КПД котла Опции

[Фаренгейт Даниэл...]

Неоднократно сталкиваюсь с мнением, что при уменьшении мощности горелки (модуляции) снижается КПД котла. И что максимальный КПД возможен только на максимальной мощности. Это не понятно.
Смотрю данные иностранных производителей котельного оборудования. Все наоборот. И это понятно. При меньшей мощности уменьшается количество топочных газов и, соответственно их скорость движения мимо теплообменных поверхностей. То есть повышается эффективность теплосъема.
Коллеги, поясните, пожалуйста, откуда такое различие во взглядах?

[Фаренгейт Даниэл...]

Неоднократно сталкиваюсь с мнением, что при уменьшении мощности горелки (модуляции) снижается КПД котла. И что максимальный КПД возможен только на максимальной мощности. Это не понятно.
Смотрю данные иностранных производителей котельного оборудования. Все наоборот. И это понятно. При меньшей мощности уменьшается количество топочных газов и, соответственно их скорость движения мимо теплообменных поверхностей. То есть повышается эффективность теплосъема.
Коллеги, поясните, пожалуйста, откуда такое различие во взглядах?

[Гость_Любознательный_*]

На каком топливе работает котел? Какая его номинальная мощность? Жаротрубный или водотрубный?
Почти все зависит от горелки. Если котел работает на жидком, то на малых нагрузках горелка с механическим распылением (за счет давления жидкого топлива) дает грубое распыление. Чтобы без дыма сгорели крупные капли необходим повышенный избыток воздуха. Возрастают потери тепла с уходящими газами и соответственно уменьшается КПД.
При снижении нагрузки возрастают потери от наружного охлаждения котла. Но в современных кокотлах это обычно небольшая величина.

[Synoptyk]

И что максимальный КПД возможен только на максимальной мощности. Это не понятно.

Почему же? Запомнилось еще со студенческих времен в совке. Макс.КПД для енергетических котлов был достижим около 0.9Dном. Плюс минус...

[Losev]

Добрый день, господа специалисты..
Я не великий специалист в котлах, мы больше по газовым воздухонагревателям специализируемся, но что воздухонагреватели, что котлы называют одинаково - теплогенераторами..
Так вот по идее чем ниже температура отходящих газов, тем выше КПД теплогенератора.
В общем случае степень нагрева теплоносителя можно регулировать 2 способами: увеличивать или уменьшать мощность горелки и увеличивать или уменьшать объём (скорость) прохождения теплоносителя через теплогенератор.
Т.е. берём обычный вариант - объём теплоносителя постоянный. Обычно на максимальной мощности температура отходящих газов 220-240 0С. Т.е. КПД в районе 85-92 % по низшей теплотворности. Уменьшая мощность горелки при постоянной величине теплоносителя мы получаем больший КПД, т.к. получаем лучший/больший теплосъём и температура продуктов сгорания падает допустим до 40 - 50 С в конденсатных режимах.
Прикол в том что сейчас на рынке есть теплогенераторы, которые на максимальной тепловой мощности уже работают с КПД по низшей теплотворности в районе 105 -107 % (по американской AFUE или высшей теплотворности это будет 94-97 %), т.е. в конденсатном режиме. У таких теплогенераторов соотношение тепловой мощности и теплоносителя такое, что даже на максимальной тепловой мощности они дают максимальный КПД. Не сильно копал в сторону таких устройств, но думаю у них понижать мощность горелки сильно уже нельзя - будут сложности с горением и вытяжкой продуктов сгорания. Обратная сторона конденсатного режима, в том что на максимальной мощности мы получаем большой объём теплоносителя, но низкой температуры.. Т.е. если для воды этот показатель уже на 90 С на выходе, а там +40-50 С. Пожалуйста не кидайте в меня грязными тряпками господа котельщики, терминология у меня не на высоте..
Например, у меня для отопления дома используется американский теплогенератор (газовый воздухонагреватель с атмосферной газовой горелкой и вентилятором перед дымоходом). Режим работы одноступенчатый - конденсатный. Все элементы на выходе у дымохода после теплообменника из пластика..

[Фаренгейт Даниэл...]

На каком топливе работает котел? Какая его номинальная мощность? Жаротрубный или водотрубный?
Почти все зависит от горелки. Если котел работает на жидком, то на малых нагрузках горелка с механическим распылением (за счет давления жидкого топлива) дает грубое распыление. Чтобы без дыма сгорели крупные капли необходим повышенный избыток воздуха. Возрастают потери тепла с уходящими газами и соответственно уменьшается КПД.
При снижении нагрузки возрастают потери от наружного охлаждения котла. Но в современных кокотлах это обычно небольшая величина.

Я веду речь о котлах с газовыми горелками. Мощности от 200 до 1000 кВт. Жаротрубники и водотрубники.
Каким образом при снижении нагрузки возрастают потери от наружного охлаждения котла?

[ruben]

КПД для паровых водотрубных котлов типа ДКВР, КВГ и т.д. имеет форму горба с максимумом где-то 60...80 %. Для водотрубных котлов ПТВМ (50,100,180) КПД котла с ростом нагрузки уменьшается. И максимальное значение КПД приходится на минимум нагрузки. Для жаротрубных котлов с блочными горелками чаще мне встречаются котлы с ниспадающей характеристикой КПД от нагрузки. К примеру. Vitoplex -100SX1 с горелкой Weishaupt имеет вот такую характеристику

 График.pdf ( 45,64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 883


Примерно такие же характеристики имеют многие жаротрубные котлы с блочными горелками.
А вообще для любого котла вид характеристики КПД определяется соотношением скорости роста (дифференциалом) альфы и температуры уходящих газов. Для стандартного жаротрубника к примеру относительный рост уходящих выше чем падение альфы. К примеру для парового котла такая закономерность выглядит иначе. Потери тепла в окружающую среду чаще являются расчётной величиной и реально оценить её влияние на КПД проблемматично.

Сообщение отредактировал ruben - 10.11.2009, 16:13

[tiptop]

От меня (писАл уже на эту тему):

Необходимая начинка котельной системой автоматики...

Импульсная работа системы отопления...

Нужно различать кпд брутто и кпд нетто.

Сообщение отредактировал tiptop - 10.11.2009, 18:41

[Фаренгейт Даниэл...]

КПД для паровых водотрубных котлов типа ДКВР, КВГ и т.д. имеет форму горба с максимумом где-то 60...80 %. Для водотрубных котлов ПТВМ (50,100,180) КПД котла с ростом нагрузки уменьшается. И максимальное значение КПД приходится на минимум нагрузки. Для жаротрубных котлов с блочными горелками чаще мне встречаются котлы с ниспадающей характеристикой КПД от нагрузки. К примеру. Vitoplex -100SX1 с горелкой Weishaupt имеет вот такую характеристику

 График.pdf ( 45,64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 883


Примерно такие же характеристики имеют многие жаротрубные котлы с блочными горелками.
А вообще для любого котла вид характеристики КПД определяется соотношением скорости роста (дифференциалом) альфы и температуры уходящих газов. Для стандартного жаротрубника к примеру относительный рост уходящих выше чем падение альфы. К примеру для парового котла такая закономерность выглядит иначе. Потери тепла в окружающую среду чаще являются расчётной величиной и реально оценить её влияние на КПД проблемматично.

Для примера привожу графики для конденсационного и премиксного котлов.

Прикрепленные файлы

 Конденсационные.JPG ( 84,49 килобайт ) Кол-во скачиваний: 216
 Премикс.JPG ( 82,22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 169

 

[Гость_Любознательный_*]

...Каким образом при снижении нагрузки возрастают потери от наружного охлаждения котла?

В КПД речь идет об относительных потерях. Здесь все просто! В водогрейных котлах температура воды в котле определяет температуру наружной стенки, а соответственно и теплопотери от наружного охлаждения. Ее нельзя снижать ниже температуры росы в уходящих газах. При снижении нагрузки поступление тепла в котел уменьшаются, а абсолютная величина потерь от охлаждения котла остается неизменной - соответственно относительные потери возрастают.

[ruben]

Не просто. Зависимость тепловых потерь от нагрузки и тем более температуры воды не может быть по определению простой. Это - кривая ближе к экспоненте. Примерно вот такая:

 q5.JPG ( 333,48 килобайт ) Кол-во скачиваний: 411


Я как-то мерил и считал потери кю пять по методике Трембовли для котла ТГМ-96 тепломером ИТП-2. Про методику можно почитать на стр.312 Трембовли. Результаты совершенно непредсказуемые - с нагрузкой эти данные корреспондируются по сложному закону и обработать по какой-то формуле невозможно. Дело тут в том, что температура воздуха в различной зоне распределяется неравномерно и расчитать теплообмен между окружающей средой и отдельными констр. элементами котла нереально. Поэтому письмом Союзтехэнерго 1986 года измерять теплопотери кю пять признано нецелесообразным. Как бы договорились наладчики определять коэфф. кю пять при номинальной нагрузке из графиков - обычно из Трембовли и потом - пересчитывать, умножая на частное деления номинальной и действительной нагрузок. В принципе это не совсем точно и как то анализировать эту зависимость нет смысла - просто договорились и всё тут.

Сообщение отредактировал ruben - 11.11.2009, 13:39

[tiptop]

Это - кривая ближе к экспоненте. Примерно вот такая

Некорректный пример. Эти графики - суть таблица q5ном для множества котлов различной номинальной производительности.

пересчитывать, умножая на частное деления номинальной и действительной нагрузок

Для водогрейных котлов, у которых с понижением нагрузки обычно понижается и средняя температура воды в котле, есть формула "покудрявее":
Торчинский Я.М. Нормирование расхода газа для отопительных котельных.- Л.: Недра, 1991.- 163 с.: ил. С. 45:
” q5факт = 0,5*q5ном*(Qном/Qфакт+1) ”

То есть при уменьшении теплопроизводительности котла в 2 раза процент q5 вырастает не в 2 раза, а в 1,5.

Сообщение отредактировал tiptop - 11.11.2009, 20:21

[ruben]

Некорректный пример. Эти графики - суть таблица q5ном для множества котлов различной номинальной производительности.

Согласен. Но я имел в виду другое.
По поводу кудрявой формулы. Все равно это всё - лукавство, Вы это прекрасно понимаете. Такие формулы созданы чтобы легче наладчикам жить было Все намного сложнее.

Сообщение отредактировал ruben - 12.11.2009, 13:47

[tiptop]

Такие формулы созданы чтобы легче наладчикам жить было

Ну, когда легко жить, то иногда становится скучновато...
Если не устраивают "готовые" значения q5ном, то такие оригиналы как ваш покорный слуга
сперва прикидывают q5факт (расчёт становится приложением к отчёту),
пересчитывают его в q5ном,
потом уже для других нагрузок - как обычно, по одной из "лёгких" формул...

Тепловыделения от котла

Сообщение отредактировал tiptop - 12.11.2009, 17:07

[ruben]

Ну, когда легко жить, то иногда становится скучновато...
Если не устраивают "готовые" значения q5ном, то такие оригиналы как ваш покорный слуга
сперва прикидывают q5факт (расчёт становится приложением к отчёту),
затем пересчитывают его в q5ном,
потом уже для других нагрузок - как обычно, по одной из "лёгких" формул...

Тепловыделения от котла

Боюсь что наша дискуссия зайдет в сферу мертвых и ненужных истин. Но всё-таки не удержусь и спрошу:
- Почему Вы представляте котёл в виде параллелепипеда а не в виде котла?
- С какой точностью Вы и главное какую температуру Вы измеряли, макс, средн средневзвешенную и т.д ?
- Измеряли ли Вы температуру воздуха возле каждой поверхности параллепипеда-котла?
-Вообще то следует мерить тепловые потоки а не температуры(опять сошлюсь на Трембовлю и на здравый смысл), иначе коэффициенты теплоотдачи от поверхности котла к воздушной среде - где Вы их брали и с какой точностью и т.д.?
- КПД вычисляется с точностью 1,5%, с какой точностью Вы считали кю пять?
Эксель - ведь по сути дела - лишь бессловесный исполнитель любой прихоти, какой-бы эта прихоть не была.

Ещё раз сошлюсь на письмо Союзтехэнерго, 1986г, которое считает нецелесообразным всякие измерения тепловых потерь котла в окружающую среду. Будьте проще

Сообщение отредактировал ruben - 12.11.2009, 17:24

[tiptop]

to ruben
Ну, я тоже не могу удержаться от того, чтобы заметить, что упомянутые Вами величины по-видимому являются не "точностью", а "погрешностью" (точность - величина обратная погрешности).
А последний раз расчётом погрешности я занимался на лабах по физике. Это было очень давно...
Быть проще - это здорово!

Сообщение отредактировал tiptop - 12.11.2009, 21:05

[CNFHSQ]

Графики q5 разработаны для котлов на твердом топливе. Потери в окружающую среду котлов работающих на газе, как бы сказано и просчитано приборным методом от 0,1% до 0,7% (в самом худшем варианте ) независимо от формы кртла. Реально по моим замерам КПДбр с увеличением мощности котла ПАДАЕТ!!! Просмотрел отчеты типтоп, мпого полезного. Почему то нет КПДнетто и удельных норм на отпуск. Кроме того не нашел как вы считаете Qноминальное, это ведь переменная величина.

[tiptop]

не нашел как вы считаете Qноминальное, это ведь переменная величина.

Правильно, что не нашли, потому что я всегда думал,
что Qном - это паспортная величина котла (для водогрейного - это его максимально допустимая теплопроизводительность).

Сообщение отредактировал tiptop - 8.2.2010, 20:51

[CNFHSQ]

Извиняюсь оговорился-Qфактическое(переменное).

[tiptop]

Извиняюсь оговорился-Qфактическое(переменное).

Не помню. Кажется, там квадратное уравнение решается (потому что Qфакт и q5факт зависят друг от друга).

Сообщение отредактировал tiptop - 8.2.2010, 21:55

[CNFHSQ]

Чтобы найти безпогрешности нужно несколько раз последовательно находить q5 или подбором что легче . В программе XL сразу вычислить не полчается т.к. идет циклическая ссылка. Я прикрепил свою сводную если получится.

[спец]

КПД - понятие сложное. Ни один котел на практике не подтверждает паспортных характеристик, т.к. они вычисляются в тепличных условиях не отвечающих реальности.

[CNFHSQ]

Ещё раз сошлюсь на письмо Союзтехэнерго, 1986г, которое считает нецелесообразным всякие измерения тепловых потерь котла в окружающую среду. Будьте проще

Золотые слова!!!
Смысла в вычислении Z(да еще с точностью до 4 знака),а также вычисления q2,q5, потерь в котельной для вычисления КПД нетто по моему, не очень просвещенному мнению, никакого. Все эти параметры можно взять из вычислений любого газоанализатора Даже альфа (или лямбда на разных приборах по разному) может быть взята с прибора и поставлене в режимную карту, хотя если быть точным это h. Сейчас на многих котельных, у эксплуатации есть свои газоанализаторы и пересчитывать наши хорошие формулы для сравнения с режимными картами хлопотно , ненужно и никто не будет , особенно контролирующие товарищи.. Кстати у нас выпустили ведомственные РД где узаконили потери в котельной 2,5% -за что тех кто их составлял уважаю.

[Synoptyk]

И q2 и q5 наверное можно считать по разному (Равич, Пеккер, можно и так как изложено в Нормативном методе, письма там информационные всякие) . Вопрос а зачем Вам собственно КПД?. Обычно когда мне доводилось принимать участие в режимных испитаниях, через КПД высчитывался расход газа (при сжигания газа) и сравнивался с фактическим расходом газа (приведенным разумеется к одинаковым условиям) во время режима. Если удавалось вписаться с посчитанным через КПД расходом в измеренный расход газа плюс минус точность измерения считалося режим (на энергетических котлах) завершенным. Как правило графиков по q5 из Нормативного-хватало. Потребности в дополнительных "фантазиях" на тему q5 не возникало.

P.S.Может кому-то пригодится. В свое время была написана прога TEPLOKKD(она есть в свободном доступе Ин-та) по расчету КПД энергетических котлов по методике из Нормативного метода (с элементарным составом топлив, энтальпиями дымовых....) Кстати в ней q5 можно при желании задавать произвольное. Сам метод при использовании на то время современных вычислительных средств в виде логарифмических линеек был очень трудоемок . Но сейчас вроде полегче вот пусть комп и считает.

P.P.S. Кстати в последнем издании книги по приведенным характеристикам топлив (названия точно не вспомню) под редакций Пеккера (книга есть тоже в свободном доступе ), автор постоянно сравнивает результаты свого метода с Равичем и "классическим". При этом указывая на "некоторую неточность" методики Равича(на которую в свое время обращал внимание и сам Равич) к "классике" (насколько я помню претензий не было).
Кстати в ней же (книге) есть целый раздел на мой взгляд не потерявший свою актуальность-при какой температуре холодного воздуха и (как ее считать считать) считается q2. Правда я давно уже не имею прямого отношения к режимным испытаниям поэтому рассматриваейте мои слова как мысли " вслух", а не прызыв спорить....

[CNFHSQ]

Не просто. Зависимость тепловых потерь от нагрузки и тем более температуры воды не может быть по определению простой. Это - кривая ближе к экспоненте. Примерно вот такая:

 q5.JPG ( 333,48 килобайт ) Кол-во скачиваний: 411


Я как-то мерил и считал потери кю пять по методике Трембовли для котла ТГМ-96 тепломером ИТП-2. Про методику можно почитать на стр.312 Трембовли. Результаты совершенно непредсказуемые - с нагрузкой эти данные корреспондируются по сложному закону и обработать по какой-то формуле невозможно. Дело тут в том, что температура воздуха в различной зоне распределяется неравномерно и расчитать теплообмен между окружающей средой и отдельными констр. элементами котла нереально. Поэтому письмом Союзтехэнерго 1986 года измерять теплопотери кю пять признано нецелесообразным. Как бы договорились наладчики определять коэфф. кю пять при номинальной нагрузке из графиков - обычно из Трембовли и потом - пересчитывать, умножая на частное деления номинальной и действительной нагрузок. В принципе это не совсем точно и как то анализировать эту зависимость нет смысла - просто договорились и всё тут.

1.По q5 договорились! Но договорились для котлов на твердом топливе где видимо приведенные графики наверно верны. Для газа графики и близко не подходят т.е. ошибка на 1000% и более. здесь мне кажется спорить не о чем т.к. то что графики не подходят подтверждено многочисленными замерами и здравым смыслом. Правильнее всего (по моему мнению) пользоваться потолочными данными -q5 примерно 0,5%. Я про котлы малой мощности.

[CNFHSQ]

И q2 и q5 наверное можно считать по разному (Равич, Пеккер, можно и так как изложено в Нормативном методе, письма там информационные всякие) . Вопрос а зачем Вам собственно КПД?.

1.КПД нужно чтобы посчитать удельную норму расхода топлива на отпуск и выработку теплоэнергии.
2.Во всех газоанализаторах ТЕСТО, IMR, ДАГ используюдся расчеты основанные на формулах Зигерта.
Разница в результатах небольшая, но все методики рекомендуют пользоваться Равичем. Зачем изобретать велосипед и все пересчитывать, неужели ТАМ глупее нас?

[Synoptyk]

1.КПД нужно чтобы посчитать удельную норму расхода топлива на отпуск и выработку теплоэнергии.
Тогда считайте. …

Возьмите “любой нормативный..на нужный случай в жизни…” (их сейчас сделано под любого хозяйчика вдоволь) документ который “поможет” посчитать
удельную норму расхода топлива на отпуск и выработку теплоэнергии. “Пережогов” при этом
“как правило быть не должно”. …Факт (без притягивания за уши) при этом к Вашим расчетам отношения иметь не будет.

Если Вас интересует Факт, приведите в соответствие “для себя в первую очередь” учет отпущенного продукта и потребленного сырья.
Как правило (если речь идет о нормировании, работодатель он же днежнознакоплатитель, при чем за свои…) четко оговаривает “ожидаемые результаты”… они же читай ….удельную норму расхода топлива на отпуск и выработку теплоэнерги …как правило здесь читай о нескольких граммов у.т. на отпущенную электроэнергию). Конечно уж Мы не из этих… Мы не учаcтвуем в обосновании “псевдо грабительского” тарифа на услуги ЖКГ(е) простите Х(е) (см.п.19.правил настоящего форума (ненужное вычеркнуть)), которых (услуг) на сегодня ваааще нет …

2.Во всех газоанализаторах ТЕСТО, IMR, ДАГ используюдся расчеты основанные на формулах Зигерта.
Разница в результатах небольшая, но все методики рекомендуют пользоваться Равичем. Зачем изобретать велосипед и все пересчитывать, неужели ТАМ глупее нас?

Счастие???!!!! “современных изобретателей лясипедов” в том, что “Труды ихние в подсчете (КПД сегодня... завтра....смотря в будущие...), мало кто в состоянии качественно проверить (во всяком случае в Шире, в других странах все наверняка по другому). Многие верят….

А так “Ваш велосипед” был построен на колесах … А без изобретения оных...
P.S.
Мерилом достоверности есть совпадение факта и просчитанного эксперемента, если это еще кого-то продолжает интересовать. (И опыт… А.С.П.)
P.P.S. А уж Зигерт или Равич-“наше дело-сторона. Сиди себе на печке и грейся.” Из старого совковкого кинофильма...

[CNFHSQ]

P.P.S. А уж Зигерт или Равич-“наше дело-сторона. Сиди себе на печке и грейся.” Из старого совковкого кинофильма...

Обиделся..... А я единственно хотел узнать вашего мнения кто такой ЗИГЕРТ, может он и не хуже Равича тоже е(й) ? может тоже можно доверять? А вообще я хорошо отношусь к людям которые знают что такое энтропия.
.
С теплосетью последние 20 лет не связан но там работают люди и причем некоторых я уважаю. Апо тарифам вопросы к правительству. В Белоруссии одна Гкал стоит 430 руб.
с Уважением

[Synoptyk]

Вот наконец-то нашел в загашнике. Когда-то отксерачил статью из Електрические станции май 1968
Определение тепловыделений в котельном цехе. Здесь как раз про Q5.
Если кому-то поможет- в добрый час…

P.S.
Какое-то время проработал в наладке и имел косвенное отношение к нормированию
расходов... Вылавливание "блох" в определении Q5 выглядит как то уж...скорее ближе к естетике или там “над пропастью во ржи”
Ложь и псевдотеплотехническое обоснование всего что "нужно"
обосновать настолько глубоко проникли в теплоэнергетику (в том числе и составление тех же режимных карт). (Конечно вот именно на нашей ГРЕС все на так.. по другому...(бывают же честные менты-многие верят..)) Это все еще тянулось из совка: где во имя + 1% от достигнутого…., позже "новоявленной пацанве" нужны были "грамотные" обоснования удельных расходов, что б "иметь свой процент с тарифов" которые “лохи” они же и мы оплачиваем предварительно рисуя графики там всякие с тупами на Геки которые “нужные” люди потом и утверждают.
Просто раньше еще существовала прослойка теплотехников различающих грань по одну сторону -туфта для министерства (это нужно для системы), а вот здесь фактическое потребление.
P.P.S. А ведь были…буквально только что были родиной медведей и вот на тебе…(из тех же кинофильмов.).На предприятии гда я состою на службе Гека только в стоимости ПЭР стоит около 380-400 грн, а с накладными все 600-800 в зависимости от времени года.

Прикрепленные файлы

 El_St_1968.zip ( 330,63 килобайт ) Кол-во скачиваний: 197

 

[Const82]

Очень интересная методика. В авторах статьи стоят несколько человек. Если ссылаться на нее, то на кого именно? При косвенном отношении к нормированию возможно встречались - эксперт Минэнерго примет расчет Q5 по такой методике?

[Synoptyk]

Обычно на первого в списке.

Утвердят или нет я не знаю. Вот если б ТЕЦ заключила договор с наладочной организацией со всеми лицензиями и разрешениями и те провели б измерения выпустили официально отчет с фактическими потерями от наружного охлаждения оборудования для котельного цеха , предприятия с привязкой к наружной темп-ре и т.д. (вполне возможно по методике из статьи) тогда при составлении очередного отчета по нормативным расходам….. на этот отчет по Q5(думаю что) можно ссылаться.
P.S.
Я так предполагаю, что речь идет об обосновании увеличения нормативных расходов. Меньше чем потери из предыдущего отчета показывать не имеет смысла- попадете в список вредителей и неблагонадежных ИТРов.