y,[(k: 62-621.2; 62-69; 62-97/-98 haqiohaflbha aka,[(emi5i ...žтчет НАН украины о...

Y,[(K: 62-621.2; 62-69; 62-97/-98

HAQIOHAflbHA AKA,[(EMI5I HAYK YKPAIHI1 IHCTI1TYT TEXHiqH OI TEITn O<l> I3I1KI1

Byn. )Kemr6oBa, 2a, M. Ktt!B, 03057, Ten. (044) 456-62-82

3BJT

,,3ATBEP,[()KYIO" ITT<l> HAH Y Kpa1HH

IlPO HAYKOBO-,l(OCJII,I(HY POBOTY

BHKOHaHy 3ri,n:HO yro.n:i 3a .n:oroBopoM .M~25-07- l 8/9 l 8 Bi,n: 23 JIHIIH5I 2018 p.

«IlpoBe,LJ:eHHH eKcnepHMCHTaJihHHX TCDJIO-eKOJIOriqHHX BHnpo6yBaHh Ta

nopiBHHJihHHX po3paxyHKiB BOL(OrpiHHHX KOT JiiB, m:o npaUJOIOTh Ha ra30BOMY naJIHBi»

HayxoBHH KepiBHHK 3aB. BiMiny ITTT ITT<l> HAHY KaH,n:. TeXH. HayK B.r. ,[(eM~eHKo

2018 p.

2

Зміст

№ Найменування Стор.

1. Реферат 3

2. Вступ 4

3. Технічна характеристика дослідної дільниці 5

4. Програма «Проведення експериментальних тепло-екологічних випробувань» 6

5. Методика проведення робіт 8

5.1. Методика обробки результатів випробувань 9

5.2. Специфікація приладів для вимірювань на водогрійних котлах 12

5.3. Схема розміщення точок вимірів 12

6. Розрахунок об’єму повітря, складу та тепловмісту продуктів згорання 13

6.1. Розрахунок теплових балансів котлоагрегатів 15

o Тепловий баланс котельного агрегату ATON АОГВМ-12 ЕМ 18

o Тепловий баланс котельного агрегату ДS ЛЕМАКС Преміум 12,5 19

o Тепловий баланс котельного агрегату АТЕМ «Житомир 3» КСГ 012 СН 21

o Тепловий баланс котельного агрегату Siberia 2210-012 исп. 3 Siberia 11 22

o Тепловий баланс котельного агрегату Danko Данко-12СР 24

o Тепловий баланс котельного агрегату Термобар КС-Г-12,5 25

o Тепловий баланс котельного агрегату МІМАКС КСГ-12,5 27

6.2. Газовий розрахунок котельного агрегату 28

7. Порівняльний аналіз отриманих результатів 29

8. Висновки 32

9. Література 32

10. Додатки 33

3

1. РЕФЕРАТ

У звіті представлені матеріали науково-дослідної експертизи й комплексних

еколого-теплотехнічних випробувань водогрійних котлів, яка виконувалась

співробітниками ІТТФ НАНУ за договором № 25-07-18/918 від 23 липня 2018 р. з ТОВ

"Спільне українсько-німецьке підприємство "АТЕМ-ФРАНК", м. Житомир.

Метою роботи є: еколого-теплотехнічні випробування водогрійних котлів,

визначення мінімальної питомої витрати палива та викидів шкідливих речовин в

атмосферу, порівняльний аналіз роботи котлів при різних значеннях розрідження в

димоході, визначення ККД та розробка рекомендацій по оптимізації їх подальшого

використання.

Було проведено ознайомлення з технічною документацією наданої замовником

на кожний котел.

Режимно-налагоджувальні дослідження та комплексні еколого-теплотехнічні

випробування проводились на двох основних режимах роботи котлів при

мінімальному та максимальному тепловому навантаженні при значеннях розрідження

в димоході 3,5; 7,0 та 15,0 Па.

Максимально досягнута теплопродуктивність, кожного з водогрійних котлів,

склала близько 12 кВт.

Значення ККД на максимально досягнутому навантаженні склало від 81 до

93,4%, що обумовлено моральнозастарілою конструкцією котлів, використанням при

теплопередачі тільки конвективного виду теплообміну, чутким реагуванням котлів на

аеродинамічний опір в димоходи та іншими режимними характеристиками

обладнання.

Встановлені на котлах атмосферні пальники низького тиску працювали надійно

в дослідних діапазонах навантажень й коефіцієнтів надлишку повітря.

На основі проведених випробувань розроблені розрахунки роботи

котлоагрегатів, визначені екологічні показники роботи котлів, запропоновані заходи,

направлені на підвищення ефективності та надійності роботи обладнання.

Звіт містить 9 розділів, який складаються з 57 стор., 2 рисунків, 15 таблиць, 9

використаних літературних джерел, 7 додатків.

Ключові слова: теплообмін, котел, пальник, горіння, екологія, ККД, продукти

спалювання.

2.BCTYil

3BiTHa TexHiqHa )l;OK)'MeHTaU15I CKJia.n;eHa Ha OCHOBi MaTepiaJJiB, OTpHMaHHX rrpH

BMKOHaHHi eKOJIOro-TeIIJIOTexHiqHMX pe)KMMHMX BMrrpo6yBaHb ceMi BO,ll;OrpiiiHMX KOTJiiB

T:urry AOfB, rroTy)KHicno 12 KBT KO)KHMH rrp:u Ix po60Ti Ha rrp:upo,ll;HOMY ra3i.

3aMOBHMK: TOB "CrriJihHe YKPa1HCbKO-HiMe:U:bKe rri,ll;rrp:uE:MCTBO "ATEM-<l>PAHK",

MiCTO )l(:uTOMMp, ByJI. foIJIMKa, 6.

Po6oT:u rrpoBO,ll;MJIMCb B nmrni 2018 po Ky Ha eKcrrep:uMeHTaJibHO-,ll;OCJii.ll:Hiii )J;iJibHMU:i

3aMOBHMKa. )J,mr rrpoBe,ll;eHH5I ,ll;OCJii,ll;)KeHb 3aMOBHMKOM 6yn:u Ha,ll;aHi BO)J;orpiH:Hi KOTJIM

TerrnoBoIO rrOTy)KHicTIO 6mI3bKO 12,0 KBT YKPa1HCbKOro BHpo6ttHU:rna-ATOH AOfBM-12

EM; ATEM «)l(:uToM:up 3» KCf 012 CH; Danko )J,attKo-12CP; TepMo6ap KC-f-12,5 Ta

pociiicbKOro BMp06HMU:TBa - )J,S nEMAKC ITpeMi)'M 12,5; Siberia 2210-012 HCil. 3 Siberia

11 Ta MIMAKC KCf-12,5. Yci KOTJIH, 3a BMH5ITKOM KOTJia MIMAKC KCf-12,5,

o6Jia)J;HaHHi aTMoc<PepHHMM rranbHMKaMM Ta aBTOMaTHKOIO iTaniiichKOI <PipM:u SIT.

ITp:u rrpoBe)J;eHHi po6iT BH5IBJieHi )'MOBM Ha)J;iHHOl Ta eKOHOMiqttOI po60TH KOTJiiB,

BM3HaqeHi Koe<Piu:irnTM KOpMCHOl )J;il Ta imrri TeXHiKO-eKOHOMiqtti 110Ka3HMKH po60TM

o6Jia)J;HaHH5I.

ITpoBe)J;eHi ,ll;OCJii)J;M 110 BM3HaqeHHIO BMiCTY OKCH)J;iB a30TY Ta Byrneu:IO B rrpO,ll;YKTaX

ropiHH5I, BllJIHB pe)KMMHMX <PaKTOpiB Ha KK)J, i Be1111q:utty BMKH)J;iB.

3a pe3yJibTaTaMM BMrrpo6ysaHb CKJia)J;eHO TeXHiqffMH 3BiT rrpo HaYKOBO-,ll;OCJii.ll:HY

po60Ty.

CnucoK BHKOHaBQiB

n.p> . IToca,11,a I ·''

'·"i>

1 I1i)J;Il~C ,.

1. )J:eMqettKo B.r. 3aB. BlMlJIY, K.T.H

2. Tpy6aqoB A.C. C.H.C., K.T.H.

3. MaKapeHKO n.A. rorr. Texttorror

4. fpOHb C.C. itt)Kettep 1 KaT.

5. )l(oBHapYK €.f. rrpoBi)J;HHH iH)Kettep

5

3. ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДОСЛІДНОЇ ДІЛЬНИЦІ

Дослідна дільниця підприємства ТОВ "АТЕМ-ФРАНК", знаходиться в місті

Житомир, вул. Бялика, 6 та обладнана дослідним стендом для проведення випробувань

водогрійних котлів потужністю до 100 кВт.

Система теплопостачання - відкрита з примусовою циркуляцією по

температурному графіку 90-40°С. Для циркуляції теплоносія використовується насос

котлового контуру. Регулювання протоку забезпечується шаровими кранами.

Регулювання температури теплоносія забезпечується об’ємом протоку та шляхом

зміни потужності пальника.

Для зберігання хімічно очищеної води використовується бак ємністю 1,5м3.

Якість під живлючої води згідно з ДНАОП 0.00-1.26.96. Для обліку витрат природного

газу котельні встановлений лічильник газу ЛГК-80.

Паливо - природний газ, що подається з газопроводу з середнім тиском 3 кг/см²

до ГРП, де редукується до 0,3 кг/см² з подальшим зниженням до 200 кг/см².

Регулювання розходу газу здійснюється шаровими кранами.

Досліджувані котли сертифіковані в Україні і мають високий коефіцієнт

корисної дії (81÷93%) при повному згорянні палива. Котли оснащені системами

автоматичного розпалу та захисту, що забезпечує їх експлуатацію без постійного

обслуговуючого персоналу.

При спалюванні газу в повітря надходять оксиди азоту, вуглецю та інші

шкідливі речовини. Відвід продуктів згоряння від котлів здійснюється сталевою

димовою трубою висотою 15 м та діаметром виходу 300 мм оснащену димососом та

шиберними засувками. Регулювання розрідження в димоході забезпечується

шиберними засувками.

Основні проектні техніко-економічні показники котлів при спалюванні газу

надані у додатку №1.

6

ЗАТВЕРДЖУЮ:

Генеральний директор

ТОВ "Спільне українсько-німецьке підприємство

"АТЕМ-ФРАНК"

Тер-Тумасов А.О.

4. ПРОГРАМА

«Проведення експериментальних тепло-екологічних випробувань та

порівняльних розрахунків водогрійних котлів, що працюють на газовому паливі»

Мета роботи: виведення котлів спільно з котельно-допоміжним обладнанням на

оптимальні режими роботи при мінімальному та максимальному тепловому

навантаженні з метою порівняльного аналізу їх роботи при різних значеннях

розрідження в димоході та визначення ККД, вмісту оксидів азоту, вуглецю й розробці

рекомендацій по оптимізації подальшого використання.

1. Підготовчі роботи

1.1. Ознайомлення з технічною документацією.

1.2. Виконання заходів з техніки безпеки, промисловій санітарії та протипожежній

безпеці.

1.3. Зовнішній огляд котлів і котельно-допоміжного обладнання. Перевірка

відповідності монтажу проектній документації. Перевірка оснащеності КВП та А,

засобами регулювання, захисту і сигналізації.

1.4. Перевірка і регулювання запобіжних, запірних і скидних пристроїв.

2. Наладка оптимальних режимів горіння

2.1. Проведення дослідів по визначенню оптимальних режимів роботи котлів.

2.2. Досліди по визначенню вмісту оксидів азоту і вуглецю в продуктах горіння, вплив

режимних факторів на величину викидів.

2.3. Проведення балансових дослідів при оптимальних режимах з виявленням техніко-

економічних показників.

2.4. Визначення масових концентрацій викидів оксидів азоту, вуглецю на виході з

котлів у процесі проведення балансових дослідів.

2.5. Визначення впливу величин окремих теплових витрат на ККД котлів.

2.6. Оформлення проміжної технічної документації.

3. 3aKJUOqHi po60TH

3 .1. 06po6Ka MaTepianiB .n:ocm,n:HHX po6iT Ta eKOJIOro-TeIIJIOTeXHiqmrx lCIIHTlB, aHaJI13

OTpHMaHFIX .ll:aHHX.

3.2. P03po6Ka peKOMeH,n:aujH: Ta 3axo,n:iB 3 Be,n:eHmI eKOHOMiqHo"i eKcrrrryarnu:i"i o6rra,n:HaHH51

Ta 3HmKeHHIO BHKH.ll:lB a30TY Ta Byrrreu:IO.

3.3. CKrra,n:aHH51 TexHiqHoro 3BiTy 3 .n:ocrri,n:HHX po6iT Ta eKorroro-TenrroTexHiqttHX icnHTiB.

Y3ro,n:)l{eHH51 TexHiqHoro 3BiTy y «3aMOBHHKa».

*IlpwwimKa: BUMipu napGMempie i KOHifeHmpaifiu euKuoie npoeoo5lmbC5l KOJICHi I 0-15

xeUJ1u1-1. KK,l(-6pymmo eu31-1attacmbc5l no 3eopom1-10My 6aJ1a1-1cy.

CKJIAB:

rorr. TeXHOJIOr BITTT ITT<I> HAHY ~A. lV!aKapeHKO

Y3f0,Z:()KEHO:

)l{eHep TOB "CnirrLHe YKPa"iHCbKO-HiMeU:LKe ni.n:rrpm:Mcrno "

HJLJ .LV JA'" llV .. AHK"

-f----1t-'-11!'-*'H"---,<----0.1. My.n:pieBCbKHH

8

5. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ РОБІТ

Згідно з програмою на всіх досліджуваних котлах було проведено по три основних

балансових досліді після визначення оптимальних коефіцієнтів надлишку повітря при

найменших викидах токсичних компонентів.

Режимні випробування проводились при оптимальних значеннях коефіцієнта

надлишку повітря, при цьому фіксувалися витрати газу на пальнику та інші необхідні

параметри. При проведенні режимних і балансових іспитів газовий аналіз і заміри

температури продуктів горіння проводились в газоході за котлом.

При визначенні ККД - брутто котла використовувався метод зворотного балансу.

Заміри складу вихідних газів, їх температури та температури повітря перед пальником

проводились комп’ютерним газоаналізатором rbr-ekom-KD (зав. № 913) без зупинок на

протязі випробування.

Роздруківка показань газоаналізатора приведена в додатку №2.

Специфікація приладів для вимірювання (ЗВТ) та їх характеристики наведено у

таблиці 5.1.

Таблиця 5.1. Специфікація приладів вимірювання

№

п/п

Назва і умовне

позначення ЗВТ

Назва показника об’єкта,

що вимірюється

Основні метрологічні

характеристики ЗВТ

1

Газоаналізатор

rbr-ecom KD

Коефіцієнт корисної дії,

вміст оксидів вуглецю та

азоту, вміст кисню,

температури повітря та

вихідних газів, розрідження

O2 , NO: 0 4000 ррм

CO: 0 20000 ррм

= 5 ррм ( 125 ррм)

= 10 ррм

= 4% ( 125 ррм ) = 4%

Температура:

0 25% 10 1000 С

=0,1% = 0,3%

2

Багатофункційний

прилад testo 435-4

Швидкість, вологість,

диференційний тиск Диференційний тиск:

2525мбар =0,02 мбар

= 2%

Швидкість:-020м/с,

=0,03м/с,

= 4%

Вологість 0100% = 2%

3 Тепловізор

ТІ-160

Розподіл температур на

зовнішньої поверхні котла

в діапазоні від -20°С до 120°С,

=2°С

в діапазоні від 0°С до 350°С,

=2°С

4 Інфрачервоний

термометр DT-

8867H

Безконтактне вимірювання

температури поверхонь

в діапазоні від 20°С до 500°С,

(1%+1°С)

Схема проведення вимірів приводяться нижче у цьому ж розділі.

9

Свідоцтва про державну метрологічну атестацію засобів вимірювальної техніки

надано у Додатку №3.

Розрахунки проводились по загальній методиці зворотного балансу з

визначенням втрат тепла. Формули, використовувані при проведенні розрахунків,

проведені нижче в розділі «Методика обробки результатів випробувань».

Запис показань газового лічильника та інших приладів проводився кожні 10

хвилин. Виміри та розрахунки СО, NOx та інших забруднюючих речовин проводились

згідно 1, 2. Теплові характеристики теплоізоляції елементів котла визначалися шляхом

аналізу отриманих результатів по термограмах (заміри тепловізором) та у важкодоступних

місцях пірометром.

5.1. МЕТОДИКА ОБРОБКИ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАНЬ

Обробка отриманих результатів проводилась згідно «Методичних посібників по

проведенню комплексних еколого-теплотехнічних іспитів котлів, що працюють на газі»

(Інститут газу НАН України, 1992р.), та методик ГДК 34.02.305-2002 (від 01.07.2002).

Таблиця 5.2. Методика отримання теплотехнічних показників роботи котлів

№

п/

п

Найменування

величин

Позна

чення

Розмір-

ність

Способи отримання величин

1 2 3 4 5

1. Паливо – природний газ

1. Компонентний склад - - По сертифікату якості газу

2. Нижча теплота згорання Q Р

Н Ккал/м³ По сертифікату якості газу

1 Ккал/ м³=419 кДж/ м³

3. Теоретична необхідність

кількості повітря для

пальника

V О м³ /м³ V

О=0,0476 •

2

22

4

5,15,05,0

OHCn

m

SHHCO

nm

4. Максимальний вміст

СО2 в сухих продуктах

згорання

СО МАХ

2

%

2

2

76,4100 О

СО100

5. Максимальний вміст

СО2 по результатах

аналізу палива

СО МАХ

2

%

0

242

42

79

100

VNHCnCHCOCO

HCnСНСОСО

mn

mn

6. Витрати газу по

лічильнику В

ЛІЧ м 3 /год заміряно

7. Витрати газу фактичні ВГ м 3 /год

ВЛІЧ

Г

ГБ

t

РР

237385,0

2. Мережна вода

8.

Тиск води на виході з

котла, вході в котел Р

вих

Рвх

кгс/см 3

заміряно

9. Температура мережної

води до котла, після

котла

Твх

Твих

о С

заміряно

10

10. Теплопродуктивність

котла Q

к Гкал/го

д В

Г P

HQ η бр310

3. Гази, повітря

11. Склад газів за котлом А По даних аналізу

12. Коефіцієнт надлишку

повітря

α - N2/ N

2- 3,76

2О

13. Тиск газу перед

пальником Р Г

П мм в.ст. заміряно

14. Температура повітря,

газів t

П, T

к 0 С заміряно

15. Розрідження, тиск газів

за котлом S

К мм в.ст. Заміряно

4. Тепловий баланс

16 Втрати тепла з

вихідними газами q

2 % аналізатор

17 Втрати тепла від

хімічного не згорання q

3 % РhСННСО /1005,858,252,30 42

18 Відношення дійсного

об’єму сухих продуктів

згоряння до

теоретичного об’єму

сухих газів, при повному

згорянні палива при

1

h

-

CO max

2/ 42 CHOCOC

19 Кількість тепла, яке

виділяється при повному

згорянні палива при

1

Р′

ккал/м³

Для природного газу

Р′ = 1000

20 Втрати тепла в

навколишнє середовище q

5 % q

ном

5 х ./ фактном QQ

21 ККД-брутто котла по

зворотному балансу η

k

бр % 100-( q2+q

3+q

5)

22 Питомі витрати палива

на одиницю тепла,

виробленого котлом

bН

м 3 /Гкал

10 6100/Q

PH η

k

бр

23 Питомі витрати

умовного палива на

одиницю виробленого

тепла

bУП

кг у.п./

Гкал

1,4310 4 / ηk

бр

5. Викиди групи СО, NOх, вихідних газів

24 Об’ємна концентрація

СО

Vco % заміряно


О2 Vо

2 % заміряно


діоксидів VRо

2 % заміряно

27 Масова концентрація

NOx

CNOx мг/м 3 заміряно


СО

CCO мг/м 3 заміряно

11

29 Масова концентрація NOx

приведена до нормальних

умов 0 о С, 760мм.вод.ст.

при α=1

C XNO

α=1

мг/м 3

2,784 CNOxh(2,73+T)/P .бар


СО приведена до

нормальних умов при

α=1

C СО α =

1

м г/м 3

2,784 CCO h(2,73+T)/P .бар

31 Коефіцієнт розбавлення h - VRо2

max /( VRо2+ Vco +VCH4)

32 Теоретична

концентрація діоксидів в

сухих продуктах

згоряння при α=1

VRо2

max

%


V=11,8

33 Нижча теплота згоряння

палива віднесена до

об’єму сухих продуктів

згоряння при α=1

L

МДж/м3


L=4,187 (по таблиці)

34 Атмосферний тиск Рб мм

рт.ст.

заміряно

35 Температура проб

викидів для аналізу

Т

ºС

заміряно

36 Теоретичний об’єм

водяної пари в

продуктах згоряння

VºH2O

м³/м³

0,01(Н2

+2СН4

+Н2

S+ Cn 2/ mHn+

+0,12dr)+0,16Vº

37 Об’єм сухих продуктів

згоряння

V СГ

К

м³/м³

''' 242

242

nm

nm

HmCSOCHOCCO

HmCSHCHCOСO

38 Об’єм водяної пари в

продуктах згоряння V ОН2

м³/м³ Vо +0,016(α – 1)Vo

39 Об’єм азоту

при α=1,0 VºN

2 м³/м³ 0,79 Vo + N

2/100

40 Повний об’єм продуктів

згорання при α>1,0

Vºr м³/м³ Vº

2RO + VºN2

+ VºH2

O+0,016•

•(α-1)V0

41 Загальна кількість

димових газів V

r м³/год. B

rV 0

r (273+T)/273

42 Питомі викиди NOx на

1 Гкал виробленого

тепла

ВNOx

г/Гкал

BrC

NOxα=1Vºcг10

3/Qк

43 Питомі викиди CO на

1Гкал виробленого

тепла

ВCO

г/Гкал

BrC

COα=1Vºcг10

3/Qк

44 Питомі викиди на 1м 3

спалюваного газу:

bNOx

bCO

г/м³

г/м³

CNOx

α=1Vºcг103

/ Br

CCO

α=1Vºcг103

/ Br

45 Секундний викид СО С сек СО г/с ВСОQк/3600

46 Секундний викид NOx C сек NOx г/с ВNOxQк/3600

12

5.2. СПЕЦИФІКАЦІЯ ПРИЛАДІВ ДЛЯ ВИМІРЮВАНЬ

НА ВОДОГРІЙНИХ КОТЛАХ

№

п/п


вимірів

Прилади для вимірів Клас

точності

Верхній рівень

вимірювань

Т И С К

1. Вода перед та за

котлом

Манометр 1,5 10 бар

2. Газ перед

лічильником

Манометр 1,5 1 бар

3. Газ перед котлом Манометр 1,5 60 мбар

4. Газ перед пальником Мікроманометр

МА200

1,5 40 мбар

5. Повітря на пальнику Мікроманометр МА200 1,5 10 кПа

6. Вихідні гази за

котлом

Мікроманометр МА200 1,5 10 кПа

Т Е М П Е Р А Т У Р А

7. Вода на вході в котел Термометр - 120 ºС

8. Вода на виході з

котла

Термометр - 120 ºС

9. Повітря перед

пальником

газоаналізатор rbr-ekom-KD 50 ºС

10. Вихідні гази Термометр на панелі

керування rbr-ekom-KD

згідно паспорта

приладу

11. Газ перед

лічильником

Термометр технічний 120С

В И Т Р А Т И

12. Газу на котел Газовий лічильник - 250 м3/ч

Г А З О В И Й А Н А Л І З

13. Склад вихідних газів газоаналізатор rbr-ekom-KD згідно паспорта

приладу

5.3. СХЕМА РОЗМІЩЕННЯ ТОЧОК ВИМІРІВ

Рис. 1. Схема вимірів параметрів роботи котлів

13

6. РОЗРАХУНОК ОБ’ЄМУ ПОВІТРЯ ДЛЯ ГОРІННЯ, СКЛАД ТА ТЕПЛОВМІСТ

ПРОДУКТІВ ЗГОРАННЯ

Розрізняють вищу та нижчу теплоту згорання палива.

Вища теплота згорання палива Qвр – теплота, що виділяється при повному

окисненні горючих складових палива і теплота що виділяється при конденсації

водяної пари, що міститься в продуктах згорання палива.

Нижча теплота згорання палива Qнр – теплота, що виділяється при повному

окисненні всіх горючих складових палива.

З протоколу якості газу Бердичівського ЛВУ МГ (Додаток №4), маємо такий

компонентний склад газу:

одиниці

виміру

Насичені вуглеводні Інші гази

мет

ан

етан

пр

оп

ан

н-б

ута

н

ізо

бу

тан

н-п

ен

тан

ізо

пен

тан

нео

пен

тан

гекса

ни

азо

т

діо

кси

д

ву

глец

ю

ки

сен

ь

Мол. % 89.4017 5.1623 1.2312 0.2092 0.1368 0.0505 0.0496 0.0037 0.1113 1.6632 1.9771 0.0035

Повний об'єм продуктів згоряння визначається як сума об'ємів окремих газів,

віднесених до одиниці палива

N2г CO2 SO2 CO H2 CmHn O2 H2O+ V V =V +V +V +V + V +V +V

До продуктів повного згорання відносяться CO2 , SO2 , H2O, до про дуктів

неповного згорання – СО, Н2, СmHn. Крім того, в газах є складові повітря N2 і О2.

В розрахунках використовується поняття об’єму трьохатомних газів:

RO2 CO2 SO2V =V +V

та об’єму двоатомних газів

R2 N2 O2V =V +V

Теоретична кількість сухого повітря, необхідного для повного згоряння 1 м3

газоподібного палива, м3/м

3:

0

2 2 20,0476 0,5 0,5 1,5 ( )4

m n

nV CO H H S m C H O

де СО, Н2,Н2S – вміст компонентів газу по об’єму, %.

Теоретичний об’єм двохатомних газів в продуктах згоряння (N2), м3/м

3:

2

0 0 20,79100

N

NV V

14

Об’єм сухих трьохатомних газів в продуктах згоряння (CO2+SO2), м3/м

3:

2 2 20,01 ( )RO m nV CO CO H S m C H

Теоретичний об’єм водяних парів в продуктах згоряння, м3/м

3:

2

0

2 2 .0,01 ( 0,124 ) 0,01612

H O m n г тл

nV H S H C H d V

де dг.тл – вологовміст газоподібного палива, віднесене до 1 м3 сухого газу. В

розрахунках приймають dг.тл = 10 г/м3.

Для коефіцієнту надлишку повітря α > 1, об’єм водяних парів в продуктах

згоряння, м3/кг (м

3/м

3):

2 2

0 00,0161 ( 1)H O H OV V V

Для коефіцієнту надлишку повітря α > 1, сумарний об’єм димових газів, м3/кг

(м3/м

3):

2 2 2

0 0 ( 1)г RO N H OV V V V V

Об’ємна доля сухих трьохатомних газів, 2

2

RO

ROг

Vr

V .

Об’ємна доля водяних парів, 2

2

Н O

Н Oг

Vr

V .

Сумарна об’ємна доля всіх трьохатомних газів 2 2n RO H Or r r .

Температура конденсації водяних парів, °С

219,48 ln( ) 91.48k H Ot r

Мінімально допустима температура на поверхні нагріву, °С для газоподібного

палива:

10ст kt t

Ентальпія газоподібних продуктів згорання визначається як сума ен- тальпій

окремих складових димових газів:

2 2 2 2 2 2

0 0 0( ) ( ) ( ) ( 1) ( )ух RO RO N N H O H O повI V c V c V c V c

де VRO2,VH2O,VN2, – об’єми складових газів, м3/м

3;

(cϑ),– питомі ентальпії складових газів, кДж/м3, визначаються за табл. 6.1.

Ентальпія холодного повітря на вході в пальник 0 0 0,32хв хвI V t

де tхв – температура холодного повітря в котельній, 30 °С.

15

Таблиця 6.1. Питомі ентальпії складових газів

, С спов ,

кДж/м3

сRO2 ,

кДж/м3

сN2 ,

кДж/м3

сH2O , кДж/м

3

сзл ,

кДж/кг

20 26

30 39

100 132 169 130 151 81

200 266 357 260 304 169

300 403 559 392 463 264

400 542 772 527 626 360

500 684 996 664 794 458

600 830 1222 804 967 561

700 979 1461 946 1147 663

800 1130 1704 1093 1335 768

900 1281 1951 1243 1542 874

1000 1436 2202 1394 1725 984

1100 1595 2457 1545 1926 1096

1200 1754 2717 1695 2131 1206

1400 2076 3240 2009 2558 1571

1600 2403 3767 2323 3001 1830

1800 2729 4303 2642 3458 2184

2000 3064 4843 2964 3926 2512

2200 3399 5387 3290 4399 2760

6.1. Розрахунок теплових балансів котлоагрегатів

Ефективність використання палива в котлоагрегаті визначається двома факторами:

повнотою процесу спалювання палива і глибиною охолодження продуктів згорання

(Products of combustion).

Більша частина теплоти, яка вноситься в котельний агрегат, сприймається

поверхнями нагріву і передається робочому тілу. За рахунок цієї теплоти відбувається

нагрів води до температури кипіння, далі випаровування води і перегрів пари. Це –

корисно використана теплота.

Решта теплоти, що складає приблизно 6…20 %, не використовується на отримання

та перегрів пари. Це пояснюється різного роду втратами теплоти, що супроводжують

роботу котла.

Розподіл корисної теплоти та внесеної в котлоагрегат виконується шляхом

складання теплового балансу котла (Thermal balance).

В загальному вигляді рівняння теплового балансу котла при усталеному режимі

роботи записується так:

Qн = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

де Qн – наявна теплота на 1 кг (1 м3) палива, кДж/кг або кДж/м3;

16

Q1 – корисно використана теплота, кДж/кг або кДж/м3;

Q2 – втрати теплоти з відхідними газами, кДж/кг або кДж/м3;

Q3 – втрати теплоти від хімічної неповноти згорання, кДж/кг або кДж/м3;

Q4 – втрати теплоти від механічної неповноти згорання, кДж/кг або кДж/м3;

Q5 – втрати теплоти в навколишнє середовище через стіни котла, кДж/кг або кДж/м3;

Q6 – втрати з фізичною теплотою шлаку, кДж/кг або кДж/м3.

Відношення корисної теплоти до наявної називається коефіцієнтом корисної дії, за

прямим балансом:

11р k

н

Qq

Q

ККД котла може бути визначений за прямим та зворотнім балансом.

ККД за зворотнім балансом визначається за формулою:

2 3 4 5 6100 ( )k q q q q q

КПД показує на скільки ефективно використовується наявна теплота.

При спалюванні газоподібного палива, 334720 кДж/мр

н нQ Q .

Корисна теплота:

Q1 = G • (T2 - T1) • c

де: G – витрата води через котел, м3/год.

T2 і T1 – температура води на виході і вході в котел,

c – питома теплоємність води, с = 1,163 кВт год / кг K

Втрати теплоти

1. Втрати теплоти від механічної неповноти згоряння.

По довідковим даним в літературі [1, с. 46-49] враховуючи вид використаного палива і

тип топкового пристрою, визначають процентний вміст механічного недопалу q4. При

спалюванні газоподібного палива q4= 0%.

2. Визначення втрат з димовими газами:

0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I qq

Q

;

де Iух – ентальпія вихідних газів кДж/кг, визначається в залежності від температури

вихідних газів ϑ °С, по діаграмі 2.1.

3. Визначаються втрати теплоти від хімічної неповноти згоряння.

По довідковим даним в літературі [ 1, с. 46-49] з урахуванням виду використаного

палива і типу топкового устаткування визначається процентний вміст значення хімічного

недопалу q3.

4. Втрати теплоти від зовнішнього охолодження q5 %, визначаються по довідковим

даним [2, с. 25]

5. Втрати з фізичною теплотою шлаку для газоподібного палива відсутні, q6 = 0%.

EHTaJihrri'i .[(HMOBHX ra3iB y qacTHHKax ra3oaoro TPaKTY Haae.n:eHi Ha .z:i:iarpaMi 6.1.

50000

45000

40000

I 135000

I 30000

25000

20000

15000

j 10000

I 5000

I=f(-0)

~Ir

a, 0c

,LI:iarpaMa 6.1- EHTaJihnil i.HMOBHX ra1iB y qacTHHax ra10Boro Tpaicry

Po3paxyttKH Terrnoa11x 6anaHcia KOTJioarperana 3Be.n:eHo B rn6nm~i 6.2. - 6.9.

1 '7

18

Таблиця 6. 2. – Тепловий баланс котельного агрегату ATON

Величина Одиниця

виміру

Результат

Найменування Позна-

чення

Формула

або спосіб

розрахунку

Розрідження

3,5 15

1 2 3 4 5 6

Теплота палива р

рQ р

нQ 3

кДж

м 34720

Втрата теплоти від хімічної неповноти

згоряння 3q Таблиця 4.4.

c.49 [6, 8] %

0,5

Втрата теплоти від механічної

неповноти згоряння 4q Таблиця 4.4.

c.49 [6, 8] %

0

Втрата теплоти від зовнішнього

охолодження 5q Рис. 3-4,

стор.24 [9] %

0,8

Температура газів, що відходять ухt З вимірів

газоаналізатора С 93

95

Ентальпія газів, що відходять гI З діаграми

6.1 3

кДж

м 4983

8381

Температура повітря в котельній .х вt За умовою С 30

Ентальпія повітря в котельній .х вI 0 0 0,32хв хвI V t

3

кДж

м 380,47

Втрата теплоти з газами, що відходять 2q

0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I qq

Q

% 10,38

17,36

Сума теплових втрат iq 2 3 4 5q q q q

% 11,68

18,66

ККД 100 iq % 88,31

81,33

Коефіцієнт збереження теплоти 5

5

1q

q

1 0,98

0,98

ККД за прямим балансом k 11 k

к

Qq

Q %

88,5

80,1

19

Теплота, що корисно використовується

в агрегаті 1Q Q1 = G • (T2 - T1)•c

кВт

11,07

10,01

Збіжність теплового балансу ∆ 100к

% 0,2 1,5

Витрата палива B Паспортні

дані

3м

год 1,5

Коефіцієнт використання палива ϕ 1

В

Q

3м

Гкал 162.36

Коефіцієнт надлишку повітря З вимірів

газоаналізатора 1 3,62

6,18

Таблиця 6.3. – Тепловий баланс котельного агрегату Лемакс

Величина Один

иця

вимір

у

Результат


чення

Формула або спосіб



3,5 15

1 2 3 4 5 6


рQ р

нQ 3

кДж

м 34720

Втрата теплоти від хімічної

неповноти згоряння 3q Таблиця 4.4. c.49 [8] % 0,5


неповноти згоряння 4q Таблиця 4.4. c.49 [8] % 0


охолодження 5q Рис. 3-4, стор.24 [9] %

0,9



165

Ентальпія газів, що відходять гI З діаграми 6.1 3

кДж

м 7343

10570

20


Ентальпія повітря в котельній .х вI 0 0 0,32хв хвI V t 3

кДж

м 380,47

Втрата теплоти з газами, що

відходять 2q

0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I qq

Q

% 17,72

25,32

Сума теплових втрат iq 2 3 4 5q q q q % 19,02

26,72

ККД 100 iq % 80,97

73,27


5

1q

q

1 0,98

0,98


к

Qq

Q % 81,2 74,99

Теплота, що корисно

використовується в агрегаті 1Q Q1 = G • (T2 - T1) • c

кВт

10,15

9,44


% 0,28 2,3

Витрата палива B Паспортні дані 3м

год 1,53


В

Q

3м

Гкал 161.28



4,67

21

Таблиця 6.4 – Тепловий баланс котельного агрегату ATЕМ

Величина

Одиниця

виміру

Результат

Найменування Позначен

ня

Формула

або спосіб


Розріджен

ня 3,5 15

1 2 3 4 5 6


рQ р

нQ 3

кДж

м 34720



c.49 [8] %

0,5

Втрата теплоти від механічної неповноти


c.49 [8] %

0



стор.24 [9] %

0,7



151


6.1 3

кДж

м 2879

3350


Ентальпія повітря в котельній .х вI 0 0

0,32хв хв

I V t

3

кДж

м 380,47


0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I qq

Q

% 6,61

7,97


9,17

ККД 100 iq % 92,18

90,82


5

1q

q

1 0,99

0,99


к

Qq

Q % 94,1 92,1

22

Теплота, що корисно використовується в

агрегаті 1Q

Q1 = G • (T2 - T1) •

c

кВт 12,09 11,65

Збіжність теплового балансу ∆ 100

к

% 2 1,4


дані

3м

год 1,5


В

Q

3м

Гкал 147.60



2,69

Таблиця 6.5 – Тепловий баланс котельного агрегату SIBERIA

Величина Одиниц

я

виміру

Результат

Найменування Позначенн

я

Формула або

спосіб


Розрідженн

я 3,5 15

1 2 3 4 5 6


рQ р

нQ 3

кДж

м 34720



c.49 [8] %

0,5

Втрата теплоти від механічної неповноти


c.49 [9] %

0



стор.24 [11] %

0,9



143


6.1 3

кДж

м 7615

13054


23


0,32хв хв

I V t

3

кДж

м 380,47

Втрата теплоти з газами, що відходять 2q 0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I qq

Q

% 12,99

23.22


% 14,39

24,62

ККД 100 iq % 85.61

75,38


5

1q

q

1 0,98

0,98


к

Qq

Q % 86,7 76,39

Теплота, що корисно використовується в

агрегаті 1Q

Q1 = G • (T2 - T1) • c

кВт 10,05 8,86


% 0,5 1,3


дані

3м

год 1,38


В

Q

3м

Гкал 159,69


газоаналізатора 1 3.6

6.74

24

Таблиця 6.6. – Тепловий баланс котельного агрегату Данко

Величина Одиниц

я

виміру

Результат

Найменування Позначен

ня

Формула або

спосіб



3,5 15

1 2 3 4 5 6


рQ р

нQ 3

кДж

м 34720



c.49 [8] %

0,5


неповноти згоряння 4q Таблиця 4.4.

c.49 [8] %

0



стор.24 [9] %

0,9



128


6.1 3

кДж

м 5202

11024



0, 32хв хв

I V t 3

кДж

м 380,47


0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I q

q

Q

% 12,2

24,78


% 13,61

26,18

ККД 100 iq % 86.3

73.81


5

1q

q

1 0,98

0,98

ККД за прямим балансом k 1

1 k

к

Qq

Q

%

86,28

73,23

25

Теплота, що корисно використовується

в агрегаті 1Q

Q1 = G • (T2 - T1) • c

кВт

10,78

9,17


% 0,2 0,8


дані

3м

год 1,44


В

Q

3м

Гкал 154.80



6.36

Таблиця 6.7 – Тепловий баланс котельного агрегату Термобар

Величина Одиниця

виміру

Результат


чення




3,5 15

1 2 3 4 5 6


рQ р

нQ 3

кДж

м 34720






охолодження 5q Рис. 3-4, стор.24 [2] % 0,9



104

Коефіцієнт розведення димових

газів Кр DIN 4795 % 0,1

0,16

26


кДж

м 5377

6814



0,32хв хв

I V t 3

кДж

м 380,47



0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I qq

Q

% 12,09

14,22


15,62

ККД 100 iq % 86,5

84,37


5

1q

q

1 0,98

0,98


к

Qq

Q %

88,2

83,95


використовується в агрегаті 1Q

Q1 = G • (T2 - T1) •

c

кВт

11,02

10,49


% 1,96 0,5


год 1,5


В

Q

3м

Гкал 164.88


газоаналізатора 1 3,82 4,77

27

Таблиця 6.8 – Тепловий баланс котельного агрегату МИМАКС

Величина Одини-

ця

виміру

Результат


чення




3,5 15

1 2 3 4 5 6


рQ р

нQ 3

кДж

м 34720






охолодження 5q Рис. 3-4, стор.24 [9] % 0,9



289


кДж

м 5369

10155



0,32хв хв

I V t 3

кДж

м 380,47



0

4

2

( ) (100 )ух хв

р

н

I I qq

Q

% 13,99

26,54


27,94

ККД 100 iq % 84,6

72,05


5

1q

q

1 0,98

0,98

ККД за прямим балансом k 1

1 kк

Qq

Q % 85,53 73,53

28


використовується в агрегаті 1Q

Q1 = G • (T2 - T1) • c

кВт 10,69 9,19


% 1,099 2,05


год 1,5


В

Q

3м

Гкал 163.08



2,47

6.2. Газовий розрахунок котельного агрегату

Таблиця 6.9. – Теоретичні об’єми газів по сертифікату

Величина Позна-

чення Розрахункова формула

Результат, 3

3

м

м

Теоретична

кількість сухого

повітря,

необхідного для

повного

спалювання

палива

0

повV 2 2 20,0476 ( ) 0,5( ) 1,54

m n

nm C H CO H H S O

9,86

Теоретичний

об’єм азоту 2

0

NV 0

20,79 0,01повV N

7,8


об’єм

трьохатомних

газів

2ROV 2 20,01 m nCO CO H S mC H

1,07


об’єм водяної

пари 2

0

H OV 0

2 2 . .0,01 (0,5 ) 0,124 0,0161m n г тлH S H nC H d V

2,45


об’єм продуктів

згорання

0

гV 2 2 2RO H O NV V V 11,33

29

7. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ОТРИМАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ

Побутові опалювальні газові котли залишаються популярним продуктом на

українському ринку опалювальної техніки. До 50% опалювальних котлів що продаються в

Україні займають котли імпортного виробництва. Щойно 50% потреб ринку покривається

котлами вітчизняного виробництва. Одними з моделей, що масово виготовляються та

масово продаються довгі роки є підлогові котли типу АОГВ, що працюють на газу.

При проведенні аналізу роботи котлів необхідно враховувати втрати теплоти які не

підлягають точному аналітичному вирішенню. До них відносяться:

- Зміна температури живильної води на 10С приводить до збільшення або зменшення

загальної витрати теплоти, яка виробляється котлом, на 1%.

- Відомо, що зі збільшенням теплопродуктивності котла питомі втрати у навколишнє

середовище q5 зменшуються, а питомі втрати з викидними газами q2, хімічним q3 і

механічним q4 недопалом збільшуються. Спочатку зниження втрат q5 більше за

збільшення втрат q2 + q3 + q4 і ККД котла зростає, але потім втрати q2 + q3 + q4

зростають скоріше, ніж зниження q5 і ККД починає знижуватись.

- Якщо знати залежність ККД котла від теплового навантаження можна встановити

втрату палива при недозавантаженні котла в режимі зниженого тиску газу й

раціональний режим його роботи.

- Втрати теплоти нагрітими поверхнями в навколишнє середовище можуть бути

значними. Наприклад, стінкою з температурою 1500С при температурі

навколишнього середовища 250С з 1 м

2 втрачається 1920 ккал/год. В результаті

теплових втрат знижуються параметри теплоносія.

- Наднормативне підвищення коефіцієнту надлишку повітря на 0,2 підвищує втрату

теплоти з відхідними газами на 1–2%, ККД котлоагрегату знижується на 2%, втрата

палива підвищується на 2,5–3%.

- Порушення теплової ізоляції котла на 30% і більше приводить до наднормативної

втрати теплоти на 1–2%.

- Збільшення об’єму продуктів згоряння палива на 80–90% внаслідок розбавлення їх

повітрям, збільшує втрату теплоти від хімічної неповноти згоряння палива у 2 рази.

- Відхилення вмісту СО2 у відхідних газах від оптимального значення на 1%

збільшує перевитрату палива котлоагрегатом на 0,6%.

- Наявність накипу на внутрішній поверхні котла товщиною 1 мм збільшує витрату

палива на 2%.

- Відхилення навантаження котла від оптимального на 10% в бік зменшення

приводить до перевитрати палива на 0,2%, а в бік збільшення – на 0,5%.

В цій роботі проаналізовані технічні, екологічні та економічні показники моделей

побутових котлів типу АОГВ, розрахованих на опалення будинків із загальною площею

близько 100 квадратних метрів, їх характерними особливостями – є:

- відсутність вентиляторних пальників і можливість використання в гравітаційних

системах опалення, без підключення до електромережі;

- зменшена циркуляція води в системі опалення;

- коефіцієнт корисної дії – близько 90%, який досягається шляхом розширення

площі теплообміну та невеликої кількості води в котлі;

30

- фарбування антикорозійними емалями й лаками;

- безшумна робота;

- низька вартість.

Отримані данні ілюстровані зведеною таблицею 7.1.

Таблиця 7.1. Звідна відомість основних показників котлів типу АОГВ

№


параметру та

одиниця

виміру

Найменування апарату

АТОН

АОГВМ-

12 ЕМ

ЛЕМАКС

Преміум

12,5

АТЕМ

Житомир3

КСГ 012

СН

Siberia

2210-012

исп. 3

Siberia

11

Danko

Данко-

12 СР

Термобар

КС-Г-

12,5 ДS

МІМАКС

КСГ-

12,5

1 ККД, % 88,31…

81,33 81,2…75

92,18…

90,82 86,7…74

86.3…

73.81 88,2…86,5 84,6…72,05

2

Витрата газу

згідно

паспорту

котла, м3/год

1,5 1,53 1,5 1,38 1,44 1,5 1,5

3

Коефіцієнт

використання

палива,

м3/Гкал

162.36 161.28 147.60 159,69 154.80 164.88 163.08

4 Метало-

місткість,

кг/кВт

3,6 4,4 3,92 4,4 4,3 3,64 3,7

5 Приведена

вартість, $/кВт 6,24 5,67 5,15 6,33 4,22 4,66 3,27

З таблиці наочно видно, що всі досліджувані моделі мають практично однакові

показники. Всі виробники декларують ККД котла не менше 90%, однак проведені

розрахунки не підтверджуються та не збігаються з паспортними даними, наші розрахунки

підтверджують, що тільки котли торгової марки АТЕМ мають цей показник на рівні

92,18…90,82%, в залежності від режиму та умов експлуатації.

Найбільшу теплопродуктивність при натурних випробуваннях показав котел

виробництва фірми АТЕМ, найгірші показники у котла МІМАКС (Додаток № 5).

Тепловізійні дослідження теплових втрат через корпус котла, наведені в додатку

№7, показали, що в усіх котлів відзначається локальне перегрівання корпусу, який

перевищує допустимі нормативи. Найбільше перегрівання відмічене у котлів ТЕРМОБАР

і МІМАКС до 1200С в інших даних котлів температура корпусу, в окремих зонах

коливається від 50 до 700С.

Важливо зазначити, що усі котли, за винятком котла торгової марки МІМАКС,

обладнані однаковими атмосферними пальниками з блоком автоматики управління і

безпеки італійської фірми SIT. Таким чином витрати та умови згорання природного газу в

них різняться тільки внаслідок конструктивних особливостей камери спалювання,

аеродинаміки котла та конвективного теплообмінника.

Приведена в таблиці 7.1 витрата природного газу, згідно з технічнім паспортом, у

котлах торгової марки Siberia явно занижена, а в котлі Житомир-3 КСГ 012 СН навпаки

завищена, що підтверджується розрахунками коефіцієнту використання палива.

31

Всі котли мають однакову технологічну схему, конструкцію і близькі габаритні

розміри, у зв'язку з чим металомісткість котлів складає близько 4 кг/кВт, хоча у котла

АОГВМ-12 ЕМ фірми АТОН вона краща за цей показник - 3,6 кг/кВт.

Важливим екологічним показником є температура вихідних газів, викиди СО і

оксидів азоту, а також редукція вуглецю (СО2). За цими показниками, отриманими в ході

досліджень і приведеними в додатку № 2 найменша емісія шкідливих речовин, на різних

режимах, виявлена у котла АТОН АОГВМ-12 ЕМ, а найгірші показники у котлів

ЛЕМАКС Преміум 12,5, Siberia 2210-012 исп. 3 Siberia 11 і МІМАКС КСГ- 12,5.

Приведена вартість котлів в $/кВт коливається в інтервалі від 3 до 6 доларів США

за кілограм. Найбільша вартість мають котли торгової марки Siberia, а найменша вартість

у котла торгової марки МІМАКС, що очевидно пояснюється застосуванням примітивного

пальника, без електронного запалення, та блоку управління й безпеки власного

виробництва.

Отримані данні дають змогу провести експертну оцінку досліджуваних котлів по

чотирьох якірних показниках. Результати оцінки наведені в таблиці 7.2.

Таблиця 7.2. Ранжирування афектів

№ Найменування

параметру та

одиниця виміру

Найменування апарату

АТОН

АОГВМ-

12 ЕМ

ЛЕМАКС

Преміум

12,5

АТЕМ

Житомир3

КСГ 012

СН

Siberia

2210-

012

исп. 3

Siberia

11

Danko

Данко-

12 СР

Термобар

КС-Г-

12,5 ДS

МІМАКС

КСГ-

12,5

1 ККД, %

88,31…

81,33

3

81,2…75

5 92,18…

90,82 1

86,7

…74

4

86.3…

73.81

4

88,2…86,5

2

84,6…72,05

6

2 Коефіцієнт

використання

палива, м3/Гкал

162.36

5

161.28

4

147.60

1

159,69

3

154.80

2 164.88

7

163.08

6

3 Метало-

місткість,

кг/кВт

3,6

1

4,4

6

3,92

4

4,4

6

4,3

5

3,64

2

3,7

3

4 Приведена

вартість, $/кВт

6,24

6

5,67

5

5,15

4

6,33

7

4,22

2

4,66

3

3,27

1

5 Сума балів 15 20 10 20 15 14 16

Ранг 3 5 1 5 3 2 4

Ранжирування афектів показує, що найкращі показники має котел АТЕМ, найгірші

характеристики у котлів Siberia і ЛЕМАКС що набрали по 20 балів.

Для визначення напрямку подальшого розвитку сценарію можна скористатися

методами оцінки на основі апарату математичної статистики.

8. ВИСНОВКИ

1. Проведене ознайомлення з технічною документацією доводить, що котли типу АОГВ

одного типу та мають невеликі конструктивні особливості.

2. Режимно-налагоджувальні роботи в період контрольної перевірки не провадились.

32

3. Дослідження та комплексні еколого-теплотехнічні випробування проведені на двох

основних режимах роботи котлів при мінімальному та максимальному тепловому

навантаженні при змінах розрідження в димоході - 3,5; 7,0 та 15,0 Па відповідно.

4. Максимально досягнута теплопродуктивність, кожного з водогрійних котлів, склала

близько 12 кВт.

5. Значення ККД на максимально досягнутому навантаженні склало від 81 до 93,4%, що

обумовлено в першу чергу конструкцією котлів, використанням тільки конвективного

виду теплообміну, чутким реагуванням котлів на аеродинамічний опір в димоходи та

іншими режимними характеристиками обладнання та умов експлуатації.

6. Ранжирування афектів показує, що найкращі показники властиві котлу фірми АТЕМ.

9. ЛІТЕРАТУРА

1. Методическое пособие по проведению комплексных эколого-теплотехнических

испытаний котлов, работающих на газе и мазуте. К. ИГ АН Украины, 1992г.

2. Требования по эффективному использованию природного газа и охране окружающей

среды при проведении наладочных работ топливоиспользующего оборудования. Киев

1995 г.

3. К.Ф.Роддатис, А.Н.Полтарецкий. Справочник по котельным установкам малой

производительности. – М., Энергоатомиздат, 1989 г.

4. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. Энергия, 1973 г.

5. ДНАОП 0.00-1.20-98 "Правила безпеки систем газопостачання України" К.. 1998 г.

6. ДНАОП 0.00-1.26 –96 Правила будови і безпечній експлуатації парових та водогрійних

котлів К. 1996 г.

7. Межотраслевые нормы расходов топлива для отопительных котлов, которые

эксплуатируются в Украине. Утверждены приказом Госкомэнергосбережения №46 от

7 мая 2001 г.

8. Эстеркин Р. И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. Л.:

Энергоатомиздат, 1989.

9. Котельні установки промислових підприємств: навчальний посібник / Д.В. Степанов,

Є.С. Корженко, Л.А. Боднар. – Вінниця: ВНТУ, 2011 – 120 с.

.lJio,.qaTOK NQ 1. OcHoBHi TexHiKo-eKoHoMiqHi noKa3HHKH anapaTiB

OcttOBHi TexttiKo-eKOHOMiqtti noKa3HHKH anapaTiB

HaiiMeHyBaHH5I rrapaMeTpy Ta HaiiMeHyBaHH5I arrapaTy 0.ll:HHHU5I BHMipy ATOH nEMAKC ATEM Siberia Danko TepMo6ap MIMAKC

AOfBM- IIpeMiyM «)KHTOMHp 3 » 2210-012 HCII. 3 ,L(aHKO- KC-f- KCf-12EM 12,5 Ker 012 CH Siberia 11 12CP 12,5 .us 12,5

::; :H··· 2 3 · .,, .. .... 4 5

.. :

6 7 8 ·:"\ 9 IJaJIHBO Ilp11po,n:HHM ra3 ITO fOCT 5542-87 HoMiHaJibHa BHrparn ra3y, Mj /ro.n: 1,45 0,75 1,37 1, 18 1,4 1,4(±10%) 1,59 T.11cK ra3y, Ila ./ MiHiMaJibHHM 640 635 635 635 635 635 Hf,[!,

./ MaKCHMaJihHHM 1274±100 1764 1764 1764 1764 1764 1300

HoMiHaJibHa TerrJioBa noTy)KHicTb, 12,5±5% 12,5 12,5 (±10%) 11,6 13,2 12,5 (±10%) 15 KBT (±10%) KoecpiuirnT Kop11cHo·i .n:i'i, % 90 90 94 90 92 90 87-90 TeMnepaTypa rrpO.ll:YKTiB 3rOp5IHH5I, 0c, He MeHrne

110 110 110 110 110 110 110-280

Po6oq11:H: THCK Bo,n:11, Klla, He 100 0,3*10-3 0, 15*10-) 0,2*10-3 02*10-3 02*10-3 0 2*10-3

' ' ' 6iJibIIIe ,UorrycTHMe po3pi.n:)KeHH5I B 2,94 - 29,4 4-25 2/25 2,94-29,4 25 25 3-25 ,l(HMOXO,n:i, Ila 06'€M TeIIJIOHOCi5I B arrapaTi, JI 22,5 24,5 16 Hf,n: 19 15,5 4, 5 JI/XB. fa6apHTHi p03Mipu, MM He 6iJibllle 3 ,r\11MOXO,r\OM

./ B.11corn 760 744 800 850±5 850 840 765

./ f n11611Ha 385 491 540 560 497 550 490

./ lliHpHHa 380 416 230 280 297 250 336

Maca, Kr, He 6inhIIIe 45 55 49 52 57 45,5 56 MeTaJIOMicTKiCTh, Kr/KBT 3,6 4,4 3,92 4,4 4,3 3,64 3,7

,lJ,o,n;aTOK NQ 1. OcHOBHi TexHiKo-eKoHoMiqHi noKaJHHKH anapaTiB

1. KoTeJI ATOH AOrBM-12 EM

cza / ,,,

r ~ ',~,,

~

ros 3l)t101i A

~II I I 1~11111 4 'SltltUN ronHS

111'1 wtrt$l .jt) 6 • 1 :'> 2'3 02 t8 883

,l(o,z::i;aTOK NQ 1. OcuoBui TexuiKo-eKonoMiqui noKa3HHKH anapaTiB

2. KoTeJI JIEMAKC IlpeMiyM 12,5

)J;o,n;aToK NQ 1. OcuoBui TexuiKo-eKouoMiqui noKa3uuKu anapaTiB

3. KoTeJI A TEM «lKnToMup 3» Ker 012 CH

.LJ;o,n,aTOK NQ 1. OcuoBui TexuiKo-eKouoMiqui noKa3HHKH anapaTiB

4. KoTeJI Siberia 2210-012 ucn. 3 Siberia 11

,ao.niaTOK NQ 1. OcuoBui TexHiKo-eKoHoMiqHi noKa3HnKu anapaTiB

5. KoTeJI Danko ,L(auKo-12CP

i

Hoe ~'61q:er ·so 1ip,rpo (ffJlatlHa, r.t oa110

1 Y1i.J.fH)l(He~aope4ha.ii , J5

Ko~~ orrn~lMbHbl~ ra30Bb/M ~t~~hHO~ ' : t ,l{ ~Ull~D .. J 2 CP ii;]&

.ry y 28.2-24175498-001.2002

HOM . .gaeneH11a raaa J{:c:<;:

k' '

·· Ho~frrerinonpo11JaoA~1TenbHocrt;.

Pa6oyee t.1aaneH1.1e SO.QbJ, He oonee

.LJ;o,l).aTOK NQ 1. OcHOBHi TexHiKo-eKoHoMiqHi noKaJHnKu anapaTiB

6. KoTeJI TepMooap KC-r-12,s ,n:s

,4·1

,ll.o,D,aTOK NQ 1. OcuoBHi TexHiKo-eKoHoMiqHi noKaJHHKH anapaTiB

7. KoTeJI MIMAKC Ker -12,5

Ha1.1 ioHanbH1115' HayKoa1115' 1.1eHTP "IHCTHTYT MeTponori"I"'

CBl,QOUTBO npo Aep>KaBHY MeTponori'IHY aTe1na1.1ito

N2 /CL),/ Bi A Of"./ . ./ ,,(N,7

Tcrrno.;:iop Tl - 160. cep. -"• 90002702 - 223S,

nur-oroll!lCUttf! 201 l p.

BHpo6m1x KoMmmix «Zbejl:ml! ULlRvlsioa Technology Con. K1nn.li

(~nuiti.."'1r."'""'ci:•:i)

npmua1£ClU!I (ra.1)'lLo laClocyeanm1} .3BT ~"'~"~'i~pK'l~n•_••~U~•~tt~>~n~•c~p~~f}~'P~H----------

Huu !ol tlpO.lf<>ri•lflOl x~p;11C1epa1en1Dt

l'p1m1uli QCJ>oB11oi no:u.01m O.H>.1ipl()fl,.lUUUl 'TCl-10Cpin)'pll:

t~artno•i ei.1~20°C;Jl!J- J20°C

1 ~lillWo•i eb. O"C :o l SO~

1.Ji11wo1lsU300°C ~ 1200"C

I CYCTC~ta l11Nipib&.3tllli

llapol!ltetpiB OTO'<}'.O'l0f0

± 2~ ati1>:is. '2% (au.uip. l!UllCHIOI); 4:!epr.:1,0111ug

conoc-1,N!oot, ::1: l°C .a.6o ± 2% (aK."1ip. lK1.'!a11m) I 1':1im.TH'flfa .x;ui~

I oipoucrp Ra)'ll~~r ;; 2,., (amlip. 3HJ'tC tUUI)

1--------+-------;, a,iUt:.alOll •H .... ipl06i!MHll Bi.J. -20°C .itQ J200;C TC)tn~~~-ptt:

la [OC1p•1:1"-"" .::r;i•.·:11111\li .:etl"""""i•111 ~tnr<'Cia1u! ( iroo100."C\.1 Ntl ·W.'WS.S·l>S· 1 H'.l: oi,t O;l

~~NnM.\ ~1)11 p.) -1'011.onni,,,p1'l - Ilij), ~': 9000lJW-2B}

i=;:-M"'~ J<!!'>o,:it •· ~·!'"J7.~.•.'f'p,_-~ ~~~f'"'-."l'M ~lii ·~·.....,.,.,.,. µ;o;r,.,._'\ ''"6,o(.Olj

Uoc1iJn.·y .nN!IQ-.;11n1 ni~r1c-~i;u10 ~ .la;-tprKiUi ' ("J"Cn ~~\'::il,~1ir ···r~~ ·~!i!:~o r- Tl ... 1 Gt\.

~N!l!!l ll:l"C!te('l.11 } iroywr.cl JlO(iom mn.t • l11<UU).T

11 . ' . illinllf)!~fii'P00.9HTKr )'ll]>Altm

A~~-11MD 111i,c;11pltt:Me'l!flr') E!e;.oyjj,p~Y11~t.KM!i ,1:10,p lli~i)t\ft.tfl, H~ft.:""IL'i>•EHpo6i1K'i!o'!M IJfQ!tf'!''P ~TiJlotJ;;11pnt :!li!il.ifl1

MN;p<Ul '!>f'it,; ~>llf'.l'l'!«.~~utr 1rill :;ui>Xl!ICT)' rt.pill; -efi€!lf:!l!Eii'!!"lilll) ~n •i!i :.' ~.MOIT:PT~i;;Tt;TIHIJttlptn)

e.~, !!! ... !{;,· a_, iiy,1'. ~'let~~ ,II >:;..i.;,-:,.~l'i!C<"P!l ~!'i'::C~rioi· t.l:\:f;x'~·i-~;j.'it,l. '2'J .• •>(tr.:z,r1) ~ f''

M~r>~ - .- · __ ~~--- - - , ..

~i f,Y:l t ,J( t:' t.' l",tJt"-.' l ' 'T.f-ll.f:t:!.J!..?t . ·~~a~~ .... t;;..;.1_· __ iL!l,t!Y:.. l t . i f ./

:H"""a-n-.i,il-.C"n-· .-a-&-i Pf3' a;rMitilril) f'IQBi~KWI ::iaci6 .a~MiplQfi~tlb'H:>T re;1Mft'11 DIOJ•~JMO lf'.pl.1A3TH~M ,/J,Q. 3~0e'j'11.:BHHl>I.

JtC[)' . .'l(flJ!J-200 I "'Me'fp0$1Cif~ll • .ll:~P·~:DUiH jjj_1t;j~'l{l 1 1~m ~X.i;Ml'I J'l-'ill ::taoo6tu. 111!:1~Jlt~ . ~aJ••a ~Kam,:_.ll!!'i-.-. iy. 'fi~~""1-.~;,g1H1~~ ·"'""' ~~.~;~II~ a

_1;i11.:m;uu. H3.! 'IH!f!!i!!!,OPlrr .. u::x'j.· is t;!L.amnoui Eli a ;o,.du:yt I Ci{i KH~;1.;; ·~~O M.fli{'. ~·~""-~ ~r~ .:on rAt.-"Xl.•:·.~:'i'I!. \N ·: .::~ • .;; .H"l.u:i:•? •l!,;ay • · : . 1~

J!"~f!'Ji!Jii. JUI. ~;'"~~*-'( '.flt •)' ~l".C ""'-oi';. Af-p.a..a..A~~e. •-1yi:o&&-uft~11:il-" lilf:I qc~TP cn 1;,.a_. 11,.., .µ11n.

~i::r;t<in~rL'i.. G«J."H! •P i.d4i ·r;., ; :ui;w , ry f((j-l('f C..~M!i.s !rtl;, IJVl;11Y~pt.1tt1p-r-tieu r atUUi: pn-)

:!I ~ !hHt~~-..- "1 -(:•~·..""~.,..~~-""--• 'fl°'W;:(l:t,~..($ -..i :"'·f • .&¢t~Zl,."'>J:::

Clll,llOL(TBO

f!;.¥~ tl:;!-fl1;w"~' ~~tQf() ~~r:J:..~( i,-..,.,q;~~1~ Pl'.\t R "U

'l'<'p>lii>r·h1h>ttffjl .l"dlo -IJ$-t, Nt i>!:i IJH~'l I I, W1t,J.\HO~lM1~lll ll

!.··a;; tc~o <.i1t£H r, Hi.'"4;:~'01• !.:L •N"; l 'l.('f >M fyl" n·.,1t i~o-.. ~ 1iCn.:~.:e!! i~11 H:~.J fj.' .

lb ·t1i,ci_.n;ud fh.~ J.y::n.i.rin 1.1 t1 r.i.,~1.·.• IU(j1j . .. H .... i(IK«:a.!1l,.Ueo11t.\1ii~-:.

~~~ .. ~;;:TUll!tl ,1.(1 l:itr"HKrU•!llM .J:Ji.:1nu .. "~~"·"'}il1iU<1i ti10.rM)

f~AAaj ;t,1• UJ-'\"~1Jf #!'o{U::..:1': nti ,.,. ,,_'i ~Jlll t1prt ..$.ll "'!IJ.,f() t.<U•11 I ~ ·to..."i ~~· . ..:-,i ·-•"Z ~--;

fp,mm1 i .,'b)O.~'('l~~l! .. ..;"ol,'\1"i,."".j1f("4 it.',:.\ 1f.'! ¥>H u;'! tfll ft!l "f«jUIOlj :ui,.-·pu - J o.~ '".C.

A~~A.f."1- nl;-.vic-•< v .. _;fU\)

tJc,v1~p1)tt1- U'->o! .AbPAAHK~iOI h •»~ G~1'1'• · tt " f"'°'.;".<'l'l l<!...,11A lj~KTP. Cf!li~i!~ ;:'f~,M~H . ai t.:'r:~n<J:rR ttj!'ffl~iutoll- r.t .u.r.t"i; ty ¥t.N .i1 t:!)(.!#.fi i.:! J-t i •

IA!1 • ) ".,Jl:Wt"r(Jl'<tt:"f-t"Bl.J.ij:l' J-:;!fli}

:-YA.:_ . •;!-Jt!t'f• f.~-;,4i. ~~ ai;: .. -;..,~~~.;:.~N- 'Ma'~-;'.·t.?\l".<;14Y!r..,"""{~~t>

COIA04l.l!>O

:->;~ :X+:•t ~.i".>~j) :~l fot.U'oi'i!(<Qi.'1 t~i lt:OC~

~\~7/·(~lt.:_~·. ! ~/c"; qli:n~ ¥<»> ~fl. //': Nm ..,.

,,:fl¥~tl'r~J/(;'"'P "7" ~~i-/-t,; /r 3 ;, .... ~~

• i1JYN10 (; t111{!ti 0 ;1)

l&) l~._.,... .. ",ir;. ,~fut/~t.--·/_/''"' .. -;-•.. ,.._...._.-·-!~:~r~ _t_{. -t: (.J p) ·t ( .t .j_ · .f./'

-.-ti /r ~; -:-/ -· ~..- f>l:,K"i~ ~-1!-.'H·Y•rt.: ,~;.!;- ut 11.U:HU 1w.'ll ~,l~ nf >:'..i i .~~~~~· .Ji.:•

"U(""1 (1(-) :lll'll-.oe-I UJ...:.~ ~

.... ,.,.,~-n,--;.,"' -· · ·"" :., • ¥(;: t:l l".f.ljN/·"¢ [ .1':(,.~ r: ,.f 1 - ,'2._ ,f}~u,/t'"

!!

::;'; ,tl.()?_t .,,,~;2 a r:: ..........

flUHEKOHOMPO:J1!51fTKY YHPAiHM f.~~Jtte i.i'.:,."\.~E:l-ICT'B O

«l:'! rei<p;?~~i1o~Hi1'/ll'Oll1J~ti.r't11" ueHTP CTaHlilJfH\:Ji::nj;, "41:: 1:JOllUI ii,- U:jl'lltri>l~Ul

li$cll(.•c-y~ CJ10".6:l4li""'111>

( l)n s~'tq)ME'rpr.:c""C'T~t>)

l~i'L Help;ll'c:rl•mt, 1. t \ K>i), ()J 1"3 taAOLriO n~~·~1Ho1N11¢1tii' 1.r;i nc :1>1·.2(11" d.\~ J10roro20: 4p .

C.BIJIOUTBO

.~ 1~.-:~1~ 1m l.b!J.mc ,'\QJ.!) ,lUfill

~~ jlc.1<1.n,)Ji: JW _. _ i;mp. ;· --~ nJJ~w.

n~rnRaA • .u~iu •m!'lru~ ~-~~~0 ~- Sui --'"', ""'""'"' '.'l'; /if,e::;:·':-~;~--M =ct10 lMA6Kri<a '8:!f-~! I lKllripr.-'ll)()J u .-ti.lffi~ 15.1 2..2016

,l(o,n;aTOK NQ 4. npoTOKOJI .HKOCTi ra3y

J.IBYMr

be ·1. Miei1"'''!!4~~r : 1Mrm ~ravm:ri>'l' Fu Jbl11 ml!A:l.M:<ila; aAr•,w1;m11.Jn~~{i1'CtKwro•rnp/yrum. Ciwypn. 01.!pJii~ n11@11T1!111, Bli~1b:bit<a. flnrolli!rn~. F~11nii®!. Pea .

l>cp.11wl•. Cu.lJ\n, %1lltili. fle!llr~~ Kop.:muittti, f'a!liTiik:I, l!l.'lf101:1hi., ~f'.,~fi;ia:~ i foptQ!li•, .l!tn:um, f'-0~1ani«. MHµot!irrr., Bp;fiJtlill<ll. f1'•1i11w~ A1~1!ion. lfep!;()ne. A~ml~:ira, C'lllJl& Kor.;.,1i;nJi. Bqop~litne. liapauiai.-;,. J1nn51m1, 'IC1>mmtl !ipl1, fleptt!t>'fll$~t.K.. &aiil\'lilu.-;1}, llJIT "X.it.•1Jiu111111-rr:n" (fl!f Holla 'lop'l:uffU! (llpuc:iy<t). fi i\;10Wtt:i. 11AT " !Jiflll/11/JIUIJ • (11'C C1tla:1 l1~•)l.<Jj?illl.'Jli:. BiilmtU\I m11~ti·111io. lli1111;;u:.-lfJl>Jtcl1114 'flhtllll!t.1<· ('Xtum, I'Hi!llilli.. J(afnt~ .X..imiff>ti<, C11.t1>1n11111. f(r..~1111hm1, l<0p;1Mfal«t. .1.IJ!»umu.i. Puint;a,. Xo>1yti11it1.l, Cil.11>Htt.t, KW•'l:ll>J• L cr.-i.l!ll,i, l1~1M1. 'l)p\tia . .<tpy..-93; (lil!1 intfi, ·M.urulsKll.i lM'f uKupucmutufts..>fn ' (11"C ltllj)i.R'nfulil!. CJJ,J<>lll®<~

.tlp11:Mi ·rntr.+<nilllC'll: TOO 1'EK "lrer>a YJip;l1'.!ia", PB\'"Kirtll3Mo1111". TOH "1\Jl 1»r~•,. SP.Tri ·~'"Jlnutoreptoeop&ic". 'f6ll 'Cfrner·flefir11'. TOO "T:l1~a·t~ic". TOB "llKOtA3 fHE!'Jt;;k'.I": fOB "Ei<u Cij)cpa·: TOil "YKPA<!lJl01'A·fiUlU11Wt",

1'6 ilUJJt.Ut 2J}18 ll·

4 , Y>J.OM nl:t-Oopy up()i}u : p '' 31;8 t(n:fcM1 3. AKT niAfupy: N2. ZOl8!14:8

t "' l.3.8 u.c S. ll;rro ~11e,11.e11w1 llnMipi&lJaJ<(Hs; f 1 .tiJtttmr2:018 p..

6. TB!lXJi!O~laT(lq1<upa: ·"Xpi:!MOI: r'.ll!.~l-000", rronipea1ttl AO~ 16 lillftflll 2t'l1:9 p..

Hac1;N¢11i 115r.1ea<1.lllii

11,.f,yron booyrnn n- l'.I\}- It<.'()- f'.C1'(:11I1~ ,

UCtl'IJIH ll ~t'r;'Ut ' r1~na~1 ·*' ll!iUli-,

o,:wn o.r.34'& (),0505 0,04'16 G.O<l37· O.tm

4 ;5 •(.;

IJ,8 •c

lJNf/'oJ:J1mflr • .i:1 Ali!t1V1i>rt1<(f B'<!"Qlll!l!M «u:~if]'<iJ14;Jltl! .,,,,..i:.;11tH11~~ ""'m'V Uc

) mi1 <>ii•w&wlJI '1'C111fua•• m~li:>Cllltd :M{Xlltl/fl' i oilk11<s llciiJtJt: liC'l'S' /S() 4?U'z.tfJl)7 fl/)1.lf"ji'.jt)n'li(j f(1J O.Y!iucie(trttf; tnewramu '1iQJ~Jtfi. ~J¥J'm,J#llt, ~fi)JffJf!l/UJ ~'J'CIHWIU f tf.IK) (f /JQ~ HU .

'11'¥'.'Q~W,1 ;r¢1paMu - Jt.qfttrl f1tepcfll /(hf}

.~1_y;m~ BX.411 . !f{A/ O.M.COO'!(f;11<t1 4:~d

,...

y,[(k: 62-621.2; 62-69; 62-97/-98 haqiohaflbha aka,[(emi5i ...žтчет НАН украины о...

Documents