CENTRALE TERMICE CU CONDENSAREteorie

Principiul condensriiCompoziia gazelor de ardere:CO2, H2O, H2O vapori - invizibil, transparentArdere perfect:energia chimic energie termicenergia termic cazan g.a. temp. ridicat

Principiul condensriiPCI definiiePCS- definiie Concluzie:PCS >PCIExemple: gaz natural tip L:PCS = 9,79 kWh/Nmc PCI = 8,83 kWh/Nmc PC =10,8%

Arderea gazului naturalDefinitia randamentului util

R = Caldura Utila/Caldura Furnizata

Caldura Furnizata = dbit gaz X PCI

Caldura utila in KWPCI in KWh/m3Dbit gaz in m3/hAvand in vedere aceasta formula pentru calculul randamentului unui cazan in condensatie, R va fi > 1

1 litru de apa la100C vaporizeazacons. 600 Wh1 litru de apa de la10 C la 100 Ccons. 105 WhCaldura latenta

Principiul condensriigaz natural tip H:PCS = 10,94 kWh/NmcPCI = 9,88 kWh/Nmc PC =10,7%pcur standard:PCS = 12,67 kWh/NmcPCI = 11,88 kWh/Nmc PC = 6,6%

Principiul condensriiConcluzii:* g.n.recuperare cca. 10% cazane c.g.* c.l. tehn. rar: coninut ap c.l.< coninut ap c.g. temp. pct. rou joas prezena sulfului+aciditate * g.p.l. coninut ap g.p.l.< coninut ap c.g. pre ridicat * lemn: lips refrine, rezultate

Principiul condensrii

Principiul condensriiScop tehnol.condensare: condensarea vaporilor de ap din g.a. pe o supraf. de transfer termic+ recup.cld.+utiliz. cld. latente de condensare(vaporizare) r "

Condiia condensrii:tper

Principiul condensriiCalculul cantitii total de condens:*cant. H2 n comb.:H2=4/16 kgH2 /kg CH4*ardere H2 cant. ap produs: H2O=18/2 kgH2O /kg H2 * ardere 1 kg CH4 cant. ap produs: H2O/CH4=4/16 18/2= 2,25 kgH2O /kg CH4 *densitate CH4:1 kg CH4=22,414/16=1,4 Nmc CH4

Principiul condensrii* ardere 1 Nmc CH4 cant. ap produs: H2O/CH4=2,25/1,4=1,607kgH2O/Nmc CH4*echiv. cldur condensare(r=623 kcal/Nmc la 60C):Qcond.=1,607 623=1001 kcal/Nmc CH4*cretere relativ cldur:Q= 1001/8500=11,78%

Cazane cu condensare -importan energetic-

Cazane cu condensare -importan energetic-1894 Junkers- prima central termic cu recuperare cldur g.a. evacuate

1981 Nefit(NL)- prima central termic cu condensare

Nefit Buderus 1985 Bosch/Junkers centrala CL 100

Cazane cu condensare -importan energetic-Aport energetic cldur latent:* Cazan c.g.: max. 11% PCI* Cazan pcur: cca. 6% PCIAport energetic cldur sensibil: * reducere temp. g.a. recuperate:150 C 45 C

Cazane cu condensare -importan energetic-Randamentul util

Cazane cu condensare -importan energetic-Randament util (randam. Instant.la funcionarearea arztorului)=raportul ntre puterea termic coninut de combustibil i puterea termic ce este transmis apei de nclzireutil= Pu/ Pa Pa= puterea termic coninut de le combustibil= dbit de combustibil x puterea calorific PCI (ou PCS) Pu= puterea termic util a cazanului sau puterea termic furnizat apei de nclzire

Cazane cu condensare -importan energetic-

util= (Pa- Pierderi prin evacuare g.a.- Pierderi spre ambian)/ Pa

util = comb.-q i

Cazane cu condensare -importan energetic-Pierderi prin evacuare g.a. n atmosfer i randamentul de arderePierderile prin evacuare g.a. provin:Din cldura sensibil coninut de g.a.care sunt mai calde dect aerul ambiant.Din cldura latent, dac vaporii de ap coninui n g.a. nu au condensat integral. (n cazul rand. calculat dac se compar energia furnizat la PCS)r.Din ardere incomplet de natur chimic(amestec necorespunztor comb.-aer), provocnd apariia de CO n loc de CO2 (cldura degajat este inferioar celei furnizate printr-o combustie complet).Randamentul de combustie : comb= (Pa- Pierderi prin evacuare)/ Paunde: Pa= puterea termic coninut de comcustuibil= debit de combustibilx PCI (sau PCS)

Cazane cu condensare -importan energetic-Relaie uzual (Siegert): comb= 100- fx (Tg.a.- Tamb)/ %CO2unde: Tg.a. = temp. g.a. evacuate(C) T amb= temp. aer ambiant (C) f= const. c.g. f=0,47 c.l.(pcur) f=0,57.. CO2= coninut de CO2 n g.a. (%)

Cazane cu condensare -importan energetic-Pierderi ctre ambianProvint din schimbul de cldur prin radiaie i convecie ntre pereii exteriori ai cazanului i mediul ambiant.Pierderile ctre ambian sunt n funcie de temperatura medie a apei din cazan, i de gradul(starea) de izolare termic a anvelopei cazanului.

Cazane cu condensare -importan energetic-Pierderi ctre ambian

Cazane cu condensare -importan energetic-Randamentul sezonier sez= Qu/ Qaunde: Qu= energia total transferat apei de nclzire pe perioada de nclzire.

Qa= energia combustibilului consumat pe perioada de nclzire

Cazane cu condensare -importan energetic-Pierderi la oprire

Pierderi oprire[kW]= qEx Puterea nominal cazan[kW]

Cazane cu condensare -importan energetic-unde: qE1 = f(regim termic funcionare cazan)

qE2=qE1x ((Ttur2- Tamb)/ (Tretur1- Tamb))^ 1,25

Cazane cu condensare -importan energetic- sez= utile/ (1+ qEx (Nh/Nht- 1))

unde:Nh= nr. ore de funcionare n perioada de nclzire

Nht= nr. ore de funcionare anual a arztorului

Nh/Nht= factor de utilizare cazan

Cazane cu condensare -importan energetic-

Cazane cu condensare -importan energetic-Condiionri tehnologice:* Necesitatea de temperaturi de evacuare g.a. la cea mai joas valoare posibil

* Necesitatea unei temperaturi de retur la cea mai joas valoare posibil

Cazane cu condensare -importan energetic-Rand. teoretic util pt. cazane pe gaz i pcur cu condensare n funcie de temperatura de evacuare min. a g.a.:coef. de exces de aer=1,2

Cazane cu condensare -importan energetic-Concluzii grafic:temp. nceput condens. c.g. T cond.=55 (C)

temp. nceput condens. c.l.(pcur) T cond.= 47,5 (C) (compoziia g.a.)

gaz >pcur (pcur % H2

Cazane cu condensare -importan energetic-Influena coef. exces de aer

* funcionare cu coef. exces de aer minim posibil Tr ct mai nalt posibil(garanie condensare vapori de ap)

Cazane cu condensare -importan energetic-randamentul util cazan comb. gazos tip L n funcie de temperatura de evacuare a gazelor de ardere i de coef. de exces de aer

Cazane cu condensare -importan energetic-Creterea de randament sezonier: *cretere rand. caz. cond. = (1...14)%

. * econ. anual comb. = (6....9)%(cf. prod.)

Construcia cazanului cu condensare2-3 schimbtoare de cldur montate n serieultimul SC= condensator producere condensarelegtura pe retur(Tretur min. posibil) inox, font de aluminiu(rezistent coroziune)

Condensator exterior pt. cazan clasic(Q >1MW)

Soluii constructiveCazan pe comb. gazos condensare simpl

Soluii constructiveCazan pe comb. gazos cu schimbtor unic

Soluii constructiveCazan pe comb. gazos cu dubl condensare

Soluii constructiveCazan pe comb. gazos cu condensator separat

Construcia cazanului cu condensare

Construcia cazanului cu condensareCondiionri constructive:* evacuare g.a. n condensator n echicurent cu sensul de curgere condensat()* dimensionare condensator :Temp. evac. g.a. >T retur+5 (C

Construcia cazanului cu condensareCircuitul de retur:*circuit de retur de joas temp. la nivelul condensatorului.*circuit de retur de nalt temp. la nivelul primului schimbtor de cldur. *sistemul permite racordarea separat a circuitelor f(temperatur)

Construcia cazanului cu condensareTip arztor* Cazane cu arztor gaz aer insuflat traditional (2reg. funcionare).

* Cazane cu arztor gaz cu preamestec cu ventilator (rampe, arztor radiant. modulant :10-100% funcionare).

* Cazane cu arztor gaz atmosferic cu preamestec fr ventilator 1-2reg. funcionare).

Construcia cazanului cu condensareAlimentarea cu aer:* cazane cu arztor cu preamenstec : aspireia aerului se face de-a lungul pereilor focarului- prenclzire aer de ardere- reducere pierderi de cldur ctre ambian

Construcia cazanului cu condensarePierderi ctre ambian, pierderi la oprire i izolaia termic*pierderi spec. de cldur reduse ctre ambian, chiar n condiiile absenei izolaiei termice. arztor modulant cu plaj larg dereglaj(fr perioade de opriri) aspireie de aer pe circuitul ntre focar i manta reducere regim termic cazan n perioadele de oprire(se oprete circ. hidraulic)

Soluii constructiveCazan cu arztor modulant(10-100)%, +sond control O2

Soluii constructiveCazan cu arztor modulant(10-100)%, +sond control O2

Soluii constructiveCazan cu arztor cu aer insuflat

Soluii constructiveCazan cu arztor modulant cu preamestec aspiraie aer ntre manta i focarn font de aluminium

Soluii constructiveCazan comb. lichid cu arztor cu aer insuflat

Soluii constructiveCazan pe pelei cu dou circuite de joas i nalt temperatur

Soluii constructiveCoul de fum * construcie din oel inox sau materiale sintetice funcioneaz n suprapresiune

etan* nu se racordeaz pe acelai co un cazan clasic cu cazan cu condensare

GATAMulumesc pentru atenie