Модернизация конденсационного газового котла
Повышение экологической эффективности при использовании конденсационного газового котла в децентрализованной системе теплоснабжения. Модернизация конструкции высокотемпературной части водогрейного котла, направленного на повышение его ремонтопригодности.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.11.2021 |
| Размер файла | 282,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНДЕНСАЦИОННОГО ГАЗОВОГО КОТЛА
Горячев С.В., доцент, канд. техн. наук, Оренбургский государственный университет
Россия, г. Оренбург Хилов И.В., Студент
4 курс, факультет «Электроэнергетика» Оренбургский государственный университет Россия, г. Оренбург
Аннотация
В данной статье рассматриваются конструкции конденсационных газовых котлов различных вариантов исполнения, их недостатки и достоинства.
Ключевые слова: конденсационный котел, уходящие газы, углеводородное топливо.
Abstract
This article discusses the design of condensing gas boilers of various versions, their disadvantages and advantages.
Keywords: condensing boiler, exhaust gases, hydrocarbon fuel.
На сегодняшний день, в числе основополагающих проблем, стоящих перед человечеством обозначены следующие: загрязнение окружающей среды продуктами используемого топлива, вследствие последующего изменения климата, а также постепенное истощение запасов топлива в недрах земли [1]. В виду вышеперечисленного, в теплоэнергетической сфере имеет место тенденция использования нетрадиционных источников энергии, а также повышение энергетической эффективности установок для снижения потребления традиционного углеводородного топлива.
Одним из существующих способов уменьшения потребления углеводородного топлива в теплоснабжении потребителей, является внедрение систем теплоснабжения с установкой в их непосредственно тепловом источнике топливо-сберегающего конденсационного газового котла, конструкция которого представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Конструкция конденсационного газового котла.
Системы с данным агрегатом уже успели зарекомендовать себя как энергетически, так и экологически выгодные в децентрализованных системах теплоснабжения, в виду их существенных особенностей. Установка в тепловом источнике системы теплоснабжения данного типа газового котла показала существенную экономию газового топлива. Как известно, доля водяного пара в продуктах сгорания газового топлива составляет 8 -12%. В традиционных газовых котлах скрытое тепло, содержащееся в водяном паре, отводится в дымовые газы. Конденсационные котлы восстанавливают это скрытое тепло путем конденсации водяного пара и передачи этого тепла обратно к теплоносителю [2]. По словам производителя котлов в данном случае, процесс конденсации водяного пара может увеличить установившийся КПД котла от 80% до 87% до 88% и 98%, что в свою очередь влияет на перерасход топлива. Исходя из вышеперечисленного, можно с уверенностью сказать, что тепловые потери с уходящими газами могут быть минимизированы, благодаря снижению их температуры до 50 -60°С и дальнейшего полезного использования скрытой теплоты конденсации [3].
Основными достоинствами повышения экологической эффективности при использовании конденсационного газового котла в децентрализованной системе теплоснабжения являются:
- низкий расход используемого топлива, в 2 раза ниже в сравнении с централизованной системой теплоснабжения;
- конденсационная часть данного типа оборудования является мокрым сажеуловителем.
В качестве главных модулей конденсационного котла выступает контактно - рекуперативная и радиационная части, а также, включающая в себя бак конденсата - адиабатная часть. В радиационной части, вследствие сжигания топлива, происходит нагрев воды, в дальнейшем направляемой в систему отопления. В адиабатной части продукты горения адиабатно охлаждаются. В контактно - рекуперативной части происходят конденсация водяных паров, выделившихся из продуктов сгорания, а также нагрев воды на нужды ГВС.
Контактно - рекуперативная часть, в виду технологических соображений, всегда должна располагаться вертикально, в отличие от радиационной части, которая может быть расположена как горизонтально, так и вертикально (рисунок 2). Можно выделить главное достоинство горизонтального расположения радиационной части - это возможность использования любых газовых горелок в таких конструкциях [3]. Основным недостатком данной компоновки радиационной части является неравномерный нагрев жаровой трубы. При вертикальном расположении радиационной части большинство газовых горелок применяться не могут. Преимуществом котлов с вертикальным расположением радиационной части выступает меньшие габариты в сравнении с горизонтальным расположением.
Рисунок 2 - Варианты расположения радиационной части. а - горизонтальное; б - вертикальное; 1 - горелка; 2 - радиационная часть; 3 - адиабатная часть; 4 - контактно - рекуперативная часть; 5 - природный газ; 6 - воздух; 7 - обратная вода системы отопления; 8 - подающая вода системы отопления; 9 - конденсат; 10 - холодная вода; 11 - нагретая вода на нужды ГВС; 12 - уходящие газы.
Движение продуктов сгорания в радиационной части конденсационного газового котла осуществляется с помощью трёхходовой схемы движения этих газов. Для решения этой задачи можно предложить 2 основных способа организации движении газов. В первом способе жаровая труба представлена в виде реверсивной топки. При данном способе, продукты сгорания, достигая жаровой трубы, разворачиваются и движутся в сторону горелки. Далее, выйдя из жаровой трубы, образовавшиеся топочные газы разворачиваются и направляются в дымогарные трубы, миную которые, поступают в адиабатную часть конденсационного газового котла. Во втором способе продукты сгорания проходят в одном направлении. Минуя жаровую камеру, топочные газы попадают в поворотную камеру, в которой они разворачиваются на 180°, после чего направляются в дымогарные трубы. Также следует отметить, что продукты сгорания в дымогарных трубах совершают два входа, ввиду U - образной конструкции.
Сравнивая данные типы конструкций, следует уточнить об их недостатках. Для конструкции радиационной части с реверсивной топкой главным недостатком будет являться использование компенсирующих устройств, которые возникают из-за неравномерности температурных удлинений дымогарных труб. Одним из способов решения данной проблемы будет являться использование гофрированной трубы. Для второго типа конструкции основным недостатком будет являться проблематичность доступа к сварным соединениям в местах крепления U - образных труб к трубной доске. Однако, в данной конструкции дымогарные трубы имеют способность свободно удлиняться в продольном направлении, в следствие чего возникновения разрушений сварных швов, а также разрушения металла, которые могут быть вызваны температурными напряжениями минимизированы.
Вывод
конденсационный газовый котел теплоснабжение
Использование в качестве источника тепловой энергии конденсационного газового котла в децентрализованной системе теплоснабжения существенно снижает затраты топлива на нужды теплоснабжения. В результате данной работы были рассмотрены и проанализированы конструкции конденсационного газового котла, различные варианты конструктивного и технологического исполнения, также были разобраны основные недостатки и преимущества.
Список использованных источников
1 Integration of direct carbon and hydrogen fuel cells for highly efficien power generation from hydrocarbon fuels/ N. Muradov, P. Choi, F. Smith //Journal of Power Sources. 2010 №195. Р. 1112-1121.
2 Анализ эффективности эксплуатации двухконтурных настенных бытовых газовых котлов. / Хилов И.В., Акулова А.Ш. // Журнал Инновация. Наука. Образование. 2020 №23 С. 2-3.
3 Dylan Cutler, Jesse Dean, Jason Acosta, Dennis Jones Condensing Boilers Evaluation: Retrofit and New Construction Applications // 2014. С. 10-11.
4 Кулешов М.И., Губарев А.В. Модернизация конструкции высокотемпературной части конденсационного водогрейного котла, направленная на повышение его ремонтопригодности// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. №2. С. 196-198.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Требования, предъявляемые к тепловому оборудованию предприятий общественного питания. Назначение и классификация пищеварочных котлов, их современные конструкции. Описание модернизированной конструкции котла газового секционного модульного КПГСМ-60.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 27.11.2012Назначение и компоновка котла-утилизатора КУ-150. Краткое описание технологической схемы и газового тракта. Конструкция и характеристики котла при работе в паровом и в водогрейном режиме. Расчета экономического эффекта реконструкции данного котла.
дипломная работа [208,4 K], добавлен 23.05.2015Технология производства серной кислоты и продуктов на ее основе. Разработка конструкции узлов котла-утилизатора. Механизация обслуживания и ремонтных работ участка котла-утилизатора. Разработка технологического процесса изготовления "барабана канатного".
дипломная работа [774,9 K], добавлен 09.11.2016Принцип работы водогрейного котла ТВГ-8МС, его конструкция и элементы. Расход топлива котла, определение объемов воздуха и продуктов сгорания, подсчет энтальпий, расчет геометрических характеристик нагрева, тепловой и аэродинамический расчеты котла
курсовая работа [209,5 K], добавлен 13.05.2009Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010Характеристика блочно-модульной котельной и участка строительства. Определение нагрузок в тепле и топливе. Подбор котлов, горелок, основного и вспомогательного оборудования. Расчет газопроводов, водоподготовка. Автоматизация газового водогрейного котла.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 20.03.2017Расчет котла, предназначенного для нагрева сетевой воды при сжигании газа. Конструкция котла и топочного устройства, характеристика топлива. Расчет топки, конвективных пучков, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчетная невязка теплового баланса.
курсовая работа [77,8 K], добавлен 21.09.2015Строение теплообменных устройств с принудительной циркуляцией воды. Процесс автоматизации водогрейного котла КВ-ГМ-10: разработка системы автоматического контроля, регулирование температуры прямой воды, работа электрических схем импульсной сигнализации.
курсовая работа [973,2 K], добавлен 08.04.2011Устройство и назначение водогрейного отопительного котла Buderus Logano S828, принцип его работы. Обоснование требований к системе автоматического управления, разработка ее технической структуры. Выбор датчика температуры воды, пускателя и контроллера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.05.2012Топливный тракт котла, выбор схемы подготовки топлива к сжиганию. Расчет экономичности работы котла, расхода топлива, тепловой схемы. Описание компоновки и конструкции пароперегревателя котла. Компоновка и конструкция воздухоподогревателя и экономайзера.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 12.06.2013Объем азота в продуктах сгорания. Расчет избытка воздуха по газоходам. Коэффициент тепловой эффективности экранов. Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение теплового баланса котла, топочной камеры и конвективной части котла.
курсовая работа [115,2 K], добавлен 03.03.2013Характеристика изготовляемой продукции, химикатов и вспомогательных материалов. Материальный баланс сульфитной варки. Наполнения котла щепой и кислотой. Определение расхода загружаемой щепы и закачиваемых щелоков. Расчет штуцеров и выбор теплообменника.
дипломная работа [717,3 K], добавлен 16.03.2015Обоснование выбора типоразмера котла для ТЭС и турбины. Компоновка котла, особенности его конструкции и работы. Схема компоновки. Топливо. Его характеристики. Процессы и параметры топливного тракта. Схема топливоподачи. Тракты дымовых газов. Параметры.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 02.10.2008Проектно-экономические параметры парогенератора КВГ-4-150. Тепловой баланс котла и расход топлива. Расчет полной площади поверхности стен топки. Конструктивные размеры характеристики экономайзера. Расчет невязки теплового баланса парогенератора.
курсовая работа [714,2 K], добавлен 07.12.2014Економічність роботи парового котла ДКВР-4/13 ГМ та система його автоматизації. Технічна характеристика котла. Основні рішення по автоматизації технологічних процесів, матеріально-технічні засоби. Техніка безпеки і охорона навколишнього середовища.
контрольная работа [575,2 K], добавлен 20.01.2013Общая характеристика и особенности конструирования корпуса вулканизационного котла. Описание основных технических свойств и принципов обработки стали ВСт3. Методика проверки условий прочности от внутреннего давления вулканизационного котла с его стенкой.
контрольная работа [58,2 K], добавлен 16.11.2010Техническая характеристика и схема котла ДКВР-4-13. Определение энтальпий воздуха, продуктов сгорания и построение i-t диаграммы. Расчет теплообмена в топочной камере и в конвективной испарительной поверхности нагрева. Поверочный тепловой расчет котла.
курсовая работа [651,4 K], добавлен 10.05.2015Расчет тепловой схемы котельной. Подбор газового котла, теплообменника сетевой воды, вентиляционного оборудования, воздушно-отопительного прибора, расширительного бака. Расчет газопроводов, дымовой трубы. Расчет производственного освещения котельной.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.07.2017Рассмотрение системы автоматического регулирования запарного котла. Изучение функциональной схемы, установление принципов действия системы. Описание расходомера, составление его классификации, расчет основных характеристик данного элемента котла.
курсовая работа [723,5 K], добавлен 26.03.2015Обзор рынка технологического оборудования. Требования, предъявляемые к конструкции, и материалы, применяемые для изготовления оборудования предприятий общественного питания. Описание режимов работы и электрической схемы пищеварочного котла КПЭ-250.
курсовая работа [912,4 K], добавлен 16.02.2011
