De warmtebalans is een vergelijking tussen de nuttige warmte die wordt gebruikt om stoom of warm water te genereren, warmteverliezen en de totale hoeveelheid warmte die de oven binnenkomt.
Soorten warmtebalans van ketels
1. De directe balansvergelijking bepaalt de relatie tussen het brandstofverbruik en het verwarmingsvermogen van de ketel.
In dit geval worden de parameters en de hoeveelheid geproduceerde stoom of water noodzakelijkerwijs gemeten.
2. De inverse warmtebalansvergelijking bepaalt de relatie tussen het ketelrendement en warmteverliezen (waarden worden uitgedrukt als een percentage).
De warmtebalans wordt opgesteld om de processen te analyseren die plaatsvinden in de keteloven tijdens de verbranding van brandstof, om: de redenen te bepalen voor de afname van de prestaties van de ketel / unit; maatregelen te ontwikkelen die nodig zijn om de efficiëntie te verbeteren.
Termen voor warmtebalans
De warmtebalans van de ketel kan worden geschreven als de gelijkheid Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, waarbij Q de totale hoeveelheid warmte is die aan de oven wordt geleverd. Het bestaat uit de verbrandingswarmte van de brandstof, de fysieke warmte ervan, evenals de warmte die aan de oven wordt geleverd met stoom en lucht die wordt toegevoerd voor verbranding: Q = Qn + Qf.t + Qf.w + Qpair.
Qн - de laagste verbrandingswarmte van brandstof, die vrijkomt bij volledige verbranding zonder rekening te houden met de condensatiewarmte van waterdamp.
Qf.t - de fysieke warmte van de brandstof, waarmee rekening wordt gehouden als de brandstof wordt verwarmd voordat deze in de oven wordt gevoerd.
Qf.v - er wordt rekening gehouden met de warmte van de lucht die in de oven wordt gebracht wanneer luchtverwarmers in de stookruimte worden geïnstalleerd.
Qstoom - warmte van stoom die aan de oven wordt geleverd.
De rechterkant van de vergelijking is de som van de warmte die wordt verbruikt om stoom of water te produceren (Q1) en warmteverliezen (Q2 + Q3 + Q4 + Q5)
Q1 - nuttige warmte die wordt gebruikt voor de productie van stoom of heet water.
Q2 - warmteverliezen met rookgassen (de meest significante in waarde, tot 4-10% voor moderne ketels. Hun waarde hangt af van het type brandstof dat wordt gebruikt, de belasting van de eenheid / eenheid, temperatuur en volume van rookgassen, en aanzienlijk neemt toe met een toename van de hoeveelheid toegevoerde lucht voor verbranding).
Q3 - warmteverliezen door chemische onvolledigheid van brandstofverbranding (toename met een afname van de luchttoevoer voor verbranding, hangt bovendien af van het type verbrande brandstof, de verbrandingsmethode, het ontwerp van de oven en andere factoren).
Q4 - warmteverliezen door fysieke onvolledigheid van brandstofverbranding (alleen in aanmerking genomen bij gebruik op vaste brandstof).
Q5 - warmteverlies naar de omgeving (afhankelijk van de kwaliteit en dikte van de ketelbekleding, van de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van het materiaal, van de buitenluchttemperatuur, het gebied, enz.). Berekend met benaderende formules.
De warmtebalans wordt opgesteld bij stationair ketelbedrijf, uitgedrukt in kJ/kg (kJ/m3) en verwijst meestal naar 1m3 gas of 1 kg vaste en vloeibare brandstof bij T = 0°C en P = 760 mm Hg. Kunst. (0,1 MPa).
Omgekeerde balansvergelijking
Het wordt voornamelijk gebruikt voor het testen van ketels. In dit geval wordt de waarde van de warmteverliezen berekend en wordt het brutorendement van de ketel bepaald uit de bekende verbrandingswarmte van de brandstof: ηbr = 100 - (Q2 + Q3 + Q5).
Fouten bij het bepalen van warmteverliezen zijn lager dan bij het berekenen van het brandstofverbruik, daarom is de methode voor het bepalen van het rendement uit de inverse balans nauwkeuriger.
