Die Wärmebilanz ist ein Vergleich zwischen der zur Dampf- oder Heißwassererzeugung genutzten Nutzwärme, den Wärmeverlusten und der Gesamtwärmemenge, die in den Ofen gelangt.
Arten der Wärmebilanz von Kesseln
1. Die direkte Bilanzgleichung stellt den Zusammenhang zwischen dem Brennstoffverbrauch und der Heizleistung des Kessels her.
In diesem Fall werden zwangsläufig die Parameter und die erzeugte Dampf- oder Wassermenge gemessen.
2. Die inverse Wärmebilanzgleichung stellt die Beziehung zwischen dem Kesselwirkungsgrad und den Wärmeverlusten her (Werte werden in Prozent ausgedrückt).
Die Wärmebilanz wird erstellt, um die in der Kesselfeuerung während der Brennstoffverbrennung ablaufenden Prozesse zu analysieren, um: die Gründe für die Abnahme der Kessel- / Blockleistung zu ermitteln; Maßnahmen zur Effizienzsteigerung erarbeiten.
Wärmebilanzbedingungen
Die Wärmebilanz des Kessels kann als Gleichung Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 geschrieben werden, wobei Q die Gesamtwärmemenge ist, die dem Ofen zugeführt wird. Sie besteht aus der Verbrennungswärme des Brennstoffs, seiner physikalischen Wärme sowie der Wärme, die dem Ofen mit Dampf und zur Verbrennung zugeführter Luft zugeführt wird: Q = Qn + Qf.t + Qf.w + Qpair.
Qн - die niedrigste Verbrennungswärme von Kraftstoff, die während der vollständigen Verbrennung freigesetzt wird, ohne die Kondensationswärme von Wasserdampf zu berücksichtigen.
Qf.t - die physikalische Wärme des Brennstoffs, die berücksichtigt wird, wenn der Brennstoff erhitzt wird, bevor er in den Ofen eingespeist wird.
Qf.v - Die Wärme der in den Ofen eingeleiteten Luft wird berücksichtigt, wenn Lufterhitzer im Heizraum installiert werden.
Qsteam - Wärme des dem Ofen zugeführten Dampfes.
Die rechte Seite der Gleichung ist die Summe der zur Dampf- oder Wassererzeugung verbrauchten Wärme (Q1) und der Wärmeverluste (Q2 + Q3 + Q4 + Q5)
Q1 - Nutzwärme zur Erzeugung von Dampf oder Heißwasser.
Q2 - Wärmeverluste mit Rauchgasen (der wichtigste Wert, der bei modernen Kesseln 4-10% erreicht. Ihr Wert hängt von der Art des verwendeten Brennstoffs, der Belastung des Geräts / der Einheit, der Temperatur und dem Volumen der Rauchgase und erheblich ab steigt mit zunehmender Luftmenge, die der Verbrennung zugeführt wird).
Q3 - Wärmeverluste durch chemische Unvollständigkeit der Brennstoffverbrennung (Zunahme mit abnehmender Luftzufuhr für die Verbrennung hängt außerdem von der Art des verbrannten Brennstoffs, der Verbrennungsmethode, der Konstruktion des Ofens und anderen Faktoren ab).
Q4 - Wärmeverluste durch physikalische Unvollständigkeit der Brennstoffverbrennung (nur bei Betrieb mit Festbrennstoff berücksichtigt).
Q5 - Wärmeverlust an die Umgebung (abhängig von der Qualität und Dicke der Kesselauskleidung, vom Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten seines Materials, von der Außenlufttemperatur, der Fläche usw.). Berechnet mit Näherungsformeln.
Die Wärmebilanz wird bei stationärem Kesselbetrieb erstellt, ausgedrückt in kJ/kg (kJ/m3) und bezieht sich in der Regel auf 1m3 Gas bzw. 1kg feste und flüssige Brennstoffe bei T = 0 °C und P = 760 mm Hg. Kunst. (0,1 MPa).
Umgekehrte Gleichgewichtsgleichung
Es wird hauptsächlich zum Testen von Kesseln verwendet. In diesem Fall wird der Wert der Wärmeverluste berechnet und der Bruttowirkungsgrad des Kessels aus der bekannten Verbrennungswärme des Brennstoffs bestimmt: ηbr = 100 - (Q2 + Q3 + Q5).
Fehler bei der Ermittlung der Wärmeverluste sind geringer als bei der Berechnung des Kraftstoffverbrauchs, daher ist die Methode zur Ermittlung des Wirkungsgrades aus der inversen Bilanz genauer.
