5. BILANTUL TERMIC REAL AL CAZANULUI CU APA FIERBINTE CAF100Ecuaia de bilan termic real al cazanului se poate exprima sub forma:

n care reprezint cldura total introdus n cazan n unitatea de timp, - cldura util obinut n unitatea de timp, - suma pierderilor de cldur n unitatea de timp. Cldura total introdus in cazan se compune din cldura chimic a combustibilului, dezvoltat n unitatea de timp , cldura sensibil a aerului necesar arderii la intrare n focarul cazanului n unitatea de timp , cldura sensibil a aerului necesar arderii la intrare n focarul cazanului n unitatea de timp , cldura coninut de ap la intrare n cazan n unitatea de timp . Deci:

Cldura chimic a combuctibilului dezvoltat n unitatea de timp:

n care reprezint debitul volumic de combustibil n condiii normale fizice, care se calculeaz cu relaia:

Unde reprezint debitul volumic de gaz natural contorizat, , , - temperatura gazului natural, - presiunea absolut a gazului natural. Cldura sensibil a combustibilului la intrare n focarul cazanului n unitatea de timp

n care reprezint entalpia volumic a combustibilului la temperatura de intrare n focarul cazanului. Cldura sensibil a aerului necesar arderii n unitatea de timp:

n care reprezint entalpia volumic a aerului necesar arderii la intrare n focarul cazanului. Cldura coninut de ap la intrare n cazan n unitatea de timp:

n care reprezint cldura specific la presiune constant a apei. Cldura coninut de ap la ieirea din cazan n unitatea de timp:

Cldura util obinut n unitatea de timp

Valorile entalpiilor i a cldurilor specifice sunt prezentate n tabelul 8.Tabelul 8 Nr. crtMrimeaSimbolU.M.Regim III

1.Temperatura combustibilului la intrarea n focarul cazanului

2.Entalpia volumic a combustibilului

3.Temperatura aerului la intrarea n focarul cazanului

4.Entalpia volumic a aerului

5.Cldura specific masic la temperatura de intrare a apei n focarul cazanului

6.Cldura specific masic la temperatura la ieirea apei din focarul cazanului

Pierderile de cldur n unitatea de timp: Cldura pierdut prin gazele de ardere evacuate din cazan n unitatea de timp:

n care reprezint entalpia gazelor de ardere la ieirea din cazan

n care , , , reprezint entalpiile volumice ale componenilor gazelor de ardere care se determin la temperatura gazelor de ardere la ieire din cazan din tabelele cu proprietai ale gazelor.Nr. CrtRegimTemperatura gazelor de ardere

1.III104176,831156,541132,242132,242

Cldura pierdut prin ardere chimic incomplet n unitatea de timp

n care reprezint volumul gazelor de ardere n stare uscat (), - puterea caloric inferioar a monoxidului de carbon. Rezultatele de calcul ale bilanului termic real al cazanului CAF 100 sunt centralizate n tabelul 10.Tabelul 10Nr. Crt.MrimiSimbolU.M.Regimul III

1.Debitul volumic de gaz natural n confiii normale fizice

2.Cldura chimic a combustibilului dezvoltat n unitatea de timp

%

3.Cldura sensibil a combustibilului n unitatea de timp

%

4.Cldura sensibil a aerului n unitatea de timp

%

5.Cldura total introdus n cazan n unitatea de timp

%100

6.Cldura coninut de ap la intrarea n focarul cazanului

%

7.Cldura coninut de ap la ieire din focarul cazanului n unitatea de timp

%

8.Cldura util obinut n unitatea de timp

%

9.Entalpia gazelor de ardere la ieire din cazan

%

10.Cldura pierdut prin gazele de ardere evacuate din cazan n unitatea de timp

%

11.Cldura pierdut prin ardere chimic incomplet n unitatea de timp

%

12.Cldura pierdut prin pereii exteriori n unitatea de timp

%

13.Clduta total la ieirea din cazan n unitatea de timp

%100

6. RANDAMENTUL TERMIC AL CAZANULUI DE AP FIERBINTERandamentul termic direct al cazanului se determin conform relaiei:

Randamentul termic indirect al cazanului va fi:

Sau

Unde:

nchiderea bilanului se face prin verificarea:

Cu eroarea ,

Valorile randamentelor sunt centralizate n tabelul 11.Tabelul 11Nr. CrtMrimiRegimul III

1.Randamentul termic direct al cazanului

2.Randamentul termic indirect al cazanului

3.Eroarea de nchidere a bilanului

7. BILANUL TERMIC OPTIM AL CAZANULUI DE AP FIERBINTE CAF 1007.1. Optimizarea procesului de ardereUrmrirea funcionrii cazanului n condiii optime implic echiparea acestuia cu un analizor de gaze, cu care s se poat controla funcionarea optim a cazanului, reglarea corespunztoare a debitului de aer insuflat, asigurarea unei arderi complete, etc.Participaia volumic a bioxidului de carbon i a oxigenului n gazele de ardere la evacuare din cazan, pentru regimul optim de funcionare, se determin cu relaia:

n care participaia volumic a bioxidului de carbon n gazele de ardere, la o ardere stoechiometric (=1), rezult din relaia:

Respectiv:

Valorile participaiilor volumice ale bioxidului de carbon i ale oxigenului n gazele de ardere la evacuare din cazan, pentru regimul optim de funcionare, sunt prezentate n tabelul 12.Tabelul 12Nr. CrtRegim

1.III

7.2. Calculul economiei de combustibilCaracteristicile de proiectare ale cazanului, cu care se determin randamentul termic optim sunt prezentate n tabelul 13.Tabelul 13Nr crt.MrimiU.M.Valoarea

1.Debit caloric normal100

2.Temperatura minim a aperi la intrarea n cazan60

3.Temperatura minim a apei la iesire din cazan150

4.Temperatura gazelor de ardere200

5.Coeficientul de exces de aer-1,1

6.Puterea caloric a combustibilului utilizat (gaze naturale)

35570

7.Debitul constant de ap2000

Cu aceste valori se vor calcula componentele randamentului termic indirect.Componentele bilanului termic optim ale cazanului sunt cuprinse n tabelul 14.Tabelul 14Nr crtMrimeaSimbolU.M.Valoarea

1.Debitul volumic de gaz natural n condiii normale fizice

2.Cldura chimic si sensibil a combustibilului dezvoltat n unitatea de timp

3.Cldura util obinut n unitatea de timp

%

4.Entalpia gazelor de ardere la ieire din cazan

5.Cldura pierdut prin gazele de ardere evacuate din cazan n unitatea de timp

%

6.Cldura pierdut prin ardere chimic incomplet n unitatea de timp

%

7.Cldura pierdut prin pereii exteriori n unitatea de timp

%

8.Cldura total la ieirea din cazan n unitatea de timp

%100

Consumul de combustibil optim al cazanului rezult din relaia:

n care - reprezint debitul caloric nominal, iar - reprezint puterea caloric inferioar a combustibilului.Admind o funcionare anual a cazanului de cca. 5000 de ore se obin urmtoarele valori prezentate n tabelul 15.Tabelul 15Nr crtRegimul

1.III