Reaktívny výkon
26.09.2019

Rám a podšívka kotla. Výpočet teploty vonkajšieho povrchu obloženia kotla

Tento tepelný tok je popísaný rovnicou:

Q * =

T 1 – T 2

v (R 02

/ R 01)

2πλL

Vhodnou charakteristikou intenzity tepelného toku pre rúrku, ktorá nezávisí od polomeru valcovej plochy, je lineárna (lineárna) hustota tepelného toku q l:

q l =

T - T

v (R 02 / R 01)

v (R.

/ R)

- lineárny

tepelný odpor potrubia.

Pre viacvrstvové potrubie

q l =

T 1 – T n +1

ln (R 0, i +1

/ R 0, i)

i = 1

2πλi

Pre proces prenosu tepla je hustota tepelného toku q l prechádzajúceho viacvrstvovým potrubím určená rovnicou:

q l =

T cf1

- T cf2

+ ∑

0, i + 1

2π R 01α 1i = 1

2πλi

R 0, t.j.

2πR 02 α2

- vonkajší tepelný odpor.

2πR α

2πR

Ak zadáte označenie:

K l =

+ ∑

0, t.j.

2π R 01α 1i = 1

2πλi

R 0, t.j.

2πR 02 α2

potom rovnica (5.6) má tvar:

q l = K l (T av, 1 - T av, 2),

kde K l je lineárny koeficient prestupu tepla [W / (m · K)]. Teplotný rozdiel medzi médiom a kontaktom

povrch je určený rovnicami:

- T.

2πR α

- T.

2πR 02 α1

P R I M E R S

1. Obloženie kotlovej pece pozostáva z dvoch vrstiev.

Vnútorná vrstva je zo šamotových tehál: δ 1 = 400 mm, λ 1 = 1,4 W / (m K) a vonkajšia vrstva je z červených tehál: δ 2 = 200 mm,

λ 2 = 0,58 W / (m · K). Vnútorné a

vonkajší povrch

podšívka, T 1 =

900 ° C a T3 = 90 ° C.

Určte tepelné straty

cez podšívku a najväčší

teplota T 2 červená tehla.

Riešenie.

Na určovanie

teplo q použijeme rovnicu

(5.1) pre n = 2,0:

T 1 – T 3

900 - 90

1292 W / m2.

400 × 10- 3

200 × 10- 3

λ 1λ 2

Na stanovenie teploty na hranici vonkajšej a vnútornej výstelkovej vrstvy (T 2) použijeme rovnicu (5.2):

T - T

Preto T

T -

δ 1 q = 900-

400.10- 3

× 1292 = 530 ° C

2. Určte tepelné straty Q [W] cez červenú stenu

tehla [λ =

dĺžka l = 5 m, výška h = 4 m a

hrúbka δ = 510 mm, ak je teplota vzduchu v miestnosti

T av2 = - 30 ° C, súčiniteľ prestupu tepla z vonkajšieho povrchu steny α 2 = 20 W / (m2 K). Vypočítajte tiež teploty na povrchoch steny T n1 a T n2.

Riešenie.

Použitie rovnice

(5,3) pre n =

1, nájdeme hustotu

tepelný tok:

T av1 - T av2

18 - (- 30)

58,5 W / m2.

510 × 10-3

α1 λ α2

V dôsledku toho budú tepelné straty cez stenu rovnaké:

Q = q S = 58,5 5 4 = 1170 W.

Na stanovenie teplôt povrchov stien používame rovnice (5.4). Vyplýva z nich:

q = 18-

× 58,5 = 10,4 ° C

q = -30 -

× 58,5 = - 27,1 ° C

3. Určte spotrebu tepla q l cez stenu potrubia (d 1 / d 2 =

= 20/30 mm) z tepelne odolnej ocele, koeficient tepelnej vodivosti

ktorý λ = 17,4 W / (m K), a teploty vonkajšieho a vnútorného povrchu T 1 = 600 ° C, T 2 = 450 ° C.

Riešenie.

Na stanovenie toku tepla stenou potrubia použijeme rovnicu (5.5) pre n = 1:

T 1 – T 2

600 - 450

40750 W / m.

v (R 02 / R 01)

× 10- 2

× 3,14

× 17,4

× 10

4. Vypočítajte tepelné straty z 1 m neizolovaného potrubia

priemer d 1 / d 2 = 300/330 mm, položený na otvorenom priestranstve

vzduch, ak voda preteká potrubím s priemernou teplotou T av1 = 90 ° C. Teplota okolitého vzduchu T av2 = - 15 ° C. Tepelná vodivosť materiálu potrubia λ = 50 W / (m K), prenos tepla koeficient od vody k stene potrubia α 1 = 1 000 W / (m2 K) a od potrubia k okolitému vzduchu α 2 = 12 W / m2 K. Stanovte tiež teploty na vnútornom a vonkajšom povrchu potrubia.

Riešenie.

Tepelné straty od 1,0 m

potrubie

nájdeme použitie

pomocou rovnice (5.6) pre n = 1:

q l =

T av1 - T av2

2πR α

2πR α

90 - (- 15)

16,5 × 10–2

2 × 3,14 × 15 × 10–2 × 103

2 × 3,14 × 50

15 × 10- 2

2 × 3,14 × 16,5 × 10– 2 × 12

652 W / m.

× 652

89,8 ° C,

cf1 2π R 01 α 1

2π × 15 × 10- 2 × 103

a z (5.5) nachádzame:

v (R.

/ R) = 89,8 -

16,5 × 10–2

× 652 = 89,6 ° C.

2 π × 50

15 × 10- 2

ÚLOHY

Určte koeficient tepelnej vodivosti

tehla

hrúbka steny

δ = 390 mm, ak je teplota

vnútorné

povrch steny T 1 = 300 ° C a na vonkajšom povrchu T 2 = 60 ° C.

Tepelné straty cez stenu

q = 178 W / m2.

5.2. Cez plochú kovovú stenu kotlovej pece

hrúbka δ = 14 mm od plynov k vriacej vode prechádza špecifickým tepelným tokom q = 25 000 W / m2. Súčiniteľ tepelnej vodivosti ocele λ = 50 W / (m · K).

Určte teplotný rozdiel na povrchoch stien.

5.3. Stanovte merný tepelný tok betónovou stenou s hrúbkou δ = 300 mm, ak sú teploty na vnútornom a vonkajšom povrchu steny rovné T 1 = 15 ° C a

T2 = - 15 ° C

Súčiniteľ tepelnej vodivosti betónu λ = 1,0 W / (m · K).

5.4. Určte tepelné straty q strechou spaľovacej pece,

5.5. Určte spotrebu tepla Q [WT] cez tehlovú stenu s hrúbkou δ = 250 mm na ploche 3 × 5 m2, ak je teplota

povrchy stien

T 1 =

a T2

a koeficient

tepelná vodivosť tehly λ = 1,16 BT / (m · K).

5.6. Vypočítajte tepelný tok q

cez byt

jednotný stroj, hrúbka

oveľa menšie

nás a výšok, ak

dokončené:

a) z ocele λ st = 40 W / (m · K); od

λ b = 1,1 W / (m · K); c) od

kremelinová tehla λ k = 0,11 W / (m · K). Vo všetkých prípadoch hrúbka

Vnútorná vrstva je zo žiaruvzdorných tehál s hrúbkou δ 1 = 350 mm a vonkajšia vrstva z červených tehál s hrúbkou δ 2 = 250 mm.

Určte teplotu na vnútornom povrchu steny T 1 a na vnútornej strane červených tehál T 2, ak je vonkajšia teplota steny T 3 = 90 ° C a tepelné straty 1 m2 povrchu steny sú 1. kW. Koeficienty tepelnej vodivosti žiaruvzdorných a červených tehál sú rovnaké:

medzi nimi výplň z tehál a kremeliny. Diatomitová výplň má hrúbku δ 2 = 50 mm a λ 2 = 0,14 W / (m · K) a červená tehla má δ 3 = 250 mm a λ 3 = 0,7 W / (m · K).

Koľkokrát je potrebné zväčšiť hrúbku červenej tehly, aby mal obklad pece bez diatomitovej výplne rovnaký vnútorný tepelný odpor ako pri výplni?

5.9. Určte tepelný tok q povrchom oceľovej steny kotla [δ 1 = 20 mm, λ 1 = 58 W / (m · K)], pokrytý vrstvou stupnice

[8 2 = 2 mm, λ 2 = 1,16 W / (m · K)]. Najvyššia teplota povrchu steny je 250 ° C a najnižšia teplota stupnice je 100 ° C. Určte aj najvyššiu teplotu stupnice.

5.10. Vypočítajte tepelný tok cez 1 m2 čistej vykurovacej plochy parného kotla a teploty na stenách, ak sú nastavené nasledujúce hodnoty: teplota spaliny T avg1 = 1000 ° C, teplota vriacej vody T av2 = 200 ° C, koeficienty prestupu tepla z plynov na stenu α 1 = 100 W / (m2 K) a zo steny do vriacej vody α 2 = 5 000 W / (m2 K). Tepelná vodivosť materiálu steny je λ = 50 W / (m K) a hrúbka steny je δ = 12 mm.

5.11. Vyriešte problém 10 za predpokladu, že počas prevádzky bude vyhrievacia plocha parného kotla zo strany spalín pokrytá vrstvou sadzí s hrúbkou δ c = 1 mm

[λ s = 0,08 W / (m · K)], a z vodnej strany - s vrstvou stupnice s hrúbkou δ n = 2 mm [λ n = 0,8 W / (m · K)]. Vypočítajte tok tepla cez 1 m2

kontaminovaný vyhrievací povrch a teplota na povrchoch zodpovedajúcich vrstiev T p1, T p2, T p3 a T p4.

Porovnajte výsledky výpočtu s odpoveďou na Problém 10 a určte pokles tepelného zaťaženia q (v%).

5.12. Určte tepelný tok q [W / m2] cez tehlovú stenu s hrúbkou 510 mm s koeficientom tepelnej vodivosti λ k = 0,8 W / (m · K), z vonkajšej strany pokrytú vrstvou tepelnej izolácie

prenos tepla z vonkajšieho povrchu α 2 = 20 W / (m2 · K). Vypočítajte tiež teploty na povrchoch steny T n1, T n2 a na povrchu vrstvy T n3.

5.13. Parné ohrievače sú vyrobené z tepelne odolných oceľových rúrok s priemerom d 1 / d 2 = 32/42 mm s koeficientom

Vypočítajte merný tepelný tok cez stenu na jednotku dĺžky potrubia q l.

5.14. Železobetónový komín pokrytý vo vnútri s vrstvou žiaruvzdorného obloženia λ1 = 0,5 W / (m · K).

Určte hrúbku obloženia δ 1 a teplotu vonkajšieho povrchu potrubia T 3 za predpokladu, že tepelné straty nepresiahnu ql = 2 000 W / m a najvyššie teploty obloženia a betónu neprekročia T 1 = 421 ° C a T2 = 200 ° C.

5.15. Oceľové parné potrubie je pokryté dvoma vrstvami tepelnej izolácie rovnakej hrúbky [δ = 50 mm, λ2 = 0,07 W / (m · K), λ3 = 0,14 W / (m · K)].

Určte tepelné straty q l [W / m] a teplotu T 3 na rozhraní medzi týmito vrstvami. Tieto výpočty zopakujte za predpokladu, že na mieste druhej je nainštalovaná izolácia prvej vrstvy.

Teplota T 4 vonku

povrch je v oboch prípadoch rovnaký

kova a je rovná 50 ° C.

Určte teplotu na hraniciach vrstiev trojvrstvy

izolácia potrubia. Vnútorný priemer potrubia d = 245 mm.

vrstvy a koeficienty tepelnej vodivosti izolácie

materiály

resp

sú rovnaké: δ1 = 100 mm, δ2 = 20 mm, δ3 = 30

mm, λ1 =

0,03 W / (m K),

0,06 W / (m K)

a λ3 = 0,12 W / (m K).

Teplota

vnútorné

povrch potrubia 250 ° С,

vonkajší povrch izolácie je 65 ° C.

Definovať

tepelný tok

po povrchu

parné vedenie (d 1 / d 2 = 140/150), izolované dvoma vrstvami term

a na vonkajšom povrchu izolácie T 4 = 55 ° С.

Ako sa zmenia tepelné straty izolovanou stenou,

obrátiť izolačné vrstvy?

5.18. Priemer potrubia d 1 / d 2

44/51 mm, pozdĺž ktorého

toky ropy, kryté

hrúbka δ2 = 80

Koeficienty tepelnej vodivosti potrubného materiálu a betónu

olej na stenu α1 = 100 W / (m2 K) a z betónového povrchu do vzduchu

a2 = 10 W / (m2 K).

Určte tepelné straty z 1 m betónového potrubia. 5.19. Plochý hliníkový plech Dosky s hrúbkou 0,8 mm

obsah vody v stene λ = 203,5 W / (m · K). Určte merný tepelný tok prenášaný stenou.

5.20. Odhadujte tepelné straty z 1,0 m potrubia s priemerom d 1 / d 2 = 150/165 mm, pokrytého izolačnou vrstvou s hrúbkou δ1 = 60 mm, ak je potrubie uložené vo vzduchu s T av2 = - 15 ° C a preteká ním voda s priemernou teplotou T cf1 = 90 ° С. Koeficienty tepelnej vodivosti materiálu potrubia a izolácie sú λ1 = 50 W / (m K), λ2 = 0,15 W / ( m K) a koeficienty prestupu tepla z povrchu izolácie na okolitý vzduch sú α2 = 8 W / (m2 K) a od vody k stene potrubia α1 = 1 000 W / (m2 K). Vypočítajte tiež

teplota na vonkajšom povrchu potrubia a vonkajšom povrchu izolácie.

5.21. Definovať požadovaný výkon vykurovacie radiátory publika, ak je jeho položenie vonkajšia stena (8 × 4,5 m, δ = 500 mm) je vyrobený z červených tehál (λ = 0,7 W / m · K) a povrchové teploty T] = 12 ° C a T2 = −15 ° C (Neexistujú žiadne okná). Aká je hĺbka zmrazenia steny.

5.22. Okno auly má dvojité rámy s medzerou 60 mm medzi okuliarmi. Vypočítajte tepelné straty okenným otvorom 5× 3 m, ak je hrúbka skiel δ = 4 mm a ich teploty sú

zodpovedajúce povrchy T 1 = 10 ° C a T 4 = −18 ° C λ st = 0,74 a

λ vzduch = 0,0244 W / mK.

5.23 Vypočítajte lineárny tepelný tok cez stenu cievky vyrobenej z rúr (d 1 / d 2 = 40/47 mm) zo žiaruvzdornej ocele

(λ = 16,5 W / (m K)), ak sú teploty jeho vnútorných a vonkajších povrchov 400 ° C a 600 ° C. Pri akej hodnote polomeru potrubia je teplota v stene rovná 500 ° С.

5.24. Na voľnom priestranstve je položené oceľové parné potrubie (d 2 = 100 a δ = 5 mm) T av2 = 20 ° C. Tepelná izolácia parného vedenia je vytvorená z dvoch vrstiev - minerálnej vlny a azbestu (δ mv = δ ac = 50 mm; λmv = 0,047 a λac = 0,11 W / m K).

Vypočítajte tepelné straty pomocou bežný meter parného potrubia a teploty na jeho hraniciach, ak je teplota pary T av1 = 300 ° C, a koeficienty prestupu tepla z pary na vnútorný povrch parného potrubia a z vonkajšieho povrchu druhej izolačnej vrstvy do vzduchu sú 90, respektíve 15 W / (m2 K).

MINISTERSTVO ENERGIE A ELEKTRIFIKÁCIE ZSSR TECHNICKÉ ODDELENIE PREVÁDZKY ENERGETICKÝCH SYSTÉMOV

DÔVERA VŠEJ ÚNIE V OBLASTI ORGANIZÁCIE A
RACIONALIZÁCIA OKRESNÝCH ENERGIÍ A SIEŤOV
(ORGRES)

NÁVOD NA TEPLOTU
TESTOVANIE A KÚRENIE
IZOLÁCIA KOTLOVÝCH JEDNOTIEK

BUREAU TECHNICKÝCH INFORMÁCIÍ
MOSKVA 1967

Zostavil Úrad pre technické informácie ORGRES

Redaktor: Ing. S. V. KHIZHNYAKOV

ÚVOD

Bolo stanovené, že tepelné straty do vonkajšieho prostredia z povrchu výstelky moderných kotlov by nemali presiahnuť 300 kcal / m 2 ∙ h a maximálna teplota na vonkajšom povrchu obloženia by nemala byť v priemere nad výškou kotla viac ako 55 ° C pri teplote okolia asi 30 ° C [L. ,,].

Súčasne celkové maximálne dovolené tepelné straty kotlovej jednotky v životné prostredie q 5 sú určené „tepelným výpočtom kotlových jednotiek“ [L. ], ktorá stanovuje vzťah medzi tepelnými stratami a parným výkonom kotlov. Podľa tepelného výpočtu pre moderné kotly s parným výkonom D = 220 ÷ 640 t / hq 5 je 0,5 - 0,4% zo spotreby spáleného paliva. Táto hodnota, ktorá je v celkovej tepelnej bilancii kotla relatívne malá, nadobúda pri prepočte na absolútne hodnoty úplne iný rozsah, približne10 000 kcal / h na 1 MW inštalovaného výkonu, s tepelnými stratamiq 5 prekročiť 50% všetkých tepelných strát tepelnou izoláciou blokových elektrární.

V mnohých prípadoch v dôsledku odchýlok od konštrukčných riešení, nekvalitnej inštalácie, použitia neúčinných materiálov a neúspešných konštrukčných riešení došlo k čiastočnému zničeniu podšívky a tepelnej izolácie kotla počas opráv technologických zariadení, ako aj v dôsledku starnutia počas dlhšej prevádzky môže dôjsť k prekročeniu hodnoty.q 5 nad normatívne hodnoty. S dostatočne veľkou hodnotou tepelných strát kotlom do okoliaQ 5 (kka l / h) dokonca mierny prebytok hodnotyq 5 (%) je spojený s veľmi výraznými tepelnými stratami. Takže napríklad zvyšovanieq 5 o 0,1% v prípade moderných kotlov zodpovedá spáleniu asi 2,0 tony štandardného paliva za rok na 1 MW inštalovaného výkonu. Navyše nárastq 5 výrazne zhoršuje hygienicko-technický stav kotolne.

Prirodzene, pomerne presné experimentálne stanovenie skutočnej hodnotyq 5 (na rozdiel od definície prijatej na testovanie kotlovq 5 ako zvyškový prvok tepelnej bilancie) a jeho uvedenie do súladu s existujúcimi normami by sa malo zaviesť do praxe rovnakým spôsobom, ako je obvyklé pre zvyšok tepelnej izolácie parných potrubí a zariadení elektrární [L. ].

1. VŠEOBECNÉ USTANOVENIA

Pri posudzovaní celkových tepelných strát v kotlovej jednotke je najťažšou z testovaných štruktúr tepelného tienenia jej obloženie [L. ,,].

Podšívka moderných kotlov je rozdelená do dvoch hlavných typov:

1. Obloženia na rúrkach (vrazené a prefabrikované) namontované priamo na stenové rúry.

2. Obloženie panelu inštalované na ráme.

Stará tehlová výstelka položená naSom na základoch, teraz som zostal na malých alebo zastaraných kotloch.

Konštrukcia modernej podšívky zaisťuje prítomnosť kovových spojovacích prvkov umiestnených v hrúbke podšívky a čiastočne zasahujúcich do jej vonkajšieho povrchu (čapy, konzoly atď.). Tieto kovové časti ostenia sú tepelné mosty, pozdĺž ktorých prúdi teplo do jednotlivých oblastí povrchu. V niektorých štruktúrach je tepelný tok 30 - 40% z celkového tepelného toku jednotlivými časťami výstelky. Táto okolnosť zaisťuje potrebu vhodného umiestnenia meracích bodov na povrchy takejto výstelky, čo zaisťuje získanie priemerných podmienok prenosu tepla.

Podľa podmienok prenosu tepla sa podšívka bez kovového plášťa a s kovovým plášťom výrazne líši. Jeho špecifickou črtou je šírenie tepla pozdĺž roviny pokožky, ktorá vyrovnáva teplotu vo svojich významných oblastiach. Za rôznych vonkajších podmienok prenosu tepla (toky vzduchu, lokálny protiprúd sálavého tepla) vedie takéto teplotné vyrovnanie k prudkému kolísaniu hodnôt špecifických tepelných strát v priľahlých častiach pokožky. Ďalšou vlastnosťou podšívky s podšívkou je možnosť prúdenia konvekčného tepla po výške v medzere medzi podšívkou a podšívkou.

Tieto okolnosti vyžadujú meranie tepelných strát pozdĺž pokožky v dostatočne veľkom počte bodov, najmä vo výške, napriek zdanlivej rovnomernosti teplotného poľa.

Zložitosť účtovania tepelných strát z nosníkov obložkového rámu a kotla je v týchto smerniciach vyriešená zavedením niektorých priemerovaných podmienok merania. Toto rozhodnutie je odôvodnené relatívne malým podielom týchto teplonosných plôch na celkových tepelných stratách kotla.agregát do životného prostredia.

Charakteristikou tepelného testovania izolácie potrubí a kotlov, ktoré sú v oblasti intenzívnej vzájomnej výmeny tepla medzi sebou a obložením, je potreba starostlivo určiť ich povrch, ktorý v skutočnosti vydáva a neabsorbuje teplo, t.j. povrchy nie sú „uzavreté“ intenzívnejším protiprúdom tepla prichádzajúcim z blízkych predmetov.

Skutočný smer tepelného toku je v tomto prípade určený kontrolnými meraniami špecifického tepelného toku z rôznych povrchov, ktoré navzájom vyžarujú teplo.

Vyvinutý usmernenia určiť tak metódu merania špecifických tepelných tokov, ako aj klasifikáciu všetkých teplonosných plôch kotlovej jednotky z hľadiska podmienok prenosu tepla.

Namerané špecifické tepelné toky, spriemerované pre jednotlivé sekcie, sa vzťahujú na plochy povrchov prenášajúcich teplo týchto sekcií, určené priamym meraním.

Takáto schéma umožňuje posúdiť tepelné straty pre jednotlivé prvky výmurovky a tepelnej izolácie kotla, odhaľuje podiel každého prvku na celkovom množstve tepelných strát a taktiež charakterizuje kvalitu podšívky a tepelnej izolácie.

Technická uskutočniteľnosť tepelných skúšok obloženia kotla bola stanovená pomocou zásadne nového zariadenia - modelovacieho merača tepla ORGRES ITP -2. V ťažkých tepelných podmienkach kotlovej jednotky umožňuje princíp činnosti a konštrukcia zariadenia ITP-2 s dostatočnou presnosťou a malým množstvom času na jedno meranie priamo určiť špecifické tepelné toky pomocou týchtoploché povrchy (hustota tepelného toku) bez ohľadu na ich tvar, veľkosť, stav povrchu (izolácia, kov) a podmienky prenosu tepla.

Nízka zotrvačnosť zariadenia, malá veľkosť jeho senzorov a ich úplná zameniteľnosť umožňujú vykonávať hmotnostné merania tepelných tokov so súčasným použitím veľkého počtu senzorov zo všetkých teplosmenných plôch kotla.

Je potrebné poznamenať, že použitie iných všeobecne uznávaných metód na stanovenie tepelných strát (1 - rozdielom medzi nameranými teplotami povrchu a prostredia; 2 - tepelným odporom tepelne tienenej vrstvy určeným teplotou rozdiel v ňom; 3 - priamym meraním pomocou prietokomerov, ako je merač tepla Schmidt) v podmienkach kotla nemožno odporučiť, pretože často vedie k skresleným výsledkom [L. ,].

Dôvod tohto obmedzenia je spojený so špecifikami podmienok prenosu tepla na kotle, ktoré prakticky vylučujú možnosť správneho určenia teploty okolia a súčiniteľa prestupu tepla a, ako aj prítomnosť hypoték v podšívke kovové časti a kovové povrchy. Podmienky merania špecifických tepelných tokov na kotlejednotka - veľký počet bodov na každej relatívne malej oddelenej oblasti - vyžaduje množstvo ďalších zariadení pre merač tepla ITP -2. Tieto zariadenia (aplikácia), bez toho, aby sa zmenila základná povaha merača tepla, uľahčujú techniku ​​merania a výrazne znižujú náročnosť práce.

Teplota povrchu ostenia a tepelnej izolácie kotla (Pravidlá PTE) pri tepelných skúškach sa meria súčasne s meraním tepelných tokov teplotnou sondou ORGRES T-4 (príloha).

2. TEPELNÉ TESTY REFINÁCIE

A. Prípravné práce

1. Pred začiatkom testu sa vykoná podrobné zoznámenie sa so schémou kotla a projektom jeho obloženia a tepelnej izolácie. Súčasne sa objasňuje štruktúra a materiály podšívky a tepelnej izolácie, ako aj všetky odchýlky od projektu..

2. Vypracujú sa náčrty typických obkladových profilov a súpis hlavných tepelnoizolačných štruktúr (potrubí, potrubí atď.).

3. Vykonáva sa vonkajšia kontrola podšívky, počas ktorej sa objasňujú odchýlky od projektu a zaznamenávajú sa vonkajšie chyby: chýbajúca izolácia, praskliny, chyby dokončovania atď.

B. Meranie oblastí povrchov rozptyľujúcich teplo

4. Určenie plochy teplosmenných plôch sa vykonáva priamym meraním na kotliV jednotkách so symetrickým usporiadaním sa meranie vykonáva na jednej polovici spaľovacej komory a konvekčného hriadeľa.

5. Pri meraní plochy sa berú do úvahy iba tie povrchy, ktoré uvoľňujú teplo do okolia. V prípade zatvárania podšívky inými vydávam teplopriemet týchto prvkov na obloženie sa pomocou prvkov odčíta od jeho oblasti a teplosmerná plocha samotných uzatváracích prvkov sa vypočíta podľa ich vyčnievajúcej časti.

6. Pre nosníky rôznych profilov a rôznych umiestnení je možné použiť konvenčnú schému na určenie oblasti teplosmenných plôch a povrchov pokrývajúcich obloženie, na ktorom sú umiestnené. V tomto prípade sa meranie hustoty tepelného toku vykonáva iba pomocoučelná strana (v diagrame strana „b“) a plocha je určená v súlade so schémou (obr.).

7. Pri určovaní plochy vydávam teplopovrchov, ťažko dostupných na meranie potrubí a vzduchovodov, je možné ich dĺžku odoberať podľa rozmerov uvedených na výkresoch a schémach, ktoré špecifikujú obvod izolácie selektívnym meraním.

Pre dlhé vzduchové kanály sa odporúča vytvoriť náčrty, na ktorých sú vyznačené body merania.

B. Testovanie

8. Tepelné skúšky obloženia sa vykonávajú v prípade potenciálne konštantnej prevádzky kotla. Preto keď je kotol počas testovacieho obdobia zastavený, môže sa v tomto kotle pokračovať aj po jeho spustení, iba ak sa obnoví stacionárny režim prenosu tepla z vonkajších povrchov kotla do prostredia.

Približne to trvá asi 36 hodín po odstavení kotla na10 - 12 hodín a asi 12 hodín po odstavení kotla na 4 - 6 hodín.

Ryža. 1. Schéma určovania podmienených oblastí lúčov rôznych profilov:

Ja , II - horizontálne a vertikálne nosníky

Plocha te rovná plocha (m 2) je určená: pre horizontálne nosníky 1, 2, 3, 4 - (a + b), 5- a; pre zvislé nosníky 1, 2 - (a + b). 3, 4 - (2a + b). Krycia plocha (m 2) pre všetky lúče vo všetkých prípadoch - b

9. Počas obdobia testovania sú podľa prevádzkových údajov priemerné hodnoty paryvýkon a spotrebu paliva, ako aj maximálne odchýlky týchto hodnôt od priemeru (s časovou pečiatkou).

Zaznamená sa tiež značka a výhrevnosť paliva.

10. Merania špecifických tepelných strát (hustota tepelného toku) z teplonosných plôch sa vykonávajú v oddelených častiach v rámci každej značky (miesta) na každej strane kotla s nastavenou frekvenciou merania (str. A tabuľka):

stôl 1

Mapa č. ______ Názov miesta merania

(napríklad: predná časť spaľovacej komory __ 16,34 ÷ 19,7)

a) podšívka;

b) nosníky rámu obloženia;

c) nosníky rámu kotla;

d) zvody v oblasti spaľovacej komory a studeného lievika;

e) potrubia v konvekčnej časti;

f) bubon a potrubia v spaľovacej komore;

g) hlavné parné potrubie do prvého závodu na spracovanie plynu;

h) vzduchové kanály;

i) stránky;

j) ostatné (poklopy, dúchadlá, šachty atď.)

a) 6 cm 2 plochy obloženia, zvodov a hlavného parného potrubia;

b) 15 m 2 oblasti potrubí, vzduchovodov, kotlového bubna a plošín;

c) 10 m 2 plochy nosníkov obložkových rámov a kotla.

Ak vezmeme do úvahy, že tepelné straty z nosníkov obložkových rámov a kotla vo všeobecnej rovnováhe tepelných strát nie sú veľké, pri aplikácii na konkrétne podmienky možno merania na oddelených nepohodlných a vzdialených lúčoch zanedbať.

13. Merania špecifických tepelných strát (hustota tepelného toku) sa vykonávajú teplomerom ORGRES ITP-2 (pozri prílohu). Ploché snímače merača tepla sú namontované na špeciálnych teleskopických držadlách, ktoré umožňujú inštaláciu senzorov v rôznych výškach.

Vyhľadávacie senzory používané na meranie hustoty tepelných tokov z potrubí sú pripevnené priamo k tomuto potrubiu. Na každom meracom zariadení je nainštalovaných najmenej 10 senzorov. Na pripojenie snímačov k meraciemu zariadeniu slúžia predlžovacie káble, ktoré umožňujú obsluhu jedného meracieho zariadenia jedným meracím zariadením umiestneným v okruhu asi 10 m. Je zaistené presné meranie.

14. Postup merania hustoty tepelných tokov meračom tepla ITP-2 je uvedený v prílohe.

15. Meranie povrchových teplôt teplotnou sondou T-4 (príloha) sa vykonávajú na rovnakých miestach ako merania tepelných dôvodov na základe výpočtu - jedna zmena teploty o 5 -10 meraní tepelného toku.

Teplota okolitého vzduchu je tiež meraná teplotným snímačom.pom T-4 v rámci každej značky kotla vo vzdialenosti 1 m od teplonosnej plochy.

16. V prítomnosti neizolovaných povrchov odvádzajúcich teplo s teplotou viac ako 100-120 ° C sa tepelný tok vypočítava podmienene na základe teploty povrchu a okolitého vzduchu pomocou premávky (dodatok)). V grafe sa prerušovaná krivka na určenie tepelných strát z 1 m 2 vzťahuje na rovný povrch, ale je možné ju použiť aj na potrubia s priemerom 318 mm a viac. Na určenie tepelných strát od 1 s o m potrubia akéhokoľvek priemeru nad 318 mm, hodnota tepelných strát zistená z bodkovanej krivky sa musí vynásobiť π d n. Teplota povrchu je určená priamym meraním alebo sa rovná teplote chladiacej kvapaliny.

3. REGISTRÁCIA VÝSLEDKOV TEPELNÝCH SKÚŠOK

17. Pre každé jednotlivé miesto je vypracovaný dokument primárneho merania - mapa vo forme uvedenej v tabuľke. ... Karta obsahuje:

a) názov jednotlivých prvkov prenosu tepla danej oblasti;

b) plocha (m 2 ) teplosmerná plocha každého prvku danej sekcie;

c) priemerná hodnota hustoty tepelného toku (q, kcal / m 2 ∙ h) pre každý prvok, vypočítané ako aritmetický priemer pre všetky merania na tomto prvku v rámci lokality;

d) celkový tepelný tok ( Q, kcal / h) z každého prvku uvoľňujúceho teplo, definovaného ako súčin plochy prvku uvoľňujúceho teploSm 2 pre priemernú hustotu tepelného tokuq kcal / m 2 ∙ h ( Q = S ∙ q kcal / h);

e) priemerná povrchová teplotat n° С každého prvku,vypočítané ako aritmetický priemer pre všetky merania na danom prvku v rámci lokality;

f) teplota okoliat v° C merané na tomto mieste;

g) počet meraní hustoty tepelného toku vykonaných pre každý prvok.

Vypočítajú sa kumulatívne hodnotyS m 2, Qkcal / h a počet meraní. Na mapu je vložené sériové číslo, značka a názov miesta merania. Do denníka pozorovania, podľa ktorého bola mapa vypracovaná, sa zaznamená: „Na mapu№ ...»

tabuľka 2

Výsledky tepelných skúšok obloženia kotla (napríklad: spaľovacia komora)

Názov prvku podšívky

F, m 2

Q, tisíc kcal / h

F,%

Q, %

Počet meraní

q cp, kcal / m 2 ∙ h

1. Spaľovacia komora

Podšívka

Zvody

Lemovanie rámových nosníkov

Kotlové trámy

Ihriská

Celkom

100,0

100,0

2 Konvekčný hriadeľ atď. (pozri odsek )

Kotlová jednotka ako celok

Podšívka

Zvody, atď.

Celkom

100,0

100,0

Tabuľka 4

Výsledky tepelných skúšok obloženia rozšírených prvkov kotlovej jednotky (zhrnutie)

názov

S, m 2

Q, tisíc kcal / h

S, %

Q, %

Počet meraní

Priemerný merný tepelný tok

q cp, kcal / m 2 ∙ h

Studený lievik

Spaľovacia komora vrátane stropu

Konvekčná časť

Vzduchové kanály

Celkom

100,0

100,0

4. SPRACOVANIE VÝSLEDKOV TESTU

a) stručný opis kotla;

b) základné informácie o projekte ostenia a tepelnej izolácie vrátane náčrtov dielov ostenia charakteristických pre daný návrh, informácie o hlavných tepelnoizolačných konštrukciách a údaje o kontrole stavu ostenia a tepelnej izolácie kotlovej jednotky;

c) súhrnné tabuľky výsledkov testov vo forme tabuľky. a.

Ryža. 2. Schéma senzora merača tepla

Merač tepla ITP-2 sa skladá zo senzora a sekundárneho zariadenia. Senzory sú zameniteľné, pretože mierka sekundárneho zariadenia je odstupňovaná podľa elektrického odporu senzorov a ich geometrických rozmerov.

Obvod snímača

Senzor merača tepla (obr.) Pozostáva z vysoko tepelne vodivého (hliníkového) puzdra 4, v ktorom je na tepelnoizolačnom tesnení 5 umiestnený ohrievač 3 vyrobený z mangánového drôtu a diferenciálna batéria.špeciálne termočlánky, ktorých spojenia 2 a 6 sú umiestnené na oboch stranách tepelne izolačného tesnenia. Ohrievač 3 a spoje diferenciálneho termočlánku 2 sú uzavreté tepelne vodivou medenou doskou 1, ktorá je skutočným vyhrievaným prvkom merača tepla. Diferenčné termočlánkové spoje b sú umiestnené pod tepelne izolačným tesnením na telese snímača. Batéria diferenciálnych termočlánkov teda indikuje prítomnosť alebo neprítomnosť teplotného rozdielu medzi telesom snímača a vyhrievaným prvkom.

Merač tepla obsahuje dva snímače (obr.): A) na meranie hustoty tepelných tokov z plochých povrchov sa používa snímač vo forme disku so skosenými hranami 1. Je spojený s pružinovým zariadením („vilki "), vložené do špeciálnych drážok, s držadlom držiaka a cez konektor s drôtom so sekundárnym zariadením; b) na meranie hustoty tepelných tokov z valcových plôch sa používa snímač vo forme disku s určitým polomerom zakrivenia v spodnej rovine 2, vloženého do gumovej platne. Gumová doska má na okrajoch výstupky na pripevnenie senzora k testovanému objektu. Senzor je k sekundárnemu zariadeniu zapojený pomocou konektora.

Schéma sekundárneho zariadenia

Schéma sekundárneho zariadenia je znázornená na obr. ... Na napájanie ohrievača senzora 1 je nainštalovaný zdroj. priamy prúd 2 - tri batérie typu "Saturn". Na meranie prúdu prechádzajúceho ohrievačom je v jeho obvode zahrnutý miliampérmeter 3 a na úpravu prúdu sú použité reostaty 4. Batéria diferenciálnych termočlánkov je pripojená priamo k nulelionometer 5. Senzor je so sekundárnym zariadením spojený konektorom 10.

Na základe zvolených limitov merania 0 - 100 a 0 - 500 kcal / m 2 ∙ h, plocha vyhrievaného prvku je 6 cm 2 a odpor ohrievača je 25 Ohm, rozsah merania miliametra je 52,9 a 118,2 mA. Aby sa zaistili tieto limity, boli vybrané ďalšie odpory 6 a bočníkový odpor 7, pričom sa zohľadnili charakteristiky miliametra.

Ryža. 4. Schéma sekundárneho zariadenia

Na napájanie a skrat obvodu nulgalionometra je nainštalovaný spínač 8 a na zmenu limitov merania spínač 9.

Meranie hustoty tepelného toku

Na meranie hustoty tepelného toku je snímač merača tepla pripojený prostredníctvom konektora k sekundárnemu zariadeniu. Keď je poloha spínača 8 „vypnutá“, skontroluje sa poloha ihly nulového galvanometra a v prípade potreby sa korektor nastaví na „0“. Prepínač 9 je nastavený na limit merania zodpovedajúci očakávanému tepelnému toku. Na plochých povrchoch alebo povrchoch s veľkým (viac ako 2 m) polomerom zakrivenia sa meranie vykonáva plochým snímačom. Za týmto účelom sa senzor pomocou spodnej časti pritlačí spodnou plochou časťou na meranú plochu a prepínač 8 sa uvedie do polohy „zapnuté“. Na povrchoch s malým polomerom zakrivenia (potrubia) sa meranie vykonáva snímačom s gumovou doskou. Za týmto účelom sa snímač superponuje na meraný povrch tak, aby sa zakrivenie spodnej časti senzora zhodovalo so zakrivením meraného povrchu a gumová doska je pevne pripevnená (priviazaná) k meranému objektu pomocou uší. má.

Keď sa senzor aplikuje na testovaný vyhrievaný povrch, teleso senzora s vysokou tepelnou vodivosťou zoberie svoju teplotu; v dôsledku teplotného rozdielu medzi telesom snímača a vyhrievaným telesom sa na výstupe batérie diferenciálnych termočlánkov objaví emf... a ihla nulového galvanometra sa odchyľuje od polohy „0“.

Reostaty postupne „zhruba“ a „presne“ zvyšujú prúd v ohrievači snímača. Keď teplota ohrievača stúpa a v dôsledku toho sa spojenia batérie diferenciálnych termočlánkov umiestnené pod vyhrievaným prvkom, ihla nulového galvanometra začne približovať k hodnote „0“. Keď nKeď šípka prejde „0“, prúd v ohrievači sa zníži pomocou reostatov, kým ihla nulového galvanometra nezaujme stabilnú nulovú polohu.

Stabilná poloha ihly nulového galvanometra sa dosiahne jednoduchšie, keď sa pomaly nastaví na „0“. Na tento účel sa používa nasledujúca technika: pri umiestnení snímača na horúci povrch, pred zapnutím dodávky prúdu do ohrievača, sa ihla nulového galvanometra odkloní doľava.

Ohrievač je úmyselne nadhodnotený (krajná pravá poloha šípky miliampérmetra), zatiaľ čo ihla nulového galvanometra sa začína rýchlo približovať k „0“. Je potrebné začať znižovať prúd pred tým, ako šípka prejde „0“ - v 2 - 3 divíziách. V praxi sa cyklus nastavenia šípky na „0“ (viac ↔ menej) opakuje niekoľkokrát s postupným znižovaním rozsahu úprav.

Pri stabilnej (aspoň 1 min.) Nulovej polohe ukazovateľa nula-galvanometra sa hodnota hustoty tepelného toku meria pomocou miliametra. Rovnomernosť hustoty tepelných tokov zo zahrievaného prvku snímača a z testovaného povrchu je zaistená skutočnosťou, že pri vysokej tepelnej vodivosti puzdra snímača je teplotné pole v jeho vnútri vyrovnané a v momente rovnováhy teplota plášťa (rovná sa teplote testovaného povrchu) a teplota vyhrievaného prvku, bude izolačné tesnenie senzora obklopené izotermickým povrchom, ktorý je rovnaký ako celý snímač.

Čas potrebný na jedno meranie, určený zotrvačnosťou telesa snímača a stabilitou vonkajších podmienok prenosu tepla, pri použití plochého snímača je 3 - 8 minút, pri použití snímača s gumovou doskou vzhľadom na relatívne nízky tepelná vodivosť gumy - 20 - 30 minút. V druhom prípade by sa skutočné meranie malo začať 15 - 20 minút po inštalácii senzora na meraný objekt.

Väčšia citlivosť merací obvod umožňuje ako nulovú polohu nulového galvanometra brať oscilácie šípky v rozmedzí 1 - 2 dielikov okolo nuly.

Lakované snímače dodávané s meračom tepla sú vhodné na meranie hustoty tepelného toku na izolačných aj kovom lakovaných povrchoch. Na meranie na kovových lesklých povrchoch je potrebné použiť aj snímače s lesklými kovovými povrchmi.

Potrebu výmeny batérií je možné posúdiť podľa poklesu prúdu. Ak nie je ihla miliametra nastavená na značku 500 kcal/ m 2 ∙ h, batérie Saturn by mali byť vymenené.

Príslušenstvo meračov tepla

1. Teleskopické držadlá sa používajú na montáž snímačov tepla na rovné povrchy. Výška inštalácie (montáže) snímača je regulovaná zmenou dĺžky držadla a uhla jeho sklonu (obr.).

2. Upevnenie vyhľadávacích senzorov na povrchy s malým polomerom zakrivenia sa robí tak, že sa pripevnia k špeciálnym ušiam pásu (obr.). V prítomnosti kovového alebo azbestocementového povlaku je snímač pripevnený viazaním na rovnaké uši šnúrou alebo drôtom.

Ryža. 5. Inštalácia senzorov merača tepla na rovný povrch:

1 - senzory; 2 - držiaky držadiel

3. Pripojenia Senzory k meraciemu zariadeniu sa vyrábajú pomocou predlžovacieho kábla s konektormi na koncoch zodpovedajúcimi konektorom senzora a sekundárneho zariadenia (obr.). Pri inštalácii vo vysokej nadmorskej výške je kábel vopred pripojený k senzoru. Na meter by ste preto mali mať aspoň 3 predlžovacie káble.

Ryža. 6. Inštalácia vyhľadávacieho senzora na potrubie:

1 - potrubie; 2 - snímač; 3 - spojovacie prvky

Ryža. 7. Predlžovací kábel s konektormi

4. Na meranie hustôt tepelného toku viac ako 500 kcal / m 2 Observed h pozorovaných na jednotlivých prvkoch kotla, do merača tepla je zabudovaný ďalší rozsah merania 0 - 1 000 kcal / m 2 ∙ h a je použitá samostatná jednotka napájania zo 4 prvkov “ Zs-Ut- 30 “(obr. I). V tomto prípade by mal byť rozsah merania miliametra rovný 167 mA. Pri meraní hodnoty merného tepelného toku sa používa stupnica 0 - 100 kcal / m2 ∙ h s faktorom 10.

Kontrola zariadenia

Počas prevádzky merač tepla podlieha povinnej pravidelnej kontrole elektrických indikátorov z hľadiska prevádzkových podmienok, najmenej však raz za dva roky.

Pravidlá skladovania

Merač tepla by mal byť skladovaný vo vnútorných priestoroch pri teplote 5 až 35 ° C° С a relatívna vlhkosť nie vyššia ako 80%.

Vzduch v miestnosti, kde je merač tepla uložený, by nemal obsahovať škodlivé nečistoty, ktoré spôsobujú koróziu.

Povrch vyhrievaných prvkov senzorov by nemal byť vystavený žiadnym mechanickým vplyvom: tlaku, treniu, otrasom.

Príloha 2
TERMOSHUP ORGRES T-4 (POPIS A NÁVOD NA POUŽÍVANIE)

Vymenovanie

Ter Napájacia jednotka ORGRES T-4 s plochým bezrámovým odporovým teplomerom je navrhnutá na meranie teploty plochých a konvexných povrchov v rozsahu od 0 do 100 ° C. Používa sa najmä na meranie teploty povrchu tepelnej izolácie potrubí (ako aj povrchu neizolovaných potrubí).

Ryža. 8. Schéma zariadenia s ďalším rozsahom merania

Ryža. 9. Teplomer ITP-2 so samostatnou napájacou jednotkou:

1 - merač tepla; 2 - napájanie

Princíp činnosti a zariadenie

Tepelná sonda ORGRES T-4 (obr) Skladá sa z meracej tyče Ja a sekundárne zariadenie II.

Tyč končí pružným oblúkom 1 ťahajúcim textilnú pásku 2, v strede ktorej je prilepený citlivý prvok 3 v podobe plochého bezrámového odporového teplomera s dizajnom ORGRES. Odporový teplomer je ploché vinutie z medeného drôtu s priemerom 0, 05 - 0,1 mm a zodpovedá triede GOST 6651-59 III a odstupňovanie 23 (počiatočný odpor je 53 Ohm pri 0 ° C).

Ryža. 10. Všeobecná forma teplotná sonda ORGRES Т-4

Tyč má držadlo 4, pomocou ktorého je odporový teplomer pevne pritlačený k povrchu, ktorého teplota sa meria. Vývody z teplomera sú vedené vnútri tyče cez jeho držadlo a sú pripojené k sekundárnemu zariadeniu pomocou flexibilného kábla 5 s konektorom 6.

Obvod sekundárneho zariadenia je vyvážený most s dvoma rozsahmi merania: (0 ÷ 50 a 50 ÷ 100 O C (obr.). Prechod z limitu 0 ÷ 50° С na hranicu 50 ÷ 100 ° С sa vykonáva vypnutím odporur w, premosťujúci ramenný mostR 1.

Indikátor rovnováhy mosta je nulový galvanometer 1, ktorý je namontovaný v kryte sekundárneho zariadenia. V zadnej stene puzdra sekundárneho zariadenia je vybranie, cez ktoré štrbina, z ktorej vyčnieva okraj ryhovaného kotúča, posúva posuvný drôt 2 a rotačná stupnica 3 pevne spojená so šmýkačkou, ktorej celková dĺžka je asi 365 mm.

Na paneli zariadenia sú okrem nulového galvanometra a okna na počítanie dielov rotačnej stupnice: vypínač 4, spínač na meranie limitov 5 a konektor 6 na pripojenie meracej tyče. Na bočnej stene puzdra je kryt, ktorý zakrýva vrecko na suchý prvok 7, ktorý napája merací mostík.

Aby sa zabránilo poškodeniu nulového galvanometra zapnutím napájania mosta pri odpojení meracej tyče, obvod zaisťuje blokovanie, čo znamená, že keď je odpojený konektor, napájací obvod mosta je tiež prerušený .

Telo sekundárneho zariadenia je vybavené vekom s napínacími zámkami a kovovým držadlom.

Rozmery sekundárneho zariadenia sú 175 × 145 × 125 mm, hmotnosť celej sady teplotnej sondy je asi 2 kg.

Základná chyba merania teplotnej sondy T-4 je ± 0, 5 ° C

Ryža. 11. Schematický diagram teplotná sonda ORGRES Т-4

Pri meraní teploty teplovodivých (kovových) povrchov teplotná sonda priamo udáva skutočnú hodnotu nameranej teploty.

Pri meraní teploty nízko tepelne vodivých (nekovových) povrchov, napríklad tepelnej izolácie, zavedenie odporového teplomera spôsobuje skreslenie teplotného poľa v mieste merania, v dôsledku čoho teplotná sonda udáva podhodnotené hodnoty nameranej teploty. V tomto prípade je na získanie skutočnej hodnoty teploty potrebné vykonať (doplniť) zmenu hodnôt teplotnej sondy v závislosti od teplotného rozdielu medzi testovaným povrchom a okolitým vzduchom, ako aj od tepelnej vodivosti. izolačného materiálu.

Ryža ... 12. Korekcia pre teplotnú sondu ORGRES T-4 pri meraní teploty povrchov s nízkou tepelnou vodivosťou

Táto korekcia je stanovená podľa priemerovaného grafu (obr.), Postaveného na základe výsledkov typových skúšok teplotnej sondy T-4 pri meraní teploty tepelnej izolácie z materiálov najbežnejších v elektrárňach (asbozurit, azbestocement, azbest-rozsievkový cement, alabastro-azbest, magnézsky) a majú koeficient tepelnej vodivosti (stanovený pri teplote izolácie 50 ° C) v rozmedzí 0,2 ÷ 0,4 kcal / m ∙ h ∙ ° C.

Skúsenosti s teplotnou sondou T-4 ukazujú, že zmeny na obr. je možné úspešne použiť pri meraní teploty izolácie z materiálov s koeficientom tepelnej vodivosti 0, 1 až 1,0 kcal / m ∙ h ∙ ° С. V tomto prípade dodatočná chyba merania nepresiahne ± 0,5 ° С.

Úplnosť

Sada teplotnej sondy T-4 obsahuje:

Meracia tyč 1

Sekundárne zariadenie 1

Náhradný citlivý prvok na látkovej páske 1

Návod na použitie 1

Príprava na prácu a postup merania

Na meranie povrchovej teploty pomocou teplotnej sondy musíte:

1. Odstráňte kryt zo zariadenia.

2. Pomocou korektora nastavte ukazovateľ nulového galvanometra na delenie nulovej stupnice.

3. Pripojte meraciu tyč k sekundárnemu zariadeniu pomocou konektora (po odpojení tyče nie je do mostíka napájané).

4. Na základe očakávanej hodnoty nameranej teploty nastavte prepínač limitov merania do príslušnej polohy.

5. Citlivý prvok nosiča (odporový teplomer) pevne pritlačte na povrch, ktorého teplota sa meria.

6. Pred uplynutím 1 - 2 minút potrebných na zahriatie odporového teplomera prepnite prepínač „Bridge Power“ do polohy „On“.

7. Otáčajte vyčnievajúcim kotúčom posúvača, kým sa ukazovateľ nulového galvanometra nevynuluje, a potom odčítajte údaje na stupnici proti ukazovateľu vyznačenému na skle okienka váhy.

Ak bolo meranie vykonané na hranici 50 hodín100 ° С, potom pridajte 50 ° С k hodnotám na stupnici.

8. Na konci merania vypnite napájanie mosta.

Pri meraní teploty nízko teplovodivého (nekovového) povrchu súčasne merajte teplotu okolitého vzduchu a rozdiel medzi nameranými teplotami povrchu a vzduchu, podľa grafu na obr. , nájdite korekciu, ktorú je potrebné vykonať (pridať) k hodnotám teploty meraným teplotnou sondou.

Pri meraní teploty kovové povrchy nie je potrebná žiadna zmena.

Okrem merania teploty povrchov pomocou tyče je možné sekundárnu teplotnú sondu nezávisle použiť aj ako prenosné zariadenie na meranie teplôt pomocou štandardných medených odporových teplomerov s rozmerom 23. Majte na pamäti nasledujúce:

a) sekundárne zariadenie je kalibrované s prihliadnutím na odpor zvodových vodičovR vp= 1 Ohm (odpor flexibilnej šnúry kezlo počas výroby je upravené na hodnotu 1 Ohm), preto pri meraní teplomermi musí byť odpor prívodných drôtov k nim nastavený na hodnotu 1 Ohm;

b) vodiče z odporových teplomerov by mali byť pripojené k sekundárnemu zariadeniu pomocou rovnakého konektora ako na flexibilnom kábli prútika (s prepojkou medzi zásuvkami C a D na zatvorenie obvodu napájania mosta).

Metóda starostlivosti a kontroly

Starostlivosť o teplotnú sondu sa znižuje na zmenu spotrebovaného suchého prvku, ktorého potreba je určená výrazným znížením citlivosti mostíka. Pri normálnom napätí suchého prvku je ihla nulového galvanometra pri posúvaní stupnice posuvného drôtu o 1° C by sa malo líšiť asi o jedno delenie.

V prípade potreby sa teplotná sonda kontroluje v nasledujúcom poradí:

1. Odporový teplomer sa vyberie z tyče sondy, vloží sa do skúmavky alebo do vodotesného puzdra a v ohrievači vody (v nasýtenej pare vriacej vody) sa odpor teplomera meria pri 100 ° C.° C ( 100 R).

Pri určovaní bodu varu vody sa zavedie korekcia na barometrický tlak (podľa barometra s chybou odčítania najviac 0,1 mm Hg.Čl.). Odpor sa meria kompenzačnou metódou pomocou laboratórneho potenciometra alebo priamo na dvojitom jednosmernom mostíku triedy 0,02 alebo 0,05.

Tabuľka 5

Kalibračná tabuľka odporových teplomerov medi Označenie kalibrácie - gr. 23.R. 0 = 53,00 ohmov, a

54,58

54,81

55,03

55,26

55,48

55,71

55,94

56,16

56,39

56,61

56,84

57,06

57,29

57,52

57,74

37,97

58,19

58,42

58,65

58,87

59,10

59,32

59,55

59,77

60,00

60,23

60,45

60,68

60,90

61,13

61,35

61,58

61,81

62,03

62,26

62,48

62,71

62,93

63,16

63,39

63,61

63,84

64,06

64,29

64,52

64,74

64,97

65,19

65,42

65,64

65,87

66,10

66,32

66,55

66,77

67,00

67,22

67,45

67,68

67,90

68,13

68,35

68,58

68,81

69,03

69,26

69,48

69,71

69,93

70,16

70,39

70,61

70,84

71,06

71,29

71,51

71,74

71,97

72,19

72,42

72,64

72,87

73,09

73,32

73,55

73,77

74,00

74,22

74,45

74,68

74,90

75,13

75,35

75,58

75,80

76,03

76,26

76,48

76,71

76,93

77,15

77,38

77,61

2. Po meraní100 Rteplomer je umiestnený v termostate topiaceho sa ľadu a odpor teplomera je určený pri 0 ° C (R. 0 ). Tento odpor by sa nemal líšiť od nominálnej hodnoty 53 Ohm o viac ako± 0,1%.

Postoj by mala byť v rozsahu 1,426 ÷ 0,002 *.

_____________

* Špecifikovaná metóda na overovanie odporových teplomerov je stanovená v GOST 6651-59 a je podrobne popísaná v pokyne 157-62 Výboru pre štandardy, opatrenia a meracie prístroje pod Radou ministrov ZSSR.

3. Sekundárne zariadenie teplotnej sondy sa overuje pomocou triedy odporu najmenej 0,02 triedy presnosti, ktorá má desaťdňovú periódu so stotinami Ohmu. Pri kontrole je potrebné mať na pamäti, že zariadenie je kalibrované na odpor napájacích vodičovR extrovná 1 ohmu. Kalibračná tabuľka pre odporové teplomery medi s kalibráciou 23 je uvedená vTeplotný rozdiel medzi kovovým potrubím a vzduchom, deg

0,91

0,91

0,91

0,91

0,95

0,95

0,96

0,96

1,00

1,00

1,00

7. Normy pre návrh tepelnej izolácie pre potrubia a zariadenia elektrární a vykurovacích sietí. Gosenergoizdat, 1959.

8. Vasilyeva G.N. [a pod.] ... Stanovenie tepelných strát kotlov do okolia ( q 5 ). « Elektrické stanice“, 1965, č. 2.

 

Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie

FGAOU VPO

Uralská federálna univerzita pomenovaná po prvom prezidentovi Ruska B.N. Jeľcin

KURZOVÁ PRÁCA

Kalibračný výpočet tepla teplovodného kotla

Vedúci O.A. Rakov

Študent P.A. Stadukhin

skupina ENZ-320915s

Jekaterinburg - 2015

Úvod

.Počiatočné údaje

2.

.Tepelný výpočet kotla

3.1Odhadované charakteristiky paliva

3.2Výpočet objemov vzduchu a produktov spaľovania

3

4Tepelná bilancia kotla

5Tepelný výpočet pece

6Výpočet konvekčných lúčov

4.Vypočítaná odchýlka tepelnej bilancie

Záver

Bibliografia

Úvod

Tento príspevok predstavuje overovací tepelný výpočet teplovodného kotla určeného na ohrev vody v sieti počas spaľovania plynu. Vykoná sa overovací výpočet na posúdenie účinnosti a spoľahlivosti kotla pri prevádzke na dané palivo, identifikáciu potrebných rekonštrukčných opatrení, výber pomocného zariadenia a získanie suroviny pre výpočty: aerodynamické, hydraulické, teplota kovu a pevnosť potrubia, rýchlosť opotrebovania potrubia, korózia atď.

Špecifickosťou výpočtu kotla sú neznáme medziľahlé teploty plynov a pracovnej tekutiny - nosiča tepla vrátane teploty spalín; preto sa výpočet vykonáva metódou postupných aproximácií, pričom sa najskôr stanoví určitá hodnota teploty plynov opúšťajúcich kotol a potom sa porovná s výsledkami výpočtu. Prípustné odchýlky v hodnotách tejto teploty by nemali presiahnuť ± 5%.

1. Počiatočné údaje

.Značka kotla: KV-GM-4,65-95P.

2.Palivo: plynovod Yarino-Perm.

.Vykurovací výkon kotla Q Komu = 4,65 MW.

.Počiatočná teplota vody t 1=55O S.

.Maximálna teplota vody vystupujúcej z kotla t 2=95O S.

.Tlak vody na vstupe do kotla: str 1= 12 barov.

.Kotol generuje 60% menovitého úžitkového tepelného výkonu.

2. Opis konštrukcie kotla a spaľovacieho zariadenia

Teplovodný kotol KV-GM-4,65-95P je určený na výrobu horúca voda teplota 95 ° C, používa sa vo vykurovacích systémoch, dodávka teplej vody na priemyselné a domáce účely.

Kotol typu KV-GM je zariadenie bez nosného rámu. Potrubný systém má podpery privarené k dolným potrubiam. Podpery umiestnené na križovatke spaľovacej komory a konvekčného hriadeľa sú nehybné. Kotly typu KV-GM-4.65-95P pozostávajú z jednorúrkového systému.

Spaľovacia komora, ktorá má horizontálne usporiadanie s núteným pohybom vody s priamym tokom, je tienená rúrkami s priemerom 51x4 mm, vstupujúcimi do kolektorov s priemerom 159x6 mm. K kolektorom sú pripojené radiačné a konvekčné vykurovacie plochy s ľahkou rúrkovou izoláciou a plynotesnou podšívkou.

Konvekčná vyhrievacia plocha je umiestnená vo zvislom hriadeli a je vyrobená z obrazoviek v tvare písmena U vyrobených z rúrok s priemerom 28 x 3 mm.

Kotol je vybavený horákom RGMG. Horák je nainštalovaný na vzduchovom boxe kotla, ktorý je pripevnený k prednému štítu k štítu.

Pohyb vody a plynu v kotle je organizovaný protiprúdovo - sieťová voda je dodávaná do konvekčných vykurovacích plôch a je odstraňovaná zo stien pece. Pohyb vody je zabezpečený čerpadlom.

Na výstupnom zberači kotla až po uzatváracie ventily sú nainštalované: tlakomer, zariadenie na meranie teploty a potrubie s uzatváracím zariadením na odstránenie vzduchu pri plnení kotla. Vybavené poistnými ventilmi.

Kotol má drenážne a vzduchové ventily s uzatváracími ventilmi, ktoré poskytujú schopnosť odstrániť vodu a usadeniny zo spodných sekcií všetkých prvkov kotla a odstrániť vzduch z horných.

Kotly KV-GM sú pre jednoduchú údržbu vybavené rebríkmi.

stôl 1

Technické vlastnosti kotlovej jednotky KV-GM-4.65-95P

Vykurovací výkon, MW 4,65 Tlak pracovnej vody na vstupe z kotla / na výstupe z kotla, MPa 1,6 / 1,0 Teplota vstupu / výstupu vody, ˚С 70/150 Prietok vody kotlom, t / h 160 Hydraulický odpor, MPa, nie viac ako 0,19 Konštrukčné palivo pre zemný plyn, m3 / h 501 Aerodynamický odpor, Pa, nie viac ako 270 Pomer prebytočného vzduchu pre zemný plyn v súlade s GOST 5542, nie viac ako 1,15 Teplota výfukových plynov, ˚С130 Rozsah regulácie,% 30 - 100 Účinnosť kotla na zemný plyn,%, nie menej ako 94,4 Celkové rozmery v ľahkej izolácii s kovovým plášťom, mm: - dĺžka pozdĺž vyčnievajúcich častí bloku kotla; - šírka pozdĺž vyčnievajúcich častí bloku kotla; - výška od úrovne podlahy kotolne po vyčnievajúce časti bloku kotla 5720 2284 1985 hmotnosť kotla bez horáka, kg, nie viac ako 9700

3. Tepelný výpočet kotla

.1 Konštrukčné charakteristiky paliva

Palivo: plynovod Yarino-Perm.

CH 4 - 38

S 2H 6 - 25,1

S 3H 8 - 12,5

S 4H 10 - 3,3

S 5H 12 - 1,30

N. 2 - 18,7

H 2S - 1,1

Čistá výhrevnosť Q n R. = 46,890 MJ / m 3

Hustota pri 0 º C a 101,3 kPa ρ = 1,196 kg / m 3

3.2 Výpočet objemov vzduchu a produktov spaľovania

Pomer prebytočného vzduchu sa zvyšuje, keď sa produkty spaľovania pohybujú plynovými kanálmi kotlovej jednotky. Je to spôsobené tým, že tlak v plynových kanáloch (pre kotly pracujúce vo vákuu) je menší ako tlak okolitého vzduchu a atmosférický vzduch je nasávaný do dráhy plynu jednotky netesnosťami v obložení. Pri výpočte sa teplota vzduchu nasávaného do plynových potrubí obvykle rovná 30 ° C.

V prípade kotlov pracujúcich pod tlakom sa koeficient prebytočného vzduchu v úseku potrubia z pece do ohrievača vzduchu považuje za konštantný.

Zoberme si koeficient spotreby vzduchu v peci α T = 1,05 (2), súčiniteľ prúdenia vzduchu za konvekčnou plochou α kp = α T + Δα, kde Δα = 0,05 - nasávanie vzduchu v konvekčnom lúči (2): α uh = 1,1. Priemerná hodnota súčiniteľa prietoku vzduchu α Streda = (α T + α kp ) / 2 = 1,075 (v konvekčnej časti).

Teoretické množstvo vzduchu: V n O = 12,37 m 3/ h

Teoretické objemy vzduchu a produktov spaľovania:

V. n oRO2 = 1,47 m 3/ m 3

V. n оN2 = 9,96 m 3/ m 3

V. n OH20 = 2,47 m 3/ m 3

V. n oh, g = 13,9 m 3/ m 3

Skutočný objem vodnej pary:


Skutočný objem spalín:

V. n G = V n oRO2 + V n оN2 + V n H2O +(α i -1) V n O

Objemový podiel vodnej pary:

R. H2O = V n H2O / V n G

Objemový podiel triatomických plynov:

R. RO2 = V n oRO2 / V n G

Celkový podiel vodnej pary a triatomických plynov:

R. NS = RH20 + R. RO2

tabuľka 2

Výpočet objemov vzduchu a produktov spaľovania

Počet p / p Dimenzia valueDesignationDimension α T α Streda α uh 1. Skutočný objem vodnej pary V H2O m 3/ m 32,4802,4852,4902. Skutočný objem produktov spaľovania V G m 3/ m 314,52814,84315,1573. Objemová frakcia vodnej pary v produktoch spaľovania R. H2O -0,1710,1670,1644. Objemová časť triatomických plynov v produktoch spaľovania R. RO2 -0,1010,0990,0975. Celkový podiel vodnej pary a triatomických plynov R. NS -0,2720,2660,261

3.3 Výpočet entalpií vzduchu a produktov spaľovania

Tabuľka 3

Entalpie vzduchu a produktov spaľovania

t, оСIgo, kJ / m3 Iо, kJ / m3 Iг = Iо + Iо (α t-1) Ig = Igo + Ivo (α yh-1) 30495,910191816412000,052041,075200387633024041,14123,65400791967048254,2600122391026612752,3800167321396417430,21000211131778622002,31200262172169527301,75117957307

3.4 Tepelná bilancia kotla

Počas prevádzky teplovodného kotla sa všetko teplo, ktoré doň vstúpilo, spotrebuje na výrobu užitočného tepla obsiahnutého v pare alebo horúcej vode a na pokrytie rôznych tepelných strát. Celkové množstvo tepla dodaného do kotlovej jednotky sa nazýva dostupné teplo a označuje sa Q R. ... Existuje rovnosť medzi teplom vstupujúcim do kotlovej jednotky a opúšťajúcim ju. Teplo opúšťajúce kotlovú jednotku je súčtom užitočného tepla a tepelných strát spojených s technologickým procesom výroby pary alebo horúcej vody. Preto je tepelná bilancia kotla na 1 m 3 plyn za normálnych podmienok má formu:

Q R. = Q 1+ Q 2+ Q 3+ Q 5, kde

R. - dostupné teplo, kJ / m 3;1- užitočné teplo obsiahnuté v pare alebo horúcej vode, kJ / m 3;2- tepelné straty výfukovými plynmi, kJ / m 3 ;3 - z chemickej neúplnosti spaľovania, kJ / m3 ;5

Úvod

Pri výpočte tepelnej bilancie hutníckych pecí často vzniká problém s určovaním tepelných strát cez bariéry pecí. Minimalizácia tepelných strát pomáha šetriť palivo a elektrickú energiu a znižuje výrobné náklady. Okrem toho je pre správnu voľbu materiálov pri konštrukcii pece potrebné poznať teplotné pole v stene, aby boli dodržané obmedzenia týkajúce sa prevádzkovej teploty materiálov. Preto pri navrhovaní pece musí inžinier vypočítať niekoľko možností pre návrh steny a vybrať si najlepšiu. Tento článok sa bude zaoberať popísanou metodikou výpočtu tepelných strát cez plochú viacvrstvovú stenu vykurovacej jednotky softvér zautomatizovať tento výpočet, ako aj analýzu závislosti tepelných strát na rôznych faktoroch.

Teoretický základ

Piecť- tepelne oplotený od okolitého priestoru technologické vybavenie, pri ktorom sa teplo vyrába z jedného alebo iného primárneho druhu energie a teplo sa prenáša na materiál podrobený tepelnému spracovaniu na technologické účely (tavenie, zahrievanie, sušenie, praženie atď.). V tomto prípade je časť uvoľnenej tepelnej energie vynaložená na implementáciu technologický postup, a časť z nich sa zbytočne stráca, čím sa ohrieva životné prostredie. Zníženie tepelných strát vám umožní zvýšiť účinnosť pecí a znížiť spotrebu energie.

Časť tepla v peciach sa stratí prenosom tepelná vodivosť prostredníctvom žiaruvzdorného muriva. Tepelná vodivosť je proces prenosu tepla ( vnútorná energia), ku ktorému dochádza vtedy, keď sa telesá (alebo časti tiel) dostávajú do priameho kontaktu s rôznymi teplotami. Výmenu energie vykonávajú mikročastice, ktoré tvoria látky: molekuly, atómy, voľné elektróny. Hustota tepelného toku tepelnej vodivosti závisí od teplotného poľa a súčiniteľa tepelnej vodivosti látky.

Sada hodnôt teploty pre všetky body tela v tento momentčas sa nazýva teplotné pole... V tomto prípade, ak sa teplota v čase nemení, pole sa považuje za stacionárne a ak sa zmení, je nestacionárne. Najjednoduchší je prípad jednorozmerného stacionárneho teplotného poľa.

Teplo sa prenáša tepelnou vodivosťou z viac vyhrievaných vrstiev tela do menej zahriatych, t.j. v smere klesajúcej teploty. Množstvo tepla preneseného akýmkoľvek povrchom za jednotku času sa nazýva tepelný tok Q. Tepelný tok na jednotku povrchu charakterizuje hustotu tepelného toku q. Podľa Fourierovho zákona je hustota tepelného toku úmerná teplotnému gradientu:

q = -λ grad t & nbsp & nbsp (1,1)

kde q je hustota tepelného toku, W / m2
λ - koeficient tepelnej vodivosti materiálu, W / (m * K)
grad t - teplotný gradient, K / m

Faktor proporcionality λ v rovnici (1.1) je koeficient tepelnej vodivosti materiálu a charakterizuje jeho schopnosť viesť teplo. Plyny majú najmenšie hodnoty súčiniteľov tepelnej vodivosti a kovy majú najväčšie hodnoty. Pri konštrukcii pecí sa používajú materiály, ktoré majú relatívne nízky koeficient tepelnej vodivosti: žiaruvzdorné a tepelne izolačné materiály.

Žiaruvzdorné označuje nekovové materiály určené na použitie v podmienkach vysoké teploty v tepelných jednotkách a so žiaruvzdornosťou najmenej 1580 ° C. Žiaruvzdorné materiály vykonávajú funkciu zadržiavania tepla v obmedzenom objeme pracovného priestoru pece, v súvislosti s ktorou musia mať nízku tepelnú vodivosť a schopnosť odolávať pôsobeniu vysokých teplôt. Rozmanitosť podmienok prevádzky si vyžiadala vytvorenie veľkého sortimentu žiaruvzdorných materiálov s rôznymi vlastnosťami. Najbežnejšími žiaruvzdornými materiálmi sú: šamot, dinas, magnezit, chromomagnezit.

Na zníženie tepelného toku tepelnej vodivosti cez murivo pecí používajú tepelne izolačné materiály, teda materiály s nízkou tepelnou vodivosťou. Príkladmi tepelnoizolačných materiálov sú azbest, kremelina, troska, žiaruvzdorné ľahké hmotnosti. V tomto prípade je murivo vyrobené z niekoľkých vrstiev: vnútorné vrstvy sú vyrobené z materiálov s vysokým tepelným odporom (žiaruvzdorné materiály) a vonkajšie vrstvy sú vyrobené z menšieho množstva odolné materiály s nižšou tepelnou vodivosťou ( tepelná izolácia). Pri navrhovaní pece je potrebné zvoliť štruktúru stien pece tak, aby množstvo tepelných strát bolo minimálne a boli dodržané obmedzenia tepelného odporu materiálov.

Metóda výpočtu

Matematický model problému je založený na metodike výpočtu tepelných strát cez kryty tepelných inštalácií, popísanej v práci „Výpočet tepelných strát cez pecné skrine“ (VB Kut'in, SN Gushchin, BA Fetisov).

Podstatou výpočtu je určiť tepelný tok cez stenu v stacionárnom režime s okrajovými podmienkami tretieho druhu. Predpokladá sa, že prenos tepla stenou sa vykonáva tepelnou vodivosťou a prenos tepla z vonkajšej steny do prostredia sa uskutočňuje žiarením a prirodzenou konvekciou. Výpočet zohľadňuje teplotnú závislosť tepelnej vodivosti materiálu vrstvy.

Počiatočné údaje pre výpočet sú uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1 - Počiatočné údaje

Výpočet sa vykonáva metódou postupných aproximácií. Najprv sa nastaví ľubovoľné teplotné pole. Potom je tepelný odpor vrstiev určený vzorcom:

Koeficient prenosu tepla z vonkajšieho povrchu je určený vzorcom:

Celková hustota tepelného toku sa vypočíta podľa vzorca:

Hustota tepelného toku prenášaného stenou tepelnou vodivosťou je určená vzorcom:

Hustota tepelného toku vydávaného vonkajším povrchom do životného prostredia je určená vzorcom:

Vypresnené teplotné pole je určené vzorcom:

Iteračný proces pokračuje, kým sa relatívna chyba nezníži pod zadanú hodnotu. Nakoniec sa vypočíta množstvo tepelných strát za jednotku času:

Softvér na výpočet tepelných strát

Na automatizáciu výpočtu tepelných strát bola vyvinutá plochá viacvrstvová stena pece. Program má pohodlné grafické rozhranie, ktoré vám umožňuje interaktívne nastaviť požadovanú štruktúru žiaruvzdornej steny a uložiť jej údaje do súboru na neskoršie použitie. Výsledky výpočtov sú prezentované vo forme tabuliek, grafov a tepelných máp. Program preberá údaje o koeficientoch tepelnej vodivosti materiálov z databázy, ktoré môže používateľ doplniť.

Výskum tepelných strát

Pomocou praktických nástrojov grafického rozhrania programu môžete analyzovať vplyv rôznych faktorov na tepelné straty v jednotke.

Závislosť tepelných strát na hrúbke obkladovej vrstvy

Na štúdium závislosti tepelných strát na hrúbke obkladovej vrstvy bolo pripravených niekoľko variantov počiatočných údajov, líšiacich sa iba hrúbkou obkladovej vrstvy. Podšívkový materiál je žiaruvzdorný s vysokým obsahom oxidu hlinitého, materiál tepelnoizolačnej vrstvy je ľahký šamot. Ostatné parametre sú uvedené v tabuľke 2.

Študijný dizajn steny

Tabuľka 2 - Varianta počiatočných údajov

Štúdia tu a ďalej bola vykonaná pomocou vstavaného programu na porovnanie výsledkov výpočtu. Porovnávacie výsledky sú znázornené na obrázku 1. Je vidieť, že tepelné straty sa so zvyšovaním hrúbky obloženia znižujú, ale nevýznamne.

Obrázok 1 - Závislosť tepelných strát na hrúbke obloženia

Závislosť tepelných strát na hrúbke tepelnoizolačnej vrstvy

Na štúdium závislosti tepelných strát na hrúbke tepelnoizolačnej vrstvy bolo pripravených niekoľko variantov počiatočných údajov, líšiacich sa len hrúbkou tepelnoizolačnej vrstvy. Dizajn steny je znázornený na obrázku 2, ostatné parametre sú rovnaké ako v predchádzajúcej štúdii (tabuľka 2).

Obrázok 2 - Návrh študijnej steny

Výsledky štúdie sú uvedené na obrázku 3. Je vidieť, že tepelné straty prudko klesajú so zvyšujúcou sa hrúbkou tepelnoizolačnej vrstvy.

Obrázok 3 - Závislosť tepelných strát od hrúbky tepelnej izolácie

Závislosť tepelných strát od materiálu tepelnej izolácie

Na štúdium účinku tepelnoizolačného materiálu zvážime niekoľko možností pre návrh steny, ktoré sa líšia iba tepelne izolačným materiálom. Konštrukcia steny pre štúdiu je znázornená na obrázku 4 a ďalšie parametre nájdete v tabuľke 2.

Obrázok 4 - Návrh študijnej steny

Výsledky štúdie sú uvedené na obrázku 5. Z diagramu je možné usúdiť, že tepelné straty sa môžu výrazne líšiť v závislosti od materiálu tepelnej izolácie, preto je správna voľba druhej z nich pri navrhovaní pecí veľmi dôležitá. Z vybraných materiálov má minerálne vlny najlepšie tepelnoizolačné vlastnosti.

Obrázok 5 - Závislosť tepelných strát od materiálu tepelnej izolácie

Obrázky 6, 7 zobrazujú podrobnejšie výsledky pre dve možnosti výpočtu. Je vidieť, že pri použití dokonalejšej tepelnej izolácie sa znižujú nielen tepelné straty, ale aj teplota vonkajšieho povrchu steny, čo zlepšuje pracovné podmienky obslužného personálu pece.

Obrázok 6 - Výsledky výpočtu pre jednu verziu počiatočných údajov

Obrázok 7 - Výsledky výpočtu pre druhú verziu počiatočných údajov

Závislosť tepelných strát na emisivite vonkajšieho povrchu steny

Vo väčšine prípadov je vonkajším povrchom steny pece plášť z mäkkej ocele s rôznym stupňom korózie. Vplyv plášťa na prenos tepla tepelnou vodivosťou je malý, ale prenos tepla sálaním je možné ovplyvniť použitím povlakov s rôznym stupňom čiernosti. Na štúdium tohto efektu zvážime niekoľko variantov počiatočných údajov, ktoré sa líšia iba stupňom čiernosti vonkajšieho povrchu. Štruktúra skúmanej steny je znázornená na obrázku 8, ďalšie parametre nájdete v tabuľke 2.

Obrázok 8 - Návrh študijnej steny

Obrázok 9, ako aj tabuľka 3, predstavujú výsledky štúdie. Legenda označuje materiál obalu a v zátvorkách - stupeň jeho tmavosti. Je vidieť, že tepelné straty klesajú so znížením stupňa emisivity vonkajšieho povrchu v nevýznamnom rozsahu. Avšak vzhľadom na to, že náklady na natieranie plášťa pece sú nižšie ako zavedenie dodatočnej tepelnej izolácie, môže sa odporučiť potiahnutie plášťa ľahkou hliníkovou farbou, aby sa znížili tepelné straty.

Tabuľka 3 - Závislosť tepelných strát od stupňa emisivity vonkajšieho povrchu

Obrázok 9 - Závislosť tepelných strát od stupňa emisivity vonkajšieho povrchu

Negatívny vplyv tepelnej izolácie

Uvažujme o účinku tepelnej izolácie na teplotné pole v stene vysokoteplotnej pece. Za týmto účelom zvážte dve možnosti dizajnu steny. V prvom stene pozostáva z vrstvy magnezitu a v druhej z vrstvy magnezitu a vrstvy troskovej vlny ako tepelnej izolácie. Teplotné polia pre tieto prípady sú znázornené na obrázkoch 10, 11.

Obrázok 10 - Teplotné pole pri absencii tepelnej izolácie

Obrázok 11 - Teplotné pole za prítomnosti tepelnej izolácie

Pri absencii tepelnej izolácie sa teplota v pracovnej vrstve podšívky zmení zo 472 na 1675 stupňov a za prítomnosti vrstvy tepelnej izolácie - od roku 1519 do 1698. Z toho vyplýva, že zavedenie tepelnej izolácie vedie k zvýšenie teploty vo vrstve podšívky, čo by malo negatívne ovplyvniť jej odolnosť ...

Negatívny vplyv tepelnej izolácie na službu obloženia sa prejavuje najmä pri vysokoteplotných peciach: výroba oblúkovej ocele, ferozliatina atď.) Nebola distribuovaná. Takáto izolácia spravidla vedie k zvýšeniu teplôt v pracovnej vrstve podšívky a k prudkému poklesu jej odolnosti, najmä na veľkých drevotrieskových doskách. Straty v dôsledku prestojov EAF pri opravách obkladov ďaleko prevyšujú úspory zo zníženia spotreby energie v dôsledku zníženia tepelného toku cez stenu. Preto je tepelná izolácia stien a oblúkov z drevotrieskových dosiek spravidla ekonomicky nerentabilná. (Toto ustanovenie sa nevzťahuje na konštrukciu ohniska drevotriesky, na ktorú je aplikovaná tepelná izolácia).

Vzhľadom na neuspokojivú odolnosť žiaruvzdorných materiálov na veľkých ťažkých drevotrieskových doskách je obloženie nahradené vodou chladenými panelmi. Napriek zvýšeniu hustoty tepelného toku odoberaného z vodou chladených povrchov v porovnaní s hustotou tepelného toku lemovanými povrchmi sa spotreba energie výrazne zvyšuje iba v malokapacitných peciach. Použitie vodou chladených panelov zlepšuje životnosť žiaruvzdorného obloženia.

závery

Na základe štúdie je možné dospieť k záveru, že hlavnými opatreniami na zníženie tepelných strát murivom budú nasledujúce:

Zvýšenie hrúbky tepelnoizolačnej vrstvy
- Použitie tepelnoizolačných materiálov s nízkou tepelnou vodivosťou
- Zakrytie obalu svetlou hliníkovou farbou (alebo poťahovanie iným materiálom s nízkym stupňom černosti)

V prípade vysokoteplotných pecí sa namiesto tepelnej izolácie odporúča použiť vodou chladené plášťové panely, ktoré umožňujú predĺžiť životnosť obloženia a ušetriť na skrátení prestojov pri jeho oprave.

Zdroje

1. Markin V.P. Výpočty prenosu tepla / V.P. Markin, S.N. Gushchin, M.D. Kazyaev. - Jekaterinburg: USTU-UPI, 1998.- 46 s.
2. Voronov G.V. Žiaruvzdorné materiály a výrobky v priemyselných peciach a pomocných zariadeniach / G. V. Voronov, V. A. Startsev. - Jekaterinburg: USTU-UPI, 2006.- 303 s.
3. Kutyin VB Výpočet tepelných strát skrinkami kachlí / V. B. Kutin, S. N. Gushchin, B. A. Fetisov. - Jekaterinburg: USTU-UPI, 1996.- 17 s.
4. Žiaruvzdorné materiály. Štruktúra, vlastnosti, skúšky. Referencia / J. Allenstein a ďalší; vyd. G. Roachka, H. Wutnau. - M.: Intermet Engineering, 2010.- 392 s.
5. Zobnin VF, Tepelné inžinierstvo výpočty metalurgických pecí / VF Zobnin, MD Kazyaev, BI Kitaev a kol. - M.: Metallurgy, 1982. - 360 s.
6. Aliferov AI Elektrotermické procesy a inštalácie: Učebnica / AI Aliferov a ďalšie; vyd. V.N. Timofeeva, E.A. Golovenko, E.V. Kuznetsova - Krasnojarsk: sibírsky federálna univerzita, 2007- 360 s.

V procese modernizácie (rekonštrukcie), pri výmene niektorých materiálov v ostení kotlov za iné, je potrebné skontrolovať, ako výmena ovplyvní tepelné straty (q 2) prostredníctvom netienených obvodových konštrukcií a či prípustné teploty za použité materiály. Tepelné straty podšívkou (q 2), teplotu vonkajšieho povrchu a teplotu v rovine styku vrstiev výstelky je možné určiť zo schémy znázornenej na obr. Pr-2 pre stacionárny tok tepla. Diagram udáva hodnotu tepelných strát podšívkou a teplotu vonkajšieho povrchu netienenej výstelky v závislosti od tepelného odporu výstelky.

kde: S 1, S 2, S 3 - hrúbka jednotlivých vrstiev podšívky;

λ 1, λ 2, λ 3 - tepelná vodivosť materiálu týchto vrstiev pri ich priemernej teplote, ktorá

prijaté podľa referenčných údajov v oddiele 10 s koeficientom 1,2,

plynová priepustnosť muriva.

Teplota v rovine kontaktu vrstiev je určená vzorcom:

kde: t 1 - povrchová teplota vrstvy s vyššou teplotou;

t 2 je teplota druhého povrchu v rovine styku vrstiev;

Pomer hrúbky zodpovedajúcej vrstvy v m k jej tepelnej vodivosti vo W / (m⋅K) resp

kcal / (m⋅chas⋅grad).

Príklad. Určte tepelné straty 1 m 2 netkanej výstelky s hrúbkou: ľahký šamot γ = 1000 kg / m 3 - 280 mm a minerálna vlna γ = 150 kg / m 3 - 50 mm pri teplote vnútorného povrchu t 1 = 1000 0 C.

Teplotu nastavíme v rovine styku šamotovej vrstvy a vrstvy minerálnej vlny t 2 = 110 0 C a teplotu vonkajšieho povrchu steny t 3 = 70 0 C.

Priemerná teplota šamotovej vrstvy:

Priemerná teplota vrstvy minerálnej vlny:

Súčiniteľ tepelnej vodivosti šamotovej vrstvy, berúc do úvahy koeficient priepustnosti plynu pri t avg.sh:

λ br. = λ š. 555 ⋅ k plynová ave. = 0,5⋅1,2 = 0,6 W / (m⋅K) alebo 0,43⋅1,2 = 0,516 kcal / (m⋅h⋅gr),

λ w - pozri nomogram na obr. 10.5.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti vrstvy minerálnej vlny pri t avg. :

λ m.w.r = λ m.w. 90 = 0,128 W / (m⋅K) alebo 0,11 kcal / (m⋅h⋅gr),

λ m.h. - pozri nomogram na obr. 10.8.

Tepelný odpor podšívky:

(m 2 ⋅K) / W alebo

(m 2 ⋅h⋅gr) / kcal.

Podľa nomogramu na obr. Pr-2 teplota vonkajšej steny pri R = 1,02 (m 2 ⋅ K) / W alebo 1,19 (m 2 ⋅ h⋅gr) / kcal a t 1 = 1 000 0 С bude t 3 = 85 0 С a prúdiť teplo obložením q 2 = 890 W / m 2 alebo 765 kcal / m 2 ⋅h. Teplota v rovine kontaktu medzi vrstvami bude rovná:

Získaná hodnota t 2 v zásade nezodpovedá (nie je blízka) prijatej. Teplotu nastavujeme v rovine styku šamotovej a minerálnej vlny

t 2 = 440 0 С, teplota vonkajšieho povrchu steny t 3 = 88 0 С a prepočítajte. ;

λ br. = λ w. 720 ⋅ k plynová ave. = 0,547⋅1,2 = 0,656 W / (m⋅K) alebo 0,47⋅1,2 = 0,564 kcal / (m⋅h⋅gr);

λ m.w.r = λ m.w. 264 = 0,14 W / (m⋅K) alebo 0,12 kcal / (m⋅h⋅gr);

(m 2 ⋅K) / W alebo

(m 2 ⋅h⋅gr) / kcal.

Podľa nomogramu na obr. Pr-2 teplota vonkajšej steny pri R = 0,936 (m 2 ⋅ K) / W alebo 1,09 (m 2 ⋅ h⋅gr) / kcal a t 1 = 1 000 0 С bude t 3 = 90 0 С a q 2 = 965 W / m2 alebo 830 kcal / (m2 ⋅h) (tepelné straty netieneným obložením). Ujasňujeme teplotu v rovine kontaktu vrstiev:

Získané výsledky sa blížia prijatým hodnotám, preto je výpočet správny.

Maximálna teplota na použitie minerálnej vlny je 600 0 С (pozri tabuľku 10.46), t.j. v tomto prípade sa odporúča použiť tieto materiály na obloženie kotla.

Teplota vonkajšieho povrchu obloženia t 3 = 90 0 С nespĺňa požiadavky Sanitárne normy... V dôsledku toho by sa mal tepelný odpor podšívky - R obm zvýšiť na ~ 4 (m 2 · h · g) / kcal (pozri nomogram na obr. Pr -2). Tepelný odpor je možné zvýšiť inštaláciou ďalšej vrstvy tepelnoizolačný materiál s t maximálna aplikácia nie vyššie ako 110 0 С.



Náhodné články

Hore