Ответьте, пожалуйста, на вопрос: как зависит паропроизводительность котла от объема воды в котле, площади поверх
ности зеркала испарения, давления пара в котле? И можно ли увеличить паропроизводителность котла, понизив давление пара в котле?

По логике, раз энтальпия пара понизится, то паропроизводительность увеличится.

В основном при снижении давления (а значит и температуры парообразования) изменяется энтальпия воды, а скрытая теплота парообразования наоборот падает. Так что полная энтальпия пара если и растет, то очень немного. Если у нас в котел приходит конденсат близкий к температуре насыщения, то при снижении давления наоборот производительность упадет. Может это выглядит парадоксальным, но не забывайте, что в случае с более высоким давлением конденсат у нас имеет более высокую температуру, чем в случае с низким.
От объема воды в котле и церкала испарения тоже производительность мало зависит. Фактически производительность зависит от мощности горелки и от кпд котла. КПД котла зависит от площади теплообменных поверхностей, их материала и конструктивных особенностей. Если мы имеем существующий котел, то еслинственное на что мы можем повлисяь - это площадь теплообмена. Поднимая уровень воды мы ее увеличиваем, производительность незначительно вырастет, но ухудшится качество пара, так как паровое пространство уменьшится и в паре будет больше влаги.

Добрый день!

Прилагаю текст, он был опубликован около года назад в журнале "Энергосбережение" (если я ничего не путаю).
Думаю Вы найдёте в нём ответы на Ваши вопросы.

С уважением.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Что за бред? Каким образом уровень воды влияет на поверхность теплообмена? Или кто держит паровой котел полупустым (сколько бы он проработал при этом)? А уровень в верхнем барабане или же над рядами жаровых труб никоим образом не увеличивает поверхность теплообмена.


Какие то сомнительные выводы насчет экономии в статье. Такое ощущение, что кому то нужен объем (масса) пара, а не тепло содержащееся в нем. То же, что сравнивать килограмм овса и килограмм сала.

странные вопросы.
Думаю, если с ними обратиться к конструктору котлов, он скажет, что паропроизодительность зависит от температуры пара, теплового напряжения топки и площади поверхностей нагрева.

Эксплуатационник вообще не может изменить производительность котла ничем другим, кроме изменения нагрузки.

- от объема воды ничего не зависит.
- от площади зеркала тоже ничего не зависит. Да, большие барабанные котлы с большей площадью зеркала - мощнее малых котлов с меньшей площадью. Но прямоточные котлы вообще не имеют зеркала, а мощность огого какая.
- давление пара.. Простите за тавтологию, паропроизводительность зависит от расхода пара. А давление в какой-то точке - это просто некое равновесное состояние. По сути, давление мы не регулируем, мы только воздействуем на него косвенно, меняя расход у потребителя или нагрузку на котел.
Так что когда уменьшается давление пара в котле, надо смотреть, по какой причине. Если это мы уменьшили нагрузку, тогда производительность упала. А если это потребитель открылся больше, тогда производительность увеличилась.

Так, прикидывал для ДЕ и теплообменника влияние повышения давления.

Вывод в статье абсолютно неверный.
Экономия топлива если и будет, то рассчитывается она совсем по другому, через тепловосприятие поверхностей нагрева котла, а никак не теплообменника.
На основании приведенных изысканий можно сказать, что при паре-13 теплообменник может быть в 1,29 раза меньше, чем при паре-7. Только и всего. Ибо нагрузкой является тепловая сеть, которой абсолютно пофиг какое давление в котле.

А так, если рассматривать ДЕ и ДКВР с чугунным экономайзром, то и вовсе может не быть никакой экономии, так как температура воды на выходе из экономайзера должна быть на 20гр. ниже Т насыщения, то есть поверхность придется сокращать и нагрев сократиться с 72градусов до 47, что соответсвует доле экономайзера в общей теплопроизводительности 8,4% для пара-7 и 12,7% для пара-13, то есть потеря в 4,3%. Увеличение же выработки пара в самом котле за счет снижения Т насыщения не настолько велико.

В данном конкретном расчете поверхность теплообмена - константа, расход пара - константа, меняется лишь давление насыщенного пара и соответственно температура. Расчет выполнен, собственно, только для теплообменника, а не для котла.

Увеличение рабочего давления приведет всего лишь к возможности передать через заданный конкретный теплообменник больше тепла. Больше тепла=больше топлива, то есть налицо не экономия, а увеличение расхода топлива

ЗЫ И что Вы понимаете под "расход пара - константа"????

Грубо говоря - при одном и том же расходе пара, но с разным давлением, вы сможете передать тепловой энергии на 29% больше, затратив на выработку этого пара на 1% больше топлива.

Вот это уже ближе к истине, хотя откуда взялось:

Тепло в паре, горячей воде и другой топливопотребляющей установки это теплота сгорания топлива помноженная на КПД установки. Если теплосеть потребляет 1Гкал тепла, то и пара для нагрева нужно 1 Гкал (ну без учета КПД котельной). И топлива сожжешь условного 1000/7/0,9=158,73кг.у.т.(это при КПД котла 90%) А какой будет расход пара это дело десятое: пара-13 - 1773 кг/ч, пара-7 - 1789 кг/ч, пара-3 так вообще 1814 кг/ч. Расход пара разный, а тепло одно и то же. И топливо одно и то же.

Другое дело, что тема про то, как влияет давление пара на КПД котла, а в вашем примере дано обоснование только сокращения поверхностей нагрева теплообменника и не более того.

Энтальпия насыщенного пара при 13 ати - 665,47 ккал/кг, при 7 - 659,94 ккал/кг. 659/665= 0,9%
Температура 191 и 164 гр. соответственно. Ек-макарек: Qт = k*F*дельта t

Тяжелый случай...
1кг пара-7 содержит 661 ккал;
1 кг пара-13 содержит 665,8 ккал;
Для производства 1 кг пара-7 в идеале надо 661/7000=0,0944кг.у.т.
Для производства 1 кг пара-13 также в идеале надо 665,8/7000=0,0951кг.у.т.

При повышении давления увеличение теплосдержания 1 кг пара 665,8/661=1,007, увеличение расхода топлива на это 0,0951/0,0944=1,007, то есть одно и то же. Это надеюсь понятно.

29% из вашего опуса, это всего лишь на всего сокращение поверхности нагрева теплообменника, никакого отношения к расходу топлива не имеет. Надуманный 1 % это увеличение расхода топлива для выработки такой же массы пара других параметров. Котел вырабатывает изначально не пар, а тепло. Пар это всего лишь способ доставки от котла до потребителя. Он может иметь хоть атмосферное давление. Сравнить 1 кг пара-7 и 1 кг пара-13 некорректно, также можно сравнить с 1 кг природного газа который несет в себе 10000ккал или 1 кг кипящей воды которая несет 100 ккал.
Все равно что кусок говна и кусок сала. Вес один, а суть разная.

PS Да даже и при условии, что расход пара все равно один, чисто паровой теплообменник (без подтопления) достаточной поверхности, возьмет тепла больше от пара-7, чем от пара-13. Почему? Почитайте термодинамику что ли для начала.

Господа, а можно с другого бока зайти.
То что мы выработали то мы нагрузка и потребит, за вычетом потерь (в котле, при транспортировке, у потребителя)

Растут потери от котла- уменьшается КПД-растет относительный расход газа.

Т.е. уменьшая температуру продуктов сгорания на выходе из котла и уменьшая температуру поверхности котла уменьшаются потери тепла от излучения (излучение зависит от 4 степени температуры) мы увеличиваем КПД котла. Т.е уменьшая температуру пара мы увеличиваем КПД.

При этом уменьшая давление в котле мы уменьшаем паропроизводительность котла.

Так?

Вот так. Оборвалось на самом интересном месте...

Для начала не переходите на личности.
Все разобрался, где собака порылась. Согласен с Вами, мой косяк
Конвективный теплообмен, теплообмен при конденсации почитал - см. файл

из статьи она то как раз и меняется.

При уменьшении давления массовая паропроизводительность увеличивается:
1. уменьшается температура парообразования - улучшается теплообмен (ну и кпд соответственно);
2. лучше образование и отрыв пузырьков за счет меньшего давления;
3. уменьшается энтальпия - значит растет массовый расход.

Негативные стороны:
1. увеличение объемного расхода (потери давления на штуцерах трубопроводах) либо увеличение диаметров труб;
2. более стабильная пена, а в сочетании с увеличением объемного расхода это значительный унос воды и примесей из котла (лечится паровыми циклонами);
3. увеличение напряжений в котле для жаротрубных очень критично, для водотрубных практически по барабану;
4. это не нормативный режим работы котла надо согласовывать с производителем;
5. отсутствие регулировочных устройств (нет запаса времени на регулирование);

Преимущества:
1. увеличение кпд (незначительное);
2. отсутствие узлов РОУ (а там не хило дорогое оборудование);

По остальным вопросам:
- "объема воды в котле" - никак на момент выхода на режим (это заводской параметр и не дай бог вам оголит поверхности);
- "площади поверхности зеркала испарения" - никак, у котла нет зеркала испарения, кипение происходит на поверхностях;
- "Может это выглядит парадоксальным, и тд..." - это действительно выглядит парадоксально, чем ближе питательная вода к точке насыщения тем лучше работает котел, тем выше его кпд.

Главное не это.
При уменьшении давления в котле уменьшается массовый расход в котле (объемный расход тот же). При той же площади теплообмена и примерно том же к-те теплоперадачи продукты сгорания охлаждаются лучше. КПД больше.

С чего это вдруг массовый снижается? Массовый растет наоборот, как и объемный. Насколько он растет, это вопрос. Личное мое мнение, что незначительно, т.к. изменив температуру на 30градусов разность температур в той же топке меняется на доли процентов. А топка, это до 80% тепловой нагрузки котла. Из личного опыта поднимая давление в барабане ДЕ с 6 до 9, особых изменений температуры за котлом не отметили, от силы градусов 10, за экономайзером вообще без изменений ( в пределах погрешности приборов).
При снижении давления растет также напряженность зеркала испарения, что плохо, особенно для котлов с пароперегревателем. Но на КПД и производительность это никак не влияет.
Снижение температуры питательной воды снижает производительность котла без экономайзера, не влияя при этом на кпд. А вот у котла с экономайзером КПД растет, а паропроизводительность скорее падает.
Объем воды в котле, наверное имелось ввиду разные котлы. Водяной объем например ДКВР-10 - 9,11 куб.м, БКЗ-100 - 12,5куб.м. Различия в паропроизводительности в 10 раз, а КПД близки. Будерус 10-тонный (жаротрубный) имеет водяной объем аж 16,4куб.м. Так что объем воды никак не влияет

10 градусов то же немало.
Итак при 100 % нагрузке котла (когда котел не догружен - отдельный случай):
Гидравлика паропроводов, регуляторов давления имеют расчетное сопротивление. Сопротивление примерно зависит от квадрата скорости. Т.е. можно сказать, что система спроектирована на определенный расход. (Конечно, конкретно в Вашей системе может быть запас.) При уменьшении абсалютного давления в два раза , и сохранении объемного расхода плотность уменьшается в два раза, массовый расход уменьшается в два раза.

Массовый расход упал - вырос КПД (логика в моих сообщениях выше)

Я извиняюсь но чет бредом попахивает.

Извинения приняты.
Обоснуйте свою позицию.

Котел это теплообменник между дымовыми газами и водой. Все ухищрения на водяной стороне дают слабые изменения тепловосприятия. Температурный перепад по дымовым газам от температуры горения до 90-160 С огромен по сравнению с температурой воды. Так что котел приблизительно сколько тепла усваивал от дымовых газов столько и будет усваивать. Значит константа котла - это мощность, а не массовый расход и уж тем более не объемный.

Прант, Спасибо за разъяснение Вашей позиции.

1. Без примера не обойтись.
По информации viessman температура продуктов сгорания с полной нагрузки до частичной нагрузки падает со 170 до 140 градусов (VITOMAX 200 LS Тип M233). .т.е.если через котел пропускать меньше воды то лучше остынут продукты сгорания. Выше КПД
Кстати эта закономерность прослеживается для всех типов котлов, для водогрейных тоже.


2. Мы рассматриваем как влияют изменение параметров котла уже работающего на объекте.


Прант вы не согласны, что при уменьшении давления котла в паропроводе увеличится объемный расход и увеличится сопротивление в системе ( и сопротивление в котле)? Увеличение объемного расхода приведет к уменьшению паропроизводительности?

Прант вы не согласны, что при уменьшении паропроизводительности растет КПД котла?

Может расти, конечно же (при хорошей теплоизоляции).
Только пар тут не при чём. Просто факел уменьшается - из-за этого...

Почему же, согласен. При уменьшении нагрузки через теже поверхности проходит меньше дымовых газов теплообмен улучшается, но обсуждалось не это, а как изменится кпд, производительность, объемный расход при снижении давления в котле при работе на номинальных мощностях.

Уважаемый типтоп

Просветите, причем здесь уменьшение длины факела?

А я не употребил слово "длина".
Подразумевал объём факела, объёмный расход, массовый...
Расход продуктов сгорания уменьшается - они в большей мере передают тепло.
"Сожги в топке спичку - получишь 100%-ый кпд."

prant же написАл об этом...

tolant, не надо менять тему разговора.
Рассматривалось влияние различных факторов при одной и той же нагрузке котла, то есть при одном и том же расходе топлива. КПД как уже говорилось при изменении давления в котле практически постоянен (при прочих равных). Если по какой либо причине (потребитель например задвижку больше открыл) давление понизится, то объемный расход вырастет, массовый тоже, сопротивление линии возрастет и давление в конечной точке у потребителя упадет сильнее чем в котле. Но тепла он получит практически столько же. Несмотря на то, что он открыл эту самую задвижку. И ничего не изменится, пока кочегар не нагрузит котел (ну или другой не растопит).


В данном случае речь идет об уменьшении нагрузки котла или иными словами теплопроизводительности. Что впрочем характерно в основном для жаротрубных котлов, а вот у ДКВР и ДЕ в основном наоборот: КПД растет с увеличением нагрузки.

1. Давайте упрощать. Рассматривать не стационарные режимы (уменьшение, увеличение нагрузки) предлагаю после такого как разберемся со стационарными.

Есть два характерных режима.
A. Режим минимальной мощности котельной
Б. Режим максимальной мощности котельной.

2. Режим минимальной мощности . Я полагаю что размер пламени не главный фактор увеличения КПД при работе на частичной нагрузке , главное уменьшение массового расхода продуктов сгорания. Согласны да/нет?

3. Режим максимальной мощности. Я полагаю что при уменьшения давления пара в два раза уменьшится паропроизводительность котла (т/ч).Согласны -да/нет? Увеличится КПД согласны- да/нет?

4. Я полагаю, что КПД котлов ДКВР, ДЕ на 50 процентах выше (лучше) чем на 100%. Инфо по котлам остались на работе, сейчас посмотреть не могу.

1. Давайте.
2. Основное влияние оказывает сокращение теплонапряженнсти поверхностей нагрева топки,- основного теплопередающего элемента котла.
3. Не согласен, массовый расход вырастет. КПД увеличится незначительно.
4. Это не так. Данные котлы не являются газоплотными, доля присосов на 50% нагрузке значительно больше чем на 100%. Потери с уходящими газами в лучшем случае с ростом нагрузки не меняются (а то и снижаются), а в окружающую среду - снижаются вдвое.

По п.3 tolant противоречишь сам себе.
Исходные данные:
В котле горит 1000 кг.у.т./час и это константа.
КПД пусть 90% (и принимаем, что он не меняется).
Вода входит с температурой 102 градуса (энтальпия 102,3 ккал/кг) и это тоже константа.
Пар-14 насыщенный энтальпия 666,3 ккал/кг
Пар-7 насыщенный энтальпия 661,0 ккал/кг.
На выработку 1 кг пара 14 надо затратить 564ккал, на 1 кг пара-7 нужно 558,7ккал/кг.

Паропроизводительность котлов будет:
пар-14 1000*7000*0,9/564=11 170,2кг/час
пар-7 1000*7000*0,9/558,7=11 276,2 кг/час
И это при равном КПД. А если принимаем, что КПД при снижении давления растет, то разница будет еще больше.

Так и было бы, если бы не потери тепла в окружающую среду.
При "половинной" нагрузке 2% потерь q5 превращается в 4%!
(сейчас я предлагаю считать немного по-другому, но сути дела это не меняет)

Поэтому у такого рода паровых котлов максимум КПД обычно получается в районе 80-100%.

Хотя, q5 - это "потери" для котла. А если этот нагретый воздух "отапливает" котельную и забирается дутьевым вентилятором, то для котельной это уже не "потери".
Другими словами, обычно у котла с дутьевой горелкой чем ниже нагрузка, тем выше КИТ.

А здесь про КПД - рисунок из книги Янкелевича:

3. паропроизводительность думаете уменьшится из-за того что удельный объем пара увеличится? регуляторы отработают - система будет брать пара столько сколько надо. про увеличение КПД рассматривали в другой ветке. для котла без экономайзера снижение давления приведет к уменьшению температуры воды в котле и соответственно понизится температура уходящих на 10-15 град. это даст увеличение КПД примерно 0,5-0,7 %. а у котла с экономайзером температура уходящих практически не изменится.

4. просмотрел свои отчеты - у ДКВР и ДЕ КПД на 50 % такой же как на 100 %. со снижением нагрузки температура уходящих за экономайзером снижается незначительно, но растут избытки воздуха и потери q5. в итоге КПД практически не меняется или даже падает

В инструкции по эксплуатации ДКВр-ов не рекомендуется работать на давлении ниже 7 ати. Нарушается(?) циркуляция.

У меня где-то так же.
Для ДЕ-6,5 с экономайзером:

1. В последнее время в проектах ставил ДКВР с газоплотной топкой. По тех данным у котлов максимальный КПД при минимальной нагрузке. Конечно, если котлы не газоплотные, КПД из за наличия присосов не так однозначен.

2.Артем полагаю Ваш пример расчета не корректен. У Вас объемный расход при 100 % нагрузки через паровую часть котла и паропроводы будут отличаться почти в два раза. Сопротивление паропроводов приблизительно в 4 раза. Паропроводы не протащат этот объем.

3. Господа, по характеру работы не присутствию на пусконаладке. За инфо спасибо.

В самом деле, "в инструкции" ?
Жалко, что нет у меня её...

Знаю, что существует разрешение Бийского завода на работу ДКВр, КЕ и ДЕ при 6 ати (кроме ДКВр-20).

Если паропровод, как Вы говорите "не протащит", то и давление в котле будет расти до той величины, при которой "протащит". Иначе куда по Вашему денется остальное тепло воспринятое в котле от топлива, тем более говорим о том, что КПД вырастет.

Ну, в крайнем случае, предохранительные клапаны точно "протащут".

А как Вы учитываете/измеряете (?) влажность/влагосодержание пара... при расчетах КПД%

Помню ребята очень интересные фокусы демонстрировали...

Никак. Расчет КПД по методике Равича. Теплоноситель в этом расчете участия не принимает.

В расчете паропроизводительности тоже никак. Влажность пара нормируется. Для котла без ПП это не более 1%, что ничтожно мало в тепловом балансе.

Ну?! А попробовать измерить... там и методики есть... раньше были нормативными.. Вроде
Помница у ДКВр при нарушениях водно-химического режима... "уносы" котловой воды приличные... "паромер" врать начинает..

Подумайте на такую тему:
- снижение давления пара (при той же теплопроизводительности) увеличивает скорости в наиболее обогреваемых трубах экранов топки. При этом растет гидравлическое сопротивление опускных труб. Какие скорости будут в наименее обогреваемых экранных трубах?
- возможно ли выпадение водорастворимых солей на поверхностях теплопотребляющего оборудования при росте капельного уноса?
- возможен ли перегрев металла труб, т. к. объем пара увеличивается и на отдельных участках вблизи стенок он может перегреваться со снижением теплопередачи?
- если на котле установлены расчетные предохранительные клапана, настроенные на пониженное давление, то при срабатывании, их пропускной способности не хватит, в котле повысится давление, что при не исправном РУ не есть хорошо для оборудования.
- вскипание воды в экономайзере.
- стоит ли снижать давление пара?

Здравствуйте, коллеги,
занимаюсь внедрением энергосберегающего оборудования.
подскажите, как можно найти организацию или частное лицо, которое может произвести расчет КПД котла и ТЭО внедрения энергосберегающих устройств на котлоагрегате на основании данных по параметрам работы котла до и после монтажа устройств?
Интересуют в основном водогрейные котлы, но так же паровые котлы и газотурбинные установки.

Эффективностью работы тепломеханического оборудования занимаются пуско-наладочные организации.

При этом надо помнить что при снижении давления пара увеличивается его удельный объём. А это увеличение объёма пара в кипятильных (экранных) трубах. При форсировке котлов ДКВр на низком давлении пара в барабане может произойти "опрокидывание" циркуляции (был раньше такой технический термин). Минимальное давление пара при номинальной нагрузке 6 ати. Природа умная, поэтому вы не сможете протолкнуть через расчётный паропровод больше пара и при этом сжечь котёл.