД как функция расхода топлива и воздуха для модулирующих котлов

Наконец, автоматическое переключение котлов необходимо для эффективной работы.Когда нагрузка на здание снижается в ночное время и в выходные дни, вероятно, будет происходить повышенная цикличность котлов, если никто не сможет выключить котлы по мере необходимости.

Если на вашем предприятии несколько котлов, вам следует оценить, действительно ли необходимо держать какие-либо котлы в режиме ожидания (по давлению или температуре), поскольку это приводит к снижению энергии. Резервный котел будет не только циклически включаться и выключаться, но и терять тепло в окружающую среду из-за потерь на излучение, которые значительно увеличиваются в процентах от мощности котла при пониженной мощности сжигания.При низких скоростях горения, например, когда котел находится в режиме ожидания, потеря эффективности может достигать 15% (7). Наличие резервного котла позволит быстро восстановить его в случае выхода из строя ведущего котла, но это необходимо сопоставить с этим большим штрафом за электроэнергию. Если резервный котел не является критичным для вашей работы или если потребность в резервном котле носит сезонный характер, вам следует рассмотреть возможность отключения любых ненужных котлов, чтобы предотвратить эти потери энергии.

Последовательность управления блокировкой котла агрегата

Включение блокировки котла в последовательность работы системы HVAC важно для достижения энергоэффективности.При обычном применении систем VAV в коммерческих зданиях сегодня одновременное нагревание и охлаждение, а также чрезмерный повторный нагрев первичного воздуха часто могут оставаться незамеченными. Блокировка котла на основе температуры наружного воздуха, например, когда температура наружного воздуха превышает 65 ° F, является эффективным способом предотвращения этих условий.

Конденсационные котлы

Как конструкция системы, так и условия эксплуатации имеют решающее значение для успешной работы и производительности конденсационного котла.Температура оборотной воды ниже 130 ° F обычно требуется для достижения номинальной эффективности конденсационного котла. Температура оборотной воды выше 130 ° F предотвращает конденсацию дымовых газов и приводит к тому, что котел работает не более эффективно, чем традиционный котел.

Рисунок 8: Влияние температуры оборотной воды на КПД конденсационных котлов

Экономайзеры дымовых газов предлагают наилучшие возможности для рекуперации тепла (3).По сути, это теплообменники в выхлопных газах котла, которые передают тепло от топочного газа либо питательной воде котла, либо воздуху для горения. Даже в эффективных котлах, которые работают с относительно низкой температурой дымовых газов, есть достаточно места для рекуперации части тепла дымовых газов, которое в противном случае ушло бы в дымовую трубу. Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента (3).

Лучшие практики обслуживания

Держите котел в чистоте

Как упоминалось ранее, любые остатки, такие как сажа или накипь, которые покрывают теплопередающие поверхности котла, снизят его эффективность, а также увеличат вероятность отказа оборудования.Очистка этой поверхности в соответствии с рекомендациями производителя важна для поддержания оптимальной производительности котла и срока службы оборудования. Остатки, покрывающие трубы котла, будут мешать теплопередаче и повышать температуру дымовых газов. Если происходит неполное сгорание, образовавшаяся сажа накапливается на стороне горения трубок. Точно так же некачественная обработка воды может привести к накоплению накипи на водяной стороне труб. Слой сажи или накипи всего 0.Толщина 03 дюймов может снизить теплопередачу на 9,5%. Слой толщиной 0,18 дюйма может снизить теплопередачу на 69%. (3).

План химической очистки воды

Хорошая химическая очистка котловой воды необходима для поддержания ее эффективной работы. Каждый план химической обработки должен быть адаптирован с учетом растворенных минералов в подпиточной воде, процентного содержания возвращаемого конденсата и наличия или отсутствия деаэратора. Растворенные твердые вещества в котловой воде и уровень химикатов для обработки следует проверять ежедневно на небольших установках низкого давления и ежечасно на более крупных установках высокого давления.Инструменты следует калибровать ежемесячно. Ежегодные проверки котлов должны включать тщательный осмотр поверхностей со стороны воды на наличие отложений и коррозии. Даже тонкий слой накипи мешает теплопередаче и тем самым снижает эффективность сгорания.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались на поверхности теплообмена котла либо у огня, либо у воды. Если это условие соблюдается, необходимо незамедлительно проверить котел.

Минимизация продувки котла

Наличие слишком большого количества растворенных твердых частиц (TDS) в котловой воде может вызвать образование накипи и снизить эффективность котла. Следовательно, необходимо поддерживать содержание твердых веществ ниже определенных пределов. По мере увеличения концентрации TDS становится более вероятным, что растворенные твердые частицы будут выпадать в осадок из воды и образовывать накипь. Слив воды, называемый продувкой котла, необходим для удаления некоторых из этих растворенных твердых частиц и поддержания концентрации TDS ниже уровня, на котором они будут выпадать в осадок.Последовательная и частая продувка небольшого объема – лучшая практика, чем нечастая продувка большого объема, поскольку она позволяет экономить энергию, воду и химикаты. Большие паровые котлы с постоянной нагрузкой должны иметь непрерывную продувку, при которой небольшое количество воды непрерывно сливается из котла, а свежая подпиточная вода подается.

Проверить и отремонтировать изоляцию

Изоляция имеет решающее значение для трубопроводов пара и конденсата. Неизолированные трубы, клапаны или фитинги несут большие потери энергии.Обычно экономически выгодно изолировать любую поверхность с температурой выше 130 ° F (4). Трубопроводы для пара, конденсата и горячей воды в помещениях с кондиционированием воздуха, если они не изолированы, вызывают двойные штрафы, поскольку потери тепла из труб должны устраняться дополнительным кондиционированием воздуха.

Образцы журналов технического обслуживания и контрольных списков котла

начинаются с ведения регулярных плановых журналов проверок и контрольных списков для обеспечения надлежащей работы оборудования.Давление, температуру воды и температуру дымовых газов следует регистрировать ежедневно, поскольку они могут служить в качестве исходных данных для работы системы и устранения неисправностей. Для документирования характеристик системы следует проводить более подробные проверки и проверки, что может быть очень важно, поскольку постепенное изменение условий эксплуатации системы с течением времени может быть не так очевидно без использования такой документации. В Руководстве по передовой практике O&M Федеральной программы управления энергопотреблением для достижения операционной эффективности (5) содержатся примеры ежедневных, еженедельных и ежемесячных журналов технического обслуживания и проверок, которые можно адаптировать к вашему предприятию.Следующие ниже контрольные списки обслуживания составлены на основе передовых методов, которые также можно найти в этом документе.

Таблица 1: Образец ежедневного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Federal Energy Manag Программа ement, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 2: Образец еженедельного контрольного списка котлов

Источник таблицы: Федеральная программа энергоменеджмента, Руководство по передовой практике O&M для достижения операционной эффективности

Таблица 3: Образец ежемесячного контрольного списка котлов

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. “

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

“Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. “

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно с учетом того, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.”

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

– лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

“Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на изучение

материал “

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

“Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину “

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

“Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие “

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

“Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.”

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

“Этот материал во многом оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.”

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

“Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то непонятной секции

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.”

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

организация “

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

“Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

доступный и удобный для

использовать. Большое спасибо. “

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

“Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.”

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признать, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев “

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

“Документ” Общие ошибки ADA при проектировании объектов “очень полезен.Модель

Тест потребовал исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

“Я эффективно использовал свое время. Спасибо за то, что у вас есть широкий выбор.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.”

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

“Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.”

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

“Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены путешествовать. “

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать, где на

получить мои кредиты от. “

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. “

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.”

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

“Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. “

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.”

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40%. “

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

“Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

правил. “

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

“Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

. “

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

“У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил – много

оценено! “

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

“CEDengineering предоставляет удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

“Курс был по разумной цене, а материалы были краткими и

хорошо организовано. “

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

“Вопросы подходили для уроков, а материал урока –

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. “

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

“Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.”

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве – проектирование

Building курс и

очень рекомендую .”

Денис Солано, P.E.

Флорида

“Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. “

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы по номеру

обзор где угодно и

всякий раз, когда.”

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

“Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное »

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

“Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работ.”

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

“Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

“Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти викторину “

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

“Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

конечно.”

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

“Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график “

Майкл Гладд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.”

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

“Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

одночасовой PDH в

один час. “

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

“Мне понравилось загружать документы для просмотра содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .”

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.”

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

“Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

. “

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

“Учебные модули CEDengineering – это очень удобный способ доступа к информации по номеру

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо путешествовать.”

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Основные детали газового водонагревателя