книги из ГПНТБ / Волковыский Е.Г. Экономия топлива в котельных установках

Котел работает на газообразном топливе с 1967 г. со

циент избытка воздуха за теплофикационным экономай­

СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ТЕПЛА В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ НАГРЕТЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

6-1. Т Е П Л О В Ы Е П О Т Е Р И Н А Г Р Е Т Ы М И П О В Е Р Х Н О С Т Я М И

Тепловые потери в окружающую среду нагреты­ ми поверхностями оборудования и линиями коммуника­ ций достигают больших значений. По расчету через стен­ ку неизолированной поверхности при температуре тепло­

неизолированный вентиль (задвижка) с условным про­ ходом 100 мм отдает в окружающую среду 600 ккал/ч

тепла; потеря тепла неизолированной парой фланцев со­ ставляет 305 ккал/ч. В результате тепловых потерь по­

нижаются параметры теплоносителя, выражающиеся для пара его частичной конденсацией. Например, количество конденсата на 1 м2 внутренней поверхности неизолиро­ ванного паропровода при температуре окружающего воздуха внутри помещения 25°С ориентировочно состав­

Перерасход условного топлива на компенсацию по­ терь тепла в окружающую среду может быть подсчитан по формуле

где F — поверхность теплопередачи, м2; q— количество

тепла, теряемого 1 м2 нагретой поверхности в окружаю­ щую среду, ккал/ (м2 • ч) ; т^к.у — к. п. д. котельной уста­

новки.

131

ее; для шероховатой штукатурки С = 4,4—4,5; для сталь­ ной обшивки С = 3,5—4,0; для абсолютно черного тела

ент теплоотдачи подсчитывается по формулам:

для плоских и цилиндрических поверхностей с диа­

тых поверхностей установленного оборудования и линий коммуникаций вызывает необходимость выполнения те­ пловой изоляции для уменьшения потерь тепла в окру­

Помимо экономии топлива, тепловая изоляция обеспе­ чивает нормальные условия труда обслуживающего пер­ сонала, предохраняет от ожогов при соприкосновении с нагретыми поверхностями, предупреждает снижение температуры уходящих газов в золоуловителях и дымо­ сосах ниже точки росы.

133

Годовая экономия условного топлива благодаря изо­ ляции нагретых поверхностей определяется по формуле

срок окупаемости затрат на устройство изоляции состав­ ляет 1—2 мес.

верхности по санитарно-техническим требованиям. При расчете по допустимым тепловым потерям предваритель­ но задаются температурой изолированной поверхности, определяют среднюю температуру слоя изоляции и по соответствующим таблицам находят коэффициент тепло­ проводности выбранного изоляционного материала. По температуре внутренней и наружной поверхности изоля­ ции и по коэффициенту теплопроводности ее определя­ ют толщину изоляции, после чего производят проверку температуры наружной поверхности изоляции и коэф­ фициента теплопроводности. В случае расхождения с за­ данной температурой производят пересчет до совпадений температур заданной и полученной. Расхождения тем­ ператур не должны превышать 1 °С.

При расчете по допустимой температуре наружной поверхности необходимая толщина слоя изоляции опре­ деляется по перепаду температур между его внутренней и наружной поверхностями. Используя найденную вели­ чину, находят тепловые потери в окружающую среду, по которым проверяют температуру на поверхности изоля­ ции.

Толщина слоя изоляции по заданным или предельно допустимым тепловым потерям:

для плоской и цилиндрической поверхности с диамет­ ром более 2 м

(6-11)

134

где Лиз — коэффициент теплопроводности изоляционного слоя, ккал/(м- ч-°С); Киз определяется по средней тем­ пературе изоляции; і я в — температура на внутренней 'по­ верхности изоляции, °С; поскольку термическое сопро­ тивление теплопередачи от теплоносителя к стенке и са­ мой стенки очень мало по сравнению с термическим со­ противлением изоляции, то температуру на внутренней поверхности изоляции принимают равной средней темпе­ ратуре теплоносителя; г н а р — температура на наружной поверхности изоляции, которая заранее неизвестна, но подбирается с последующей проверкой ее по формуле

где а в — коэффициент теплоотдачи от поверхности изо­ ляции к окружающему воздуху, ккал/(м2 • ч -°С);

для цилиндрической поверхности с диаметром менее

2 м

ции, следует применять изоляционный материал с малым коэффициентом теплопроводности.

При неправильно выбранной толщине изоляции, осо­ бенно для труб небольших диаметров, эффект ее будет

135

очень мал. Более того, возможны случаи, когда тепловые потери будут не уменьшаться, а возрастать. В котельных, как правило, применяется однослойная изоляция.

Количество тепла, передаваемого в окружающую сре­ ду изолированной плоской и цилиндрической поверхно­ стью с диаметром более 2 м:

Количество тепла, передаваемого в окружающую сре­ ду изолированной цилиндрической поверхностью диамет­ ром менее 2 м:

Значение In "і находят по таблице натуральных ло-

гарифмов.

В табл. 6-1 приведены нормы тепловых потерь для цилиндрического объекта и с 1 ж2 плоских и криволи­ нейных поверхностей при температуре окружающего воз­ духа в помещении 25 °С (за исключением оборудования, работающего ,на отходящих газах: золоуловители, дымо­ сосы и газопроводы уходящих газов).

Потеря тепла .в окружающую среду ограждающими •конструкциями котлоагрегата в зависимости от темпера­ тур внутренней поверхности и наружного воздуха

зоходе «холодных поверхностей» за температуру внут­ ренней поверхности ограждающей конструкции прини­ мают температуру горячих газов; экранирование топки и наличие в газоходах «холодных поверхностей» суще­ ственно влияют на температуру внутренней поверхности, снижая ее;

136

где ô и Я — соответственно толщина, м, и коэффициент теплопроводности, ккал/(м-ч-°С), отдельных слоев об­ муровки. В табл. 6-2 приведены коэффициенты теплопро­ водности некоторых изоляционных и обмуровочных ма­ териалов.

Насыщенность котельной различными объектами предъявляет специальные требования в отношении выбо­ ра теплоизоляционных материалов и их конструкций.

Для котлов, имеющих тяжелую обмуровку, являю­ щуюся одновременно наружным ограждением топки и

поверхность

137

газоходов и тепловой изоляцией их, дополнительной изо­ ляции не требуется.

Объектами тепловой изоляции этих котлов являются барабаны, коллекторы, опускные и подъемные циркуля­ ционные трубы. На эти места должно быть обращено особое внимание, так как температура наружной стенки этих объектов соответствует температуре теплоносителя. В сумме эти оголенные поверхности представляют зна­ чительные площади и являются источниками больших потерь. Выступающие из обмуровки торцы барабана кот­ ла и часть открытой поверхности барабана изолируют совелитовыми плитами либо прошивными минераловатными матами. Лазы и люки барабана котла изолируют металлическими футлярами, заполненными асбестовыми или стеклоткаными матрацами. Коллекторы и камеры

138

экранов и экономайзеров изолируют мастичным совелитом, асбестовыми матрацами и стеклотканью.

Газопроводы котлоагрегата работают при темпера­ туре не выше 350 °С. Для облегчения их веса следует применять эффективные теплоизоляционные материалы. Газопроводы прямоугольной и цилиндрической форм изо­ лируют прошивными минераловатными матами. Для крепления их широко практикуется приварка штырей, на которые нанизывают изоляционные изделия. Штыри под­ бирают таких размеров, чтобы над изоляционным слоем выступал конец штыря длиной 25 мм, который затем загибают для прочного закрепления изоляционного изде­ лия. Наружная поверхность защищается покровным слоем.-

Деаэраторы, подогреватели, сепараторы непрерывной продувки и баки работают нормально без вибрации, не требуют регулярного обслуживания, частой ревизии и ремонта, поэтому к изоляции этих объектов предъявля­ ются требования долговечности и обеспечения нормаль­ ных температурных условий для обслуживающего пер­ сонала. Могут быть рекомендованы оовелитовые плиты, плиты и маты минераловатные прошивные и на синте­ тической связке с защитным покровом. При расположе­ нии оборудования вне здания в качестве защитного по­ крытия применяют металлические кожухи.

На рис. 6-1 приведена конструкция крепления изоля­ ции на стяжках вертикального аппарата диаметром бо­ лее 500 мм.

болтовыми соединениями 6. Крепления изоляции производят сле­ дующим образом:. маты или плиты 7 укрепляют на поверхности объема перевязкой стяжек, пропускаемых наружу. По поверхности

Аналогичная конструкция крепления изоляции при­ меняется для горизонтальных аппаратов.

Дымососы являются сильно вибрирующим оборудеД ванием, поэтому теплоизоляционная конструкция долж­

139

ловатные маты, усиленные металлическим каркасом. Штукатурный слой выполняют в зависимости от распо­ ложения дымососа: внутри помещения или снаружи; изолируют только корпус дымососа.

140