О расчёте экономии газа при повышении КПД котла, работающего в каскаде котлов

Речь здесь пойдёт о том, как я рассчитываю экономию газа при условиях “отопительная котельная с водогрейными котлами”, “интервал времени – отопительный сезон”.
Допущения:
1 Одновременно работающие котлы имеют одинаковую относительную нагрузку.
2 Теплопроизводительность котлов остаётся постоянной при понижении температуры наружного воздуха ниже tрнв.
3 КПД котла до наладки постоянен в рассматриваемом диапазоне его теплопроизводительности, так же и КПД котла после наладки.

Исходные данные:
  • tрвв – расчётная температура внутреннего воздуха.
  • t нв от. периода – средняя температура наружного воздуха во время отопительного периода.
  • Продолжительность отопительного периода.
  • tрнв – средняя температура наружного воздуха наиболее холодного времени (если у температурного графика есть срезка, то температура наружного воздуха начала срезки).
  • Продолжительность наиболее холодного времени.

    Распределение температур наружного воздуха в течение отопительного сезона я принял квадратичным. Координаты конца ветви полупараболы – (Продолжительность отопительного периода; t нв min).
    t нв min – теоретическая минимальная температура наружного воздуха.
    Если у температурного графика есть срезка, то сделав эту температуру целью, можно в результате подбора найти количество суток наиболее холодного времени. Нижеприведённый пример выполнен для случая со срезкой температурного графика. Количеством суток я установил там t нв min такую же, как при условиях “5 сут; –27°C” (“tнв наиболее холодной пятидневки” во Владимире).

  • “Qрот + Qвент” – нагрузка отопления и вентиляции при температуре наружного воздуха наиболее холодного времени (если у температурного графика есть срезка, то при температуре наружного воздуха начала срезки).
  • Qгвс – средняя нагрузка ГВС во время отопительного периода.
  • Потери тепла в теплосети.
  • Расход тепла на собственные нужды котельной.
  • t нв начала/конца от. периода – температура наружного воздуха начала/конца отопительного периода.
  • t нв запуска/остановки котла – температура наружного воздуха, при которой происходит запуск (или остановка) налаженного котла.

  • Q налаженного котла max (Qном) – доступная теплопроизводительность налаженного котла.
  • Быстродоступная Q при t нв зап./ост. (Qном работающих котлов) – доступная теплопроизводительность налаженного котла и котлов, работающих вместе с ним в день его запуска.
  • Быстродоступная Q при tрнв (Qном работающих котлов) – доступная теплопроизводительность котлов, работающих при средней температуре наружного воздуха наиболее холодного времени (если у температурного графика есть срезка, то при температуре наружного воздуха начала срезки).

    Пример расчёта для котельной с тремя одновременно работающими котлами

    КПД был повышен у котла №2.
    Величину “t нв запуска/остановки котла” я взял из оперативной режимной карты теплогенерации:

    regimn.karta_teplogen_zavisimoe.png

    Отсюда же получена информация о номерах других котлов, работающих при “t нв запуска/остановки котла” и при tрнв. Благодаря этому стали известны “Быстродоступная Q при t нв зап./ост.” и “Быстродоступная Q при tрнв”.

    Скриншот расчёта в Excel:

    raschyot_ekonomi.png

    Расчёт показывает, что за отопительный сезон налаженный котёл проработает 111 суток с теплопроизводительностью от 3,7 Гкал/ч (в день его запуска) до 5,3 Гкал/ч (в начале срезки температурного графика). Интервал времени “111 суток при tнв≤0°C” хорошо согласуется со средними месячными температурами воздуха во Владимире по СП 131.13330.2018.
    Исходя из того, что после наладки котла его КПД стал на 0,6% выше, в этой котельной можно ожидать экономию природного газа порядка 10 тыс. ст.м3 за отопительный сезон.
    Касательно реальности такого повышения КПД можно сказать, что получить его зачастую можно простой оптимизацией соотношения “газ–воздух”: например, уменьшением коэффициента избытка воздуха в дымоходе за котлом с 1,4 до 1,2.


    the Peace of "I",

    Вячеслав Штренёв


    На этом же сайте:
    Расчёты после наладки режимов горения водогрейного котла с двухступенчатой газовой горелкой
    О расчёте КПД конденсационного котла по материалам РНИ
    Оперативная режимная карта теплогенерации
    О расчёте расхода тепла на собственные нужды котельной