Номинальные параметры котлов

В этом материале объясняются три наиболее распространённых способа задания номинальных параметров котла: условный показатель паропроизводительности, тепловая мощность в kW и котельная лошадиная сила.

Для лучшего понимания типоразмеров котлов сравните жаротрубные котлы, водотрубные котлы и общее введение в котельную.

Условный показатель паропроизводительности

Условный показатель паропроизводительности широко используется производителями жаротрубных котлов как базовая величина, показывающая количество пара в kg/h, которое котёл может выработать при испарении воды при 100 °C и атмосферном давлении. В этом случае каждый килограмм пара получает от котла 2 257 kJ теплоты. Жаротрубные котлы часто работают с температурой питательной воды ниже 100 °C. Следовательно, котёл должен дополнительно подводить энтальпию, чтобы довести воду до точки кипения. Большинство котлов работает при давлениях выше атмосферного, потому что пар под повышенным давлением несёт больше тепловой энергии, чем пар при 100 °C. Для этого требуется дополнительная энтальпия насыщения воды. По мере роста давления котла температура насыщения повышается, и требуется ещё больше энтальпии, прежде чем питательная вода достигнет температуры кипения. Оба этих фактора уменьшают фактическую паропроизводительность котла при том же расходе топлива. График на Рисунке 3.5.1 показывает зависимость температуры питательной воды от процента этой условной величины при работе при давлениях 0, 5, 10 и 15 bar g. Применение этого графика (Рисунок 3.5.1) показано в Примере 3.5.1, где также демонстрируется, как определяются значения. Пример 3.5.1 Котёл имеет условный показатель паропроизводительности 2 000 kg/h и работает при 15 bar g. Температура питательной воды составляет 68 °C. Использование Уравнения 3.5.1 позволяет определить коэффициент, дающий тот же результат: Примечание: все эти значения взяты из таблиц пара.

Используя данные из Примера 3.5.1 и Уравнение 3.5.1, можно рассчитать коэффициент испарения:

Номинал в kW

Некоторые производители указывают номинальную мощность котла в kW. Это не показатель испарения, и к нему применяется тот же поправочный коэффициент. Чтобы определить фактическую паропроизводительность по массе, сначала необходимо знать температуру питательной воды и давление вырабатываемого пара, чтобы определить, сколько энергии подводится к каждому kg воды. Затем для расчёта производительности по пару можно использовать Уравнение 3.5.2: Пример 3.5.2 Котёл имеет номинальную мощность 3 000 kW (kJ/s) и работает при 10 bar g с температурой питательной воды 50 °C. Сколько пара он может выработать? Где, по таблицам на сайте Spirax Sarco:

Котельная лошадиная сила (BoHP)

Эта единица фактически используется только в США и Австралии. Котельная лошадиная сила не соответствует широко известным 550 ft lbf/s, и стандартный коэффициент пересчёта 749 Watt = 1 horsepower здесь применять нельзя. США и Австралия Распространённое в США и Австралии определение котельной лошадиной силы — это количество энергии, необходимое для испарения 34,5 lb воды при 212 °F в атмосферных условиях. Пример 3.5.4 Котёл имеет мощность 500 BoHP. Какова его паропроизводительность? Важно: по сути это аналогично условному показателю паропроизводительности; использование питательной воды более низкой температуры и пара при более высоком давлении уменьшает фактическое количество вырабатываемого пара. На практике это означает, что показатель 28–30 lb/h на одну BoHP с учётом давления пара и средних температур питательной воды будет более реалистичной максимальной продолжительной производительностью. Следовательно, практический результат будет таким: Отсюда следует: если требуется 17 250 lb/h пара, котёл на 500 BoHP будет слишком мал, и пользователю придётся выбирать котёл следующей мощности: