Text des Buches "Kessel von Wärmekraftwerken und Schutz der Atmosphäre"

Merkmale der Installation von Gaskesseln und Ofengeräten

Die Installation von Gaskesseln muss gemäß den Anforderungen der behördlichen Dokumente erfolgen. Die Mieter selbst, die Eigentümer des Gebäudes, können keine Gasausrüstung installieren. Es sollte in Übereinstimmung mit einem Projekt installiert werden, das nur von einer dafür lizenzierten Organisation entwickelt werden kann.

Gaskessel werden auch von Spezialisten einer lizenzierten Organisation installiert (angeschlossen). Handelsunternehmen verfügen in der Regel über Genehmigungen für den Kundendienst von automatisierten Gasanlagen, häufig für die Planung und Installation. Daher ist es bequem, die Dienste einer Organisation zu nutzen.

Im Folgenden werden zu Informationszwecken die grundlegenden Anforderungen für die Orte angegeben, an denen mit Erdgas betriebene Kessel installiert (an die Gasleitung angeschlossen) werden können. Der Bau solcher Strukturen muss jedoch in Übereinstimmung mit dem Projekt und den Anforderungen der Normen erfolgen.

Unterschiedliche Anforderungen an Kessel mit geschlossener und offener Brennkammer

Alle Kessel sind nach Art der Brennkammer und Art der Belüftung klassifiziert. Die geschlossene Brennkammer wird mit einem im Kessel eingebauten Ventilator gewaltsam belüftet.

Auf diese Weise können Sie auf einen hohen Kamin verzichten, jedoch nur mit einem horizontalen Rohrabschnitt, und Luft für den Brenner von der Straße durch einen Luftkanal oder denselben Kamin (koaxialer Kamin) ablassen.

Daher sind die Anforderungen an den Installationsort eines Wandkessels mit geringer Leistung (bis zu 30 kW) und geschlossener Brennkammer nicht so hoch. Es kann in einem trockenen Hauswirtschaftsraum einschließlich der Küche installiert werden.

Die Installation von Gasgeräten in Wohnräumen ist verboten, im Badezimmer ist verboten

Kessel mit offenem Brenner sind eine andere Sache. Sie arbeiten für einen hohen Schornstein (über dem Dachfirst), der einen natürlichen Luftzug durch die Brennkammer erzeugt. Und die Luft wird direkt aus dem Raum genommen.

Das Vorhandensein einer solchen Brennkammer bringt die Hauptbeschränkung mit sich - diese Kessel müssen in getrennten Räumen installiert werden, die speziell für sie vorgesehen sind - Ofen (Kesselräume).

Erfahren Sie mehr über die Eigenschaften von Kesseln mit verschiedenen Brennkammern. Erfahren Sie auch, wie Sie einen wirtschaftlichen Heizkessel auswählen und ein wirtschaftliches Heizsystem schaffen.

Als nächstes werden wir die Anforderungen für die Platzierung von Kesseln innerhalb des Ofens und für diesen Raum genauer betrachten.

Wo kann sich der Ofen (Heizraum) befinden?

Der Raum für die Installation von Kesseln kann sich auf jeder Etage eines Privathauses befinden, einschließlich im Keller und Keller sowie auf dem Dachboden und auf dem Dach.

Jene. Unter dem Ofen können Sie einen Raum innerhalb des Hauses mit Abmessungen anpassen, die nicht unter dem Standard liegen und von denen aus die Türen zur Straße führen. Und auch mit einem Fenster und einem Lüftungsgitter für einen bestimmten Bereich usw. ausgestattet. Der Ofen kann in einem separaten Gebäude aufgestellt werden.

Was und wie kann in den Ofen gestellt werden

Der freie Durchgang von der Vorderseite der installierten Gasausrüstung muss mindestens 1 Meter breit sein. Der Ofen bietet Platz für bis zu 4 Gasheizgeräte mit geschlossenen Brennkammern, jedoch mit einer Gesamtleistung von nicht mehr als 200 kW.

Ofenabmessungen

Die Höhe der Decken im Ofen (Heizraum) beträgt mindestens 2,2 Meter, die Grundfläche mindestens 4 Quadratmeter. für einen Kessel. Das Volumen des Ofens wird jedoch in Abhängigkeit von der Kapazität der installierten Gasausrüstung geregelt: - bis einschließlich 30 kW - mindestens 7,5 Kubikmeter; - 30 - 60 kW einschließlich - mindestens 13,5 Kubikmeter; - 60 - 200 kW - mindestens 15 Kubikmeter

Was ist mit einem Ofen ausgestattet

Der Ofen ist mit Straßentüren mit einer Breite von mindestens 0,8 Metern sowie einem Fenster für Tageslicht mit einer Fläche von mindestens 0,3 Quadratmetern ausgestattet. 10 Kubikmeter. Ofen.

Der Ofen wird mit einer einphasigen 220-V-Stromversorgung gemäß PUE sowie einem an die Heizungs- und Warmwasserversorgung angeschlossenen Wasserversorgungssystem sowie einem Abwassersystem versorgt, das im Notfall Wasser aufnehmen kann Hochwasser, auch in den Volumina eines Kessels und eines Puffertanks.

Das Vorhandensein von brennbaren, feuergefährlichen Stoffen im Kesselraum, einschließlich der Veredelung der Wände, ist nicht gestattet. Die Gasleitung im Ofen muss mit einer Absperrvorrichtung ausgestattet sein, eine für jeden Kessel.

Wie der Ofen (Heizraum) belüftet werden soll

Der Ofen muss mit einer Abluft ausgestattet sein, die möglicherweise an das Belüftungssystem des gesamten Gebäudes angeschlossen ist. Frischluft kann den Kesseln über den Lüftungsgitter zugeführt werden, der unten an der Tür oder Wand installiert ist.

Darüber hinaus sollte die Fläche der Löcher in diesem Rost nicht weniger als 8 cm² pro Kilowatt Kesselleistung betragen. Und wenn der Zufluss aus dem Inneren des Gebäudes mindestens 30 cm² beträgt. für 1 kW.

Kamin

Die Werte des Mindestdurchmessers des Schornsteins in Abhängigkeit von der Kesselleistung sind in der Tabelle angegeben.

Die Grundregel lautet jedoch: Die Querschnittsfläche des Schornsteins sollte nicht kleiner sein als die Fläche des Auslasses im Kessel.

Jeder Schornstein muss mindestens 25 cm unterhalb des Schornsteineinlasses ein Inspektionsloch haben.

Für einen stabilen Betrieb muss sich der Schornstein über dem Dachfirst befinden. Auch der Kaminstamm (vertikaler Teil) muss absolut gerade sein.

Diese Informationen werden nur zu Informationszwecken bereitgestellt, um eine allgemeine Vorstellung vom Ofen in Privathäusern zu erhalten. Beim Bau eines Raums für die Platzierung von Gasgeräten müssen die Konstruktionslösungen und die Anforderungen der behördlichen Dokumente eingehalten werden.

Bestimmung der Abmessungen der Brennkammer, des Konvektionsabzugs und der Platzierung der Brenner

Die Brennkammer des konstruierten Kessels ist ein Parallelepiped (in der Breite, in der Tiefe, in der Tiefe, in der Höhe).

Das Volumen der Brennkammer wird durch die axiale Ebene der Wand- und Deckenwandrohre begrenzt. Der Abschnitt des Ofens entlang der Achsen der Rohre der Siebe fт wird auf der Grundlage der Dichte der Wärmefreisetzung bestimmt, die in der Praxis entlang des Abschnitts des Ofens qf getestet wurde

fт =, m2 (9)

Die Breite und Tiefe der Brennkammer werden basierend auf den Abmessungen der Brennerflamme und ihrer Wärmeabgabe ausgewählt. Das Kursprojekt verwendet Weishaupt [] automatische Brenner. Die Abmessungen des Abschnitts der Brennkammer werden gemäß dem Nomogramm in Abbildung 9.1 bestimmt.

Abbildung 9.1

Wärmeabgabe des Brenners

kW (9,1)

wobei Вр der volumetrische Verbrauch von Erdgas ist, m3 / h;

- die niedrigste Verbrennungswärme von Gas, kJ / m3.

In Kesseln mit geringer Produktivität (bis zu 25 t / h) ist ein Brenner pro Kessel installiert. Der Typ des geeigneten Brenners wird aus dem Katalog [] ausgewählt.

Das Ergebnis der Wahl des Brenners ist in der Tabelle dargestellt. 9.1

Tabelle 9.1

Das Volumen der Kesselbrennkammer wird basierend auf der zulässigen thermischen Belastung des Verbrennungsvolumens ausgewählt.

m3 (9,2)

Die Ergebnisse der Berechnung des Abschnitts, des Volumens und der Höhe der Brennkammer sind in der Tabelle dargestellt. 9.2

Tabelle 9.2

Der kleinste Abschnitt des konvektiven Gaskanals wird anhand des Gasvolumens am Eingang der Mine und ihrer wirtschaftlich optimalen Geschwindigkeit bestimmt

m2 (9,3)

wobei Fk der Abschnitt ist, m2; - Temperatur der Rauchgase am Eingang zum Gaskanal, o; K ist der Koeffizient der freien Strömungsfläche; - optimale Geschwindigkeit der Rauchgase, m / s.

Freiflussflächenverhältnis

, (9.4)

wobei S1 die Rohrsteigung im Querschnitt quer zum Gasstrom ist, mm; d - Außendurchmesser der Rohre, mm.

S1 S1 d

Gasstrom

Vorausgewähltes d = 51 mm, S1 = 100 mm. Die Berechnungsergebnisse sind in der Tabelle dargestellt. 9.3

Tabelle 9.3

Die berechnete Oberfläche der Wände der Brennkammer

m2 (9,5)

Geschätztes Volumen der Brennkammer

m3 (9,6)

Das Ergebnis der Bestimmung ist in der Tabelle dargestellt. 9.4

Tabelle 9.4

Thermische Berechnung der Brennkammer

10.1. Nützliche Wärmeableitung im Feuerraum

kJ / m³ (10)

wo ist der Heizwert von trockenem Erdgas, kJ / m3; - die Hitze der Außenluft. Da wird kalte Luft nicht vorgewärmt

kJ / m3 (10,1)

Die Berechnungsergebnisse sind in der Tabelle angegeben. 10.1

Tabelle 10.1

Theoretische (adiabatische) Kraftstoffverbrennungstemperatur.

Die Temperatur υa wird aus der Tabelle bestimmt. 7.3 durch Interpolation der Enthalpie der Brennkammergase nach der Formel

(10,2)

Das Berechnungsergebnis ist in der Tabelle dargestellt. 10.2

Tabelle 10.2

Vor- und Nachteile eines Kessels mit Skelettwärmetauscher

Mit einem Wasserkreislauf ausgestattete Öfen, mit denen ein einzelnes Haus beheizt wird, haben sowohl Vor- als auch Nachteile. Der Hausbesitzer muss diese berücksichtigen, bevor er sich für die Installation einer solchen Heizquelle entscheidet.

Darüber hinaus müssen Sie die Größe des Feuerraums auswählen, der in Bezug auf Wärmeanzeigen eine zuverlässige Heizung des Hauses gewährleistet. Bei Verwendung von festem Brennstoff muss das Volumen der Brennkammer den Betrieb der Quelle für 8-12 Stunden ab einer Last sicherstellen.

Vorteile des Skelettwärmetauscherofens:

1. Niedrige spezifische Brennstoffverbrauchsraten für die Wärmeerzeugung im Vergleich zu herkömmlichen Öfen.
2. Der Wirkungsgrad eines Ofens mit Warmwasserbereitung kann den Wirkungsgrad eines Festbrennstoffkessels erreichen.
3. Geringe Installations- und Installationskosten aufgrund der Verwendung der vorhandenen Ofen- und Abzugskanäle.
4. Möglichkeit der Verrohrung des Heizkreislaufs mit einem hauseigenen Heizsystem.
5. Konstruktive Fähigkeit, den Ofen in die bestehende Raumgestaltung zu integrieren.

Die Nachteile von Öfen mit einem Skelettwärmetauscher, der mit festen Brennstoffen betrieben wird, umfassen die Notwendigkeit einer ständigen Wartung des Ofens zum Laden von Brennstoff, das Fehlen eines Schutz- und Regelungssystems. In dieser Hinsicht können im Raum Unterhitzungs- oder Überhitzungszonen erzeugt werden.

Abhängigkeit des Kesselwirkungsgrades von der Heizfläche

Wenn Sie ein Landhaus oder ein Sommerhaus entwerfen, sollten Sie im Voraus darüber nachdenken, wie Sie in allen Räumen komfortable Temperaturbedingungen schaffen, dh die Ausstattung des Heizungssystems sicherstellen. Herkömmliche Öfen gehören allmählich der Vergangenheit an und werden durch Dampfkessel ersetzt, die für eine bestimmte Siedlung für sparsameren Brennstoff ausgelegt sind. Um den gekauften Brennstoff vernünftigerweise mit minimalen Verlusten verwenden zu können, müssen Sie sich unabhängig davon mit einigen Kenntnissen über die Konstruktion von Heizgeräten und über die Auswirkungen auf die Wärmeübertragungseffizienz der Heizfläche von Kesseln ausstatten die Art des in ihnen verwendeten Kraftstoffs.

Heizkessel Diagramm.

Dazu müssen wir berücksichtigen, wie Dampf in Dampfkesseln erzeugt wird, die heißes Wasser im Heizsystem in Bewegung setzen, wenn es richtig berechnet und installiert wird.

Was ist eine Kesselheizfläche?

Das System, das sich direkt im Kesselkörper, über dem Feuerraum und an seinen Seiten befindet und in den meisten Fällen eine Struktur aus Metallrohren darstellt, durch die das Kühlmittel (Wasser) fließt, ist der Hauptarbeitsbereich von Dampfkesseln. Die äußere Oberfläche der mit heißem Gas gespülten Rohre ist die Heizfläche von Dampfkesseln.

Je größer die insgesamt beheizte Oberfläche ist, desto effizienter wird das Heizmittel (Wasser) in Dampfkesseln auf die erforderliche Temperatur erwärmt.

Heizkreislauf der Kesseloberfläche.

Ein Name, der einem Laien besser bekannt ist, ist ein Wärmetauscher, da dank seiner Vorrichtung die direkte Wärmeübertragung vom brennenden Brennstoff auf das Wasser erfolgt.

Warum werden Oberflächen berücksichtigt und nicht das Wasservolumen im Wärmetauscher von Dampfkesseln? Bei einer ausreichenden Verbrennungstemperatur des Brennstoffs erreicht 1 Liter Wasser schneller den Siedepunkt, wenn es nicht in einem Gefäß, sondern in mehreren Gefäßen erhitzt wird, um deren Wände jeweils heiße Gase strömen. Das Volumen des Kühlmittels, das aufgrund der Tatsache, dass bei der Konstruktion Rohre mit kleinem Durchmesser verwendet werden, in engere Ströme unterteilt wird, erwärmt sich schneller, was den Wirkungsgrad des Kessels erheblich erhöht und zu einem wirtschaftlichen Brennstoffverbrauch beiträgt. Darüber hinaus können Rohre mit kleinem Durchmesser bei den ziemlich signifikanten Druckanstiegen verwendet werden, die in Dampfkesseln erreicht werden können.

In Dampfkesseln werden Rohre mit kleinem Durchmesser als Wärmetauscher verwendet, der Wasser (Wärmeträger) und Gase, die es erhitzen, trennt und gleichzeitig nahezu verlustfrei Wärme durch die Wände von Metallrohren vom Ofen auf Wasser überträgt. Diese Rohre bestehen aus Gusseisen, Stahl, Edelstahl oder Kupfer. Die Materialien werden in der Reihenfolge steigender Kosten und relativer Verlängerung der Kessellebensdauer angegeben, mit Ausnahme der ersten beiden Punkte (Gusseisenrohre sind haltbarer, aber zerbrechlicher, sie haben Angst vor Stößen und Stahlrohre haben Angst vor Korrosion). .

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Heizschema der konvektiven Oberfläche des Kessels.

Die Konstruktion eines Wärmetauschers ist am häufigsten bei kleinen Kesseln der Fall, wenn eine Verdampfung aufgrund des Aufsteigens heißer Gase und des Erhitzens des Wassers auftritt. Die Rohrsysteme über dem Feuerraum (bei den einfachsten Konstruktionen von Dampfkesseln ist dies ein einteiliger Behälter) stellen eine konvektive (geblasene) Heizfläche dar.

Bildschirmheizflächen erhalten Wärme direkt im Feuerraum, der sich im rechten, linken und hinteren Teil befindet. Ihre Erwärmung erfolgt durch Wärmestrahlung während der Kraftstoffverbrennung. Für die Herstellung von Siebheizflächen für Kessel wie Konvektionsrohre werden Gusseisen-, Stahl- oder Kupferrohre (fast ewig) verwendet.

Bei hausgemachten Kesseln (die Grundprinzipien ihrer Herstellung sind nachstehend angegeben) werden die Siebheizflächen durch die Seite des Tanks oder Wärmetauschers in Form eines Tanks dargestellt, der sich in der Ofenzone befindet, da zusätzlich zu den Bei aufsteigenden erwärmten Luftströmen wird ihre Erwärmung durch die Wärmestrahlung des Ofens selbst bereitgestellt, deren Temperatur mehrere hundert Grad erreichen kann.

Heizschema der Kesselsieboberfläche.

In Kesseln für feste oder flüssige Brennstoffe sowie in kombinierten Kesseln können sowohl Sieb- als auch Konvektionsheizflächen im Laufe der Zeit Ascheablagerungen ausgesetzt sein, was den Wirkungsgrad des Kessels verringert. Das Erhitzen von Oberflächen in Festbrennstoffdampfkesseln erfordert während des Betriebs mehr Aufmerksamkeit. Da diese Oberflächen Rohre bilden, ist es sehr wichtig sicherzustellen, dass heiße Luft frei zwischen ihnen strömt.

Bei der Auswahl eines Kessels sollten Sie darauf achten, dass bei den Passmerkmalen für bestimmte Kesseltypen nicht die Heizfläche angegeben wird, sondern das Volumen des Wärmetauschers in Litern. Es bleibt dem Hersteller zu vertrauen, der dieses im Pass angegebene Volumen in den Rohren und Seitengittern (wo sie sich befinden) korrekt verteilen sollte. Nur bedingt können wir uns darauf einigen, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der Gesamtfläche der Heizflächen des Kessels und dem Volumen des Wärmetauschers besteht.

Industriekessel haben Heizflächen ab 25 Quadratmetern, Haushaltskessel sind viel kleiner. Kessel mit einer Leistung von 18 kW haben beispielsweise eine Heizfläche von etwas mehr als einem Quadratmeter, wodurch ein Haus mit Wärme versorgt werden kann mit einer Fläche von ca. 100 Quadratmetern.

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Diagramm des Aufbaus eines hausgemachten Heizkessels.

Mit theoretischen Kenntnissen über den Einfluss des Bereichs der Heizflächen auf den Wirkungsgrad des Kessels ist es möglich, beim Einbau eines Heizkessels in Kombination mit einem vorhandenen Ofen die maximal mögliche Wärmeübertragung zu erreichen, um die Dampfheizung einzubauen das Haus.

Der einfachste Kessel zum Heizen oder zur Warmwasserversorgung, der auf der Basis eines Ofens gebaut wurde, kann auf zwei Arten hergestellt werden: Montage des Kesselkörpers um den Schornstein oder Installation eines Wärmetauschers direkt über (oder hinter) der Brennkammer. Die erste Option ist einfacher zu implementieren - der Bau eines zylindrischen Tanks über dem Feuerraum, durch dessen Mittelteil ein Kamin geführt wird. In diesem Fall muss der Teil des Schornsteins, der die Verbrennungsprodukte aus dem Feuerraum entfernt, natürlich aus einem Rohr aus Gusseisen oder Stahl (mit einer dicken Wand) bestehen. Das heißt, die Umrüstung eines Dickbauchofens in einen Kessel, der auf seinem Rohr "sitzt", ist durchaus machbar.

Im zweiten Fall ist ein Platz für den Wärmetauscher direkt im Ofen angeordnet. Theoretisch ist es möglich, eine maximale Wärmeübertragung für Heizwasser für das Heizsystem zu erreichen, wenn der Wärmetauschertank so angeordnet ist, dass die aufsteigenden heißen Ströme von allen Seiten darüber gespült werden, dies erfordert jedoch die Rekonstruktion des Ofens. Es ist nicht schlecht, wenn es sich nicht um einen Würfel handelt, der aus Metallblechen geschweißt ist, sondern um eine Struktur aus Rohrabschnitten: Das Aufwärmen des Heizsystems dauert viel weniger lange.

Zusätzlich zum Platzieren von Rohren oder Würfeln über dem Feuerraum können einige von ihnen entlang der Seitenwände des Feuerraums platziert werden, wodurch Sieboberflächen organisiert werden, die zur Steigerung der Effizienz des Systems dienen.

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Was ist Vakuum im Kesselofen?

Das Vakuum im Kesselofen ist ein Druckabfall im Kesselofen unter dem Einfluss einer Temperaturdifferenz, wodurch auf natürliche Weise Frischluftmassen in die Brennkammer eingeblasen werden und die Verbrennungsprodukte durch den Schornstein verdrängt werden.

Schematische Darstellung des Vakuumprozesses im Kesselofen.

Mit einfachen Worten, die Luftdichte hängt von der Temperatur ab: Je höher sie ist, desto niedriger ist die Luftdichte. Daher der Begriff "Entleeren", der oft mit "Entleeren" verwechselt wird. Dementsprechend strömt Luft aus der Zone höherer Dichte (Raum) in die Zone niedriger Dichte (Kesselofen), da dort der Druck höher ist. Erhitzte Luftmassen und Verbrennungsprodukte tendieren nach oben und werden zusätzlich durch Frischluftmassen durch den Schornstein verdrängt. Mit anderen Worten wird das Phänomen als natürlicher Luftzug des Kessels bezeichnet.

Methoden und Maßeinheiten

Vakuummesseinheiten im Kesselofen - Pascal (Pa). Der Indikator wird von Geräten gemessen, deren Funktionsprinzip auf der Empfindlichkeit eines Flüssigkeits- oder Federdrucksensors basiert: eines Manometers oder eines Vakuummeters. Es werden auch Anemometer verwendet, die die Kraft der natürlichen Traktion direkt messen.

Für einen Warmwasserkessel mit einem traditionellen vertikalen Schornstein beträgt die Norm 10-20 Pa.