ИБП для твердотопливного котла с внешним аккумулятором какой выбрать

Обновлено: 04.07.2024

Необходимость измерения и контроля общего содержания растворенных твердых веществ (TDS) в котловой воде котловой воды, а также методы, используемые для этого, включая электронное управление с обратной связью с датчиками проводимости.

Контроль TDS в котловой воде

Поскольку котел вырабатывает пар, любые примеси, находящиеся в питательной воде котла и не испаряющиеся с паром, будут концентрироваться в котловой воде.

Поскольку растворенные твердые вещества становятся все более и более концентрированными, пузырьки пара становятся более стабильными и не лопаются, достигая поверхности воды в котле. Наступает момент (в зависимости от давления котла, размеров и паровой нагрузки), когда значительная часть парового пространства в котле заполняется пузырьками и пена уносится в паропровод.

Очевидно, что это нежелательно не только потому, что пар на выходе из котла чрезмерно влажный, но и потому, что он содержит котловую воду с высоким уровнем растворенных и, возможно, взвешенных веществ. Эти твердые частицы загрязняют регулирующие клапаны, теплообменники и конденсатоотводчики.

В то время как пенообразование может быть вызвано высоким уровнем взвешенных твердых частиц, высокой щелочностью или загрязнением маслами и жирами, наиболее распространенной причиной переноса (при условии надлежащего контроля этих других факторов) является высокий уровень общего содержания растворенных твердых веществ (TDS). Тщательный контроль уровня TDS котловой воды вместе с вниманием к этим другим факторам должен гарантировать минимизацию рисков пенообразования и уноса.

TDS может быть выражен в различных единицах измерения, и в Таблице 3.12.1 приведены некоторые приблизительные преобразования TDS в ppm в другие единицы.

Градусы Боме и градусы Тваддла (также пишется как Твадделл) являются альтернативными шкалами ареометра.

Отбор проб котловой воды

TDS котловой воды можно измерить одним из следующих способов:

Отбор пробы и определение TDS вне котла или с помощью
Датчик внутри котла, передающий сигнал на внешний монитор.

Выборка для внешнего анализа

При отборе пробы котловой воды важно убедиться, что она репрезентативна. Не рекомендуется брать пробу из стекол уровнемера или внешних контрольных камер; вода здесь представляет собой относительно чистый конденсат, образованный постоянной конденсацией пара во внешнем стекле/камере. Точно так же пробы, взятые рядом с входным патрубком питательной воды котла, скорее всего, дадут ложные показания.

В настоящее время большинство производителей котлов устанавливают соединение для продувки TDS, и, как правило, из этого места можно получить репрезентативную пробу.

Если воду просто набрать из бойлера, часть воды резко испарится, превратившись в пар при снижении давления. Это не только потенциально очень опасно для оператора, но и любой последующий анализ будет совершенно неправильным из-за потери пара мгновенного испарения, концентрирующего образец.

Поскольку для анализа требуется холодный образец, охладитель для образцов также значительно сэкономит время и будет способствовать более частому тестированию.

Охладитель пробы представляет собой небольшой теплообменник, использующий холодную водопроводную воду для охлаждения пробы продувочной воды.

Метод относительной плотности

Относительная плотность воды связана с содержанием в ней растворенных твердых веществ. Для сырой воды, питательной воды и конденсата относительная плотность настолько близка к плотности чистой воды, что ее невозможно удовлетворительно измерить с помощью ареометра. Однако для котловой воды можно использовать ареометр для приблизительного измерения растворенных твердых веществ, поскольку для котловой воды каждое увеличение относительной плотности на 0,000 1 при 15,5 °С примерно равно 110 ppm. Требуется очень чувствительный ареометр, который требует осторожного обращения и использования, если необходимо получить удовлетворительное измерение TDS. Процедура обычно выглядит следующим образом:

Отфильтруйте пробу охлажденной котловой воды, чтобы удалить все взвешенные твердые частицы, которые в противном случае могут дать ложные показания.
Охладить до 15,5 °C.
Добавьте несколько капель смачивающего вещества, чтобы предотвратить прилипание пузырьков к ареометру.
Поместите ареометр в образец и осторожно вращайте его, чтобы удалить пузырьки.
Считайте относительную плотность.
Считайте TDS из таблицы, прилагаемой к ареометру, или рассчитайте TDS в частях на миллион, используя уравнение 3.12.1:

Ареометр — хрупкий прибор, который легко повредить. Во избежание получения ложных показаний его следует регулярно проверять на дистиллированной воде.

Метод проводимости

Электропроводность воды также зависит от типа и количества содержащихся в ней растворенных твердых веществ. Поскольку кислотность и щелочность оказывают большое влияние на электропроводность, перед измерением ее электропроводности необходимо нейтрализовать пробу котловой воды. Процедура следующая:

Измерение проводимости в котле

Необходимо измерить проводимость котловой воды внутри котла или в линии продувки. Очевидно, что условия сильно отличаются от условий образца, полученного через охладитель образца, который будет охлаждаться и затем нейтрализоваться (pH = 7). Основными аспектами являются большая разница температур и высокий уровень pH.

Повышение температуры приводит к увеличению электропроводности. Для котловой воды проводимость увеличивается примерно на 2% (от значения при 25°C) на каждый 1°C повышения температуры. Это можно записать так:

Пример 3.12.3

Образец котловой воды имеет ненейтрализованную проводимость 5000 мкСм/см при 25°C. Какова проводимость котловой воды при 10 бар g?ses из расчета примерно 2% (от значения при 25°C) на каждый 1°C повышения температуры. Это можно записать так:

Это означает, что влияние температуры должно быть учтено в контроллере продувки либо с помощью автоматической температурной компенсации, либо с учетом того, что давление в котле (и, следовательно, температура) является постоянным. Небольшие колебания давления в котле во время изменения нагрузки имеют относительно небольшой эффект, но если требуются точные показания TDS для котлов, которые работают при сильно меняющемся давлении, необходима автоматическая температурная компенсация.

Зонд, используемый для измерения проводимости жидкости, имеет «постоянную ячейки». Значение этой константы зависит от физического расположения зонда и электрического пути через жидкость.

Чем дальше наконечник зонда от любой части котла, тем выше постоянная ячейки. Любые различия в постоянной ячейки учитываются при «калибровке» контроллера.

Проводимость и сопротивление связаны константой ячейки, как показано в уравнении 3.12.4:

Хотя проводимость котловой воды преобразуется в сопротивление с помощью датчика, ее нельзя измерить с помощью простого измерителя сопротивления постоянного тока. Если на зонд подается постоянное напряжение, на поверхности образуются крошечные пузырьки водорода или кислорода из-за электролиза воды. Этот эффект, называемый электролитической поляризацией, приводит к измерению гораздо более высокого сопротивления.

Поэтому необходимо использовать переменное напряжение для измерения сопротивления зонда, и этот метод всегда предпочтительнее в контроллерах продувки. Относительно высокая частота (например, 1 000 Гц) необходима, чтобы избежать поляризации при высокой проводимости котловой воды.

Принятие решения о требуемом TDS котловой воды

Фактическая концентрация растворенных твердых веществ, при которой может начаться пенообразование, зависит от котла. Обычные котлы с кожухом обычно работают с TDS в диапазоне 2 000 частей на миллион для очень маленьких котлов и до 3 500 частей на миллион для больших котлов при условии:

Котел работает с давлением, близким к расчетному.
Условия паровой нагрузки не слишком жесткие.
Другие условия котловой воды контролируются правильно.

Продувка котла для поддержания этих уровней TDS должна помочь обеспечить подачу достаточно чистого и сухого пара на установку.

В таблице 3.12.2 приведены некоторые общие рекомендации по максимально допустимым уровням TDS котловой воды в некоторых типах котлов. Выше этих уровней могут возникнуть проблемы.

Примечание. Рисунки в таблице 3.12.2 представлены только в качестве общего руководства. За конкретными рекомендациями всегда следует обращаться к изготовителю котлов.

Расчет скорости продувки

Необходима следующая информация:

Требуемый TDS котловой воды в частях на миллион (таблица 3.12.1).
TDS питательной воды в частях на миллион.

Среднее значение можно получить, просмотрев записи об обработке воды, или можно взять образец питательной воды и измерить ее электропроводность.

Как и при измерении TDS котловой воды, проводимость (мкСм/см) x 0,7 = TDS в частях на миллион (при 25°C).

Примечание: требуемая проба питательной воды берется из питательной линии котла или из питательного резервуара и не является пробой подпиточной воды, подаваемой в питательный резервуар.

Количество пара, которое производит котел, обычно измеряется в кг/ч. При выборе системы продувки наиболее важным параметром обычно является максимальное количество пара, которое котел может генерировать при полной нагрузке.

При наличии приведенной выше информации требуемая скорость продувки может быть определена с помощью уравнения 3.12.5:

Управление скоростью продувки

Существует несколько различных способов управления скоростью продувки. Простейшим устройством является диафрагма (рис. 3.12.3).

Размер отверстия можно определить на основе:

Расход. Способ расчета расхода показан выше.
Падение давления. Теоретически это должно быть от давления в котле до атмосферного давления.

Однако трение в трубопроводе и обратное давление неизбежны, поэтому для целей данного модуля предположим, что давление на выходной стороне отверстия составляет 0,5 бар изб.

Есть проблема: отверстие не регулируется и поэтому может быть правильным только для одного конкретного набора обстоятельств. Если бы скорость пропаривания была:

Увеличение — через отверстие не проходит достаточное количество воды. Уровень TDS котла увеличится, и произойдет заливка и унос.
Уменьшить: через отверстие будет проходить слишком много воды. Скорость продувки будет слишком велика, и энергия будет потрачена впустую.

Мигает

Вода, сливаемая из котла, имеет температуру насыщения, и падение давления над отверстием почти равно всему давлению в котле. Это означает, что значительная часть воды превратится в пар, увеличив ее объем более чем в 1000 раз.

Это быстрое и резкое изменение состояния и объема над отверстием может привести к эрозии и перетягиванию отверстия. Это увеличивает как размер, так и характеристику расхода (коэффициент расхода) отверстия, что приводит к постепенному увеличению скорости продувки.

Пар, будучи газом, может двигаться намного быстрее, чем вода (жидкость). Однако пар и вода не имеют возможности должным образом разделиться, что приводит к тому, что капли воды перемещаются с очень высокой скоростью вместе с паром в трубопровод. Это приводит к дальнейшей эрозии и возможному гидравлическому удару в трубопроводах и последующем оборудовании.

Проблема вскипания увеличивается с увеличением давления в котле.

Также следует помнить, что вода, сливаемая из котла, грязная, и не нужно много грязи, чтобы закрыть или даже заблокировать маленькое отверстие.

Продувочные клапаны

Клапаны непрерывной продувки

В простейшем случае это игольчатый клапан. На виде сверху есть кольцо с:

Внешняя окружность определяется седлом клапана.
Внутренняя окружность определяется иглой.

Если требуется увеличение расхода, игла выдвигается из седла и увеличивается зазор между иглой и седлом.

Чтобы обеспечить разумную скорость через отверстие, размер отверстия, необходимый для расхода продувки 1 111 кг/ч (из примера 3.12.5), должен составлять около 3,6 мм.

Приняв диаметр седла клапана равным 10 мм, можно рассчитать диаметр иглы в точке, где она установлена для получения требуемого расхода 1 111 кг/ч, следующим образом:

Это фундаментальный недостаток клапанов непрерывной продувки; зазор настолько мал, что трудно избежать блокировки мелкими частицами.

Кроме того, необходимо решить проблему заусенцев на седле клапана. Малые зазоры означают, что пароводяная смесь с высокой скоростью течет близко к поверхностям иглы и седла. Эрозия (перетягивание) неизбежна, что приводит к повреждению и последующему отказу в отключении.

Клапаны непрерывной продувки в течение многих лет разрабатывались на основе простых игольчатых клапанов и теперь включают в себя несколько ступеней, возможно, в форме трех или четырех седел в клапане, которые постепенно увеличиваются, и даже включают спиральные проходы. Цель состоит в том, чтобы рассеивать энергию постепенно, поэтапно, а не всю сразу.

Этот тип клапана изначально был разработан для ручного управления и был оснащен шкалой и стрелкой, прикрепленной к рукоятке. В условиях эксплуатации была взята проба котловой воды, определено TDS и произведена соответствующая регулировка положения клапана.

Чтобы идти в ногу с современными технологиями и требованиями рынка, некоторые из этих клапанов непрерывной продувки были оснащены электрическими или пневматическими приводами. Тем не менее, фундаментальная проблема малых зазоров, оплавления и затяжки все еще существует, и повреждение седла клапана неизбежно. Несмотря на использование замкнутой системы управления, будет происходить чрезмерная продувка.

Вкл/выкл клапаны продувки котла

Есть преимущество в использовании более крупного управляющего устройства с большими зазорами, но с открытием его только на некоторое время. Очевидно, что требуется умеренность, если TDS котла должен поддерживаться в пределах разумных значений, и наиболее распространенными размерами являются клапаны DN15 и 20.

В типичном случае контроллер должен открывать клапан, например, при 3 000 частей на миллион, а затем закрывать клапан при 3 000 – 10 % = 2 700 частей на миллион. Это обеспечит хороший баланс между клапаном разумного размера и точным управлением.

Тип выбранного клапана также важен:
Для небольших котлов с низкой скоростью продувки и давлением менее 10 бар изб. электромагнитный клапан соответствующего номинала станет экономически эффективным решением.

Для более крупных котлов с более высокой скоростью продувки и, конечно же, для котлов с рабочим давлением более 10 бар изб., требуется более сложный клапан для отвода конденсата от седла клапана, чтобы защитить его от повреждений.

Клапаны этого типа также могут иметь регулируемый ход, что позволяет пользователю гибко выбирать скорость продувки, подходящую для котла и любого используемого оборудования для рекуперации тепла.

Замкнутые электронные системы управления

Эти системы измеряют проводимость котловой воды, сравнивают ее с заданным значением и открывают клапан управления продувкой, если уровень TDS слишком высок.

На рынке представлен ряд различных типов, которые измеряют электропроводность либо внутри котла, либо во внешней камере для отбора проб, которая регулярно очищается для получения репрезентативной пробы котловой воды. Фактический выбор будет зависеть от таких факторов, как тип котла, давление в котле и количество продувочной воды.

Эти системы предназначены для измерения проводимости котловой воды с помощью датчика проводимости.

Измеренное значение сравнивается с заданным значением, запрограммированным пользователем в контроллере. Если измеренное значение превышает заданное значение, регулирующий клапан продувки открывается до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение. Как правило, пользователь также может настроить «мертвую зону».

Как упоминалось ранее, повышение температуры воды приводит к увеличению электропроводности. Очевидно, что если котел работает в широком диапазоне температуры/давления, например, когда котлы работают в режиме ночного понижения температуры, или даже котел с широким диапазоном регулирования горелки, то требуется компенсация, поскольку проводимость является контролирующим фактором.

Преимущества автоматического управления TDS

Преимущества автоматизации для экономии труда.
Более тщательный контроль уровня TDS котла.
Потенциальная экономия за счет использования продувочной системы рекуперации тепла (если она установлена).

Расчет дополнительной экономии за счет снижения скорости продувки описан в следующем тексте и в примере 3.12.6.

В тех случаях, когда существующий метод представляет собой исключительно ручную продувку из нижней части котла, можно, просмотрев прошлые записи о очистке воды, получить некоторое представление о том, насколько TDS котла меняется в течение нескольких недель. При осмотре можно установить средний показатель TDS. Если фактическое максимальное значение меньше максимально допустимого значения, среднее значение будет таким, как показано. Если фактический максимум превышает максимально допустимый, полученное среднее значение должно быть пропорционально уменьшено, поскольку желательно, чтобы максимально допустимое значение TDS никогда не превышалось.

Пример 3.12.6

Рисунок 3.12.8 показывает, что среднее значение TDS при хорошо работающей ручной донной продувке значительно ниже максимально допустимого. Например, максимально допустимое значение TDS может составлять 3 500 частей на миллион, а среднее значение TDS — всего 2 000 частей на миллион. Это означает, что фактическая скорость продувки намного больше требуемой. Исходя из TDS питательной воды 200 частей на миллион, фактическая скорость продувки составляет:

Установив систему автоматического контроля TDS, средний показатель TDS котловой воды можно поддерживать на уровне, почти равном максимально допустимому TDS, как показано на рисунке 3.12.9;

Оценка экономии за счет снижения скорости продувки

Если котел должен вырабатывать определенное количество пара, к этому количеству должна подаваться продувочная вода. Энергия, которая теряется при продувке, — это энергия, которая передается дополнительному количеству воды, которая нагревается до температуры насыщения, а затем продувается.

Близкую аппроксимацию можно получить, используя паровые таблицы.

Используя данные из примера 3.12.5, если котел работал при 10 бари, паропроизводительности 5000 кг/ч и имел температуру питательной воды 80°C (hf = 335 кДж/кг), изменение потребности в энергии можно рассчитать следующим образом:

Все твердотопливные водогрейные котлы должны быть установлены с возможностью отвода тепла с использованием электроэнергии или без нее. В необычном случае температура котла превышает заданную температуру и температура продолжает расти, зона сброса перегрева может быть единственным средством предотвращения производства пара котлом. Как правило, перегрев происходит во время перебоев в подаче электроэнергии или при отказах оборудования, таких как отказ циркуляционного насоса или системы управления. Чрезмерная тяга дымоходов также может привести к продолжению горения огня в котле, который обычно горит только с принудительной или искусственной тягой. Человеческий фактор – еще одна типичная причина перегрева твердотопливных котлов. Например, если вы забудете закрыть дверцу котла, это может привести к отключению всех типичных средств управления горением.

Современные котлы на твердом топливе, включая котлы с нисходящей тягой, газифицирующие и дровяные котлы, менее склонны к перегреву, чем старые дровяные котлы с естественной тягой, но даже современные дровяные котлы могут перегреваться. Монтажники часто могут утверждать, что они имеют многолетний опыт работы с котлами с нисходящей тягой, но не видели и не слышали о случаях перегрева. Это может привести к самодовольству. Однако перегрев – одно из самых страшных событий, с которыми может столкнуться владелец твердотопливного водогрейного котла. Производство пара в водогрейном котле опасно и является неконтролируемым явлением. По этим причинам необходимо предотвращать перегрев, даже если он не ожидается.

Существуют различные способы охлаждения котла, который вышел из-под контроля. Наиболее типичным методом охлаждения водогрейного котла является создание потока через водяную рубашку котла для отвода тепла. Поток можно создать обычными средствами, например, с помощью циркуляционного насоса. Поток также может быть создан с помощью гравитации. В Европе типично использовать клапан с термическим управлением, который открывается и пропускает холодную питьевую воду, находящуюся под обычным бытовым давлением, через охлаждающий змеевик, установленный в водяной рубашке котла. Полученная нагретая вода затем стекает в канализацию. Вода продолжает течь через водяную рубашку котла в слив до тех пор, пока котел не остынет достаточно, чтобы клапан снова закрылся.

Если происходит перегрев и есть электроэнергия, переключатель на основе температуры, такой как аквастат, запускает циркуляционный насос в определенной тепловой нагрузке/зоне тепла. Тепло поступает к радиаторам и рассеивается в воздухе. Однако в случае современного дома, в котором используются PEX или резиновые трубы, большая часть сантехники может не справиться с температурой воды 210 ° F или выше, что обычно наблюдается в котле с перегревом. Если существующие зоны не рассчитаны по температуре для использования в качестве зоны сброса, можно добавить выделенную цельнометаллическую зону сброса. Независимо от типа сантехники, используемой в доме, наличие электричества дает установщикам возможность точно определить размер зоны сброса, поскольку потоки можно легко рассчитать на основе номинальных характеристик циркуляционного насоса и потерь напора в контуре. Кроме того, с помощью циркуляционных насосов зоны сброса могут располагаться в удобных и эффективных местах, не зависящих от самотёка перегретой воды.

Перегрев при отключении электроэнергии — другое дело. Во время отключения электроэнергии циркуляционные насосы перестают работать, что, вероятно, приводит к потере потока через котел. Большинство современных котлов на дровах имеют усовершенствованные регуляторы воздуха для горения в сочетании с достаточным объемом воды в рубашке котла, чтобы предотвратить образование пара при отключении мощности. Тепло от остаточных источников, таких как горящая древесина, горячий огнеупор и/или решетки, редко вызывает перегрев. Однако при наличии длительного источника тепла и отсутствии потока воды для охлаждения котла вода в рубашке котла может достичь чрезмерно высокой температуры.

Возможно предотвратить перегрев с помощью самотечных зон сброса перегрева, но использование этих зон требует осторожности. К счастью, поток без использования энергии возможен, потому что горячая вода поднимается, а холодная падает по трубам. В замкнутом контуре подъем и опускание нагретой и охлажденной воды создает постоянный ток и устойчивый поток. Создание контура, который течет естественно и адекватно, чтобы предотвратить перегрев, требует осторожности. Вот несколько основных ингредиентов:

Линии подачи и возврата не должны быть заблокированы или существенно ограничены, когда питание отключено. Чем больше диаметр труб в зоне сброса тепла, тем лучше для потока. Потери напора должны быть снижены везде, где это возможно. Котлы, установленные в котельных или хозяйственных постройках, удаленных от отопительной нагрузки, должны иметь выделенную зону сброса, расположенную у котла.
Как минимум отходящая линия подачи должна быть металлической, чтобы предотвратить плавление при перегреве.
Трубопровод подачи в зону сброса должен быть направлен вверх к радиатору (радиаторам) с низким ограничением, таким как плинтусные конвекторы чугунного радиатора, расположенного над котлом. Поскольку панельные радиаторы часто монтируются с отдельными радиаторными вентилями, их не рекомендуется использовать в зонах гравитационного сброса. Обратный трубопровод должен быть максимально наклонен вниз.
Излучающее устройство должно быть достаточно большим без использования вентиляторов и циркуляционных насосов для адекватного рассеивания тепла и предотвращения перегрева котла.
Радиатор(ы) должен(ы) располагаться там, где достаточное количество воздуха может циркулировать по поверхностям для охлаждения.
В радиаторе(ах) не должны использоваться отдельные механические термостаты, которые уменьшают расход.
Размещение радиатора(ов) зоны сброса в месте, где может ощущаться перегрев, может помочь оператору котла контролировать перегрев котла и предотвратить будущие события. Когда область, в которой находится зона перегрева, становится некомфортно горячей, оператор узнает о наличии проблемы.
Устройство продувки воздухом должно располагаться в верхней точке специально построенной зоны сброса. Поскольку в зоне не будет активной циркуляции, удаление воздуха из зоны часто будет затруднено, если вообще возможно, без средств для удаления воздуха во время установки. Зона сброса с воздушными карманами не будет циркулировать.

Некоторые из этих восьми пунктов будут очевидны, но установщики допускают несколько типичных ошибок. Во многих случаях в качестве радиатора зоны сброса выбирают ребристую трубу плинтуса. Монтажники часто монтируют ребристую трубу под лагами пола в подвале или наверху стены рядом с котлом. Это неверное предположение, что эта ребристая труба будет обеспечивать нормальную номинальную мощность при установке у потолка.

Оценка плинтусных радиаторов часто переоценивается на 15 % из-за устаревшего рейтинга, который давал плинтусным радиаторам «премиум» мощность по сравнению с обычно более высокими чугунными радиаторами, поскольку плинтусные радиаторы расположены ближе к полу, где воздух прохладнее. Когда более холодный воздух проходит через радиатор, большая разница температур между воздухом и горячей водой увеличивает теплопередачу. Этот рейтинг отмечен в рейтингах I=B=R в литературе по системным платам. Рейтинги плинтусов следует разделить на 1,15, потому что коэффициент премиальности на самом деле не доказан лабораторно.

Во-вторых, когда ребристая труба установлена близко к потолку, она также теряет свою способность рассеивать тепло, потому что она не находится на уровне пола, а низкотемпературный воздух проходит через ребра. Вопреки своему названию, плинтусные радиаторы на самом деле являются плинтусными конвекторами и используют движение воздуха снизу вверх для отдачи тепловой энергии. Номинальные значения производительности плинтуса I=B=R обычно рассчитываются для пара с температурой 215°F и температуры окружающей среды 65°F. Коэффициент 0,69 применяется для снижения производительности по горячей воде. Этот фактор еще более усиливается за счет более высоких температур окружающей среды, которые можно обнаружить у радиатора, прикрепленного к потолку в котельной. Предполагая температуру воды 180°F, но при температуре на высоте потолка 100°F, а не 65°F, применяется коэффициент 0,41. При температуре окружающей среды 65°F коэффициент равен 0,69. Следовательно, при повышенной температуре потолка производительность ребер плинтуса снижается на 41% по сравнению с предполагаемой температурой пола 65°F. Для сравнения, это почти такое же снижение производительности, которое вы получаете при температуре воды 140°F в плинтусе по сравнению с до 180°F.

Наконец, скорость потока через ребристую трубу, основанная на гравитации, будет неизвестна. По сравнению с зоной с циркуляционным насосом с механическим приводом, петля с пассивной оребренной трубкой обычно будет иметь сравнительно низкий расход, что еще больше снижает потенциальную производительность. Этот фактор является относительно небольшим фактором по сравнению с температурой. Для расхода ½ галлона в минуту коэффициент составляет 0,931, или около 93 % того, что было бы при расходе 3 галлона в минуту и более.

Остальные 7 "основных ингредиентов" говорят сами за себя, но не менее важны. К счастью, современные дровяные котлы почти никогда не перегреваются. Плоды особой заботы о зонах сброса тепла во время установки могут никогда не быть реализованы. Прискорбный парадокс, поскольку зоны сброса часто остаются неиспользованными в течение всей жизни, многие монтажники никогда не узнают, будет ли то, что они установили, работать должным образом, если котел перегреется. Это одна из причин того, что зоны сброса плохо изучены. Возможностей для обучения очень мало. В идеале существующая зона тепла с нормальной циркуляцией адекватного размера, хорошо подходящая для температуры выше 180°F и расположенная в пределах жилого помещения, но над котлом, лучше всего подходит для зоны сброса. Дизайн зон свалки — это не только наука, но и искусство. Почти каждая установка будет отличаться. Просто установите ребристую трубу плинтуса длиной ¾ дюйма и предполагайте, что она будет излучать 550 БТЕ/фут. может привести к неприятностям. По сравнению со всей установкой зона дампа относительно недорога и может никогда не использоваться, но всегда должна быть тщательно спроектирована и реализована.

Также в разделе Объяснение энергии и окружающей среды

Также в разделе Объяснение нефти и нефтепродуктов

Также в разделе Объяснение бензина

Также в разделе Пояснения к дизельному топливу

Также в разделе Пояснения к мазуту

Также в разделе Объяснение жидкого углеводородного газа

Также в разделе Объяснение природного газа

Также в разделе Объяснение угля

Также в разделе Объяснение ядерной энергетики

Также в разделе Объяснение возобновляемых источников энергии

Также в разделе Объяснение гидроэнергетики

Также в разделе Объяснение биомассы

Также в разделе Объяснение биотоплива

Также в разделе Объяснение ветра

Также в разделе Объяснение геотермальной энергии

Также в разделе Объяснение использования солнечной энергии

Также в разделе Объяснение электричества

Также в разделе Объяснение водорода

Несмотря на то, что электричество является чистой и относительно безопасной формой энергии при его использовании, его производство и передача влияют на окружающую среду. Почти все типы электростанций оказывают влияние на окружающую среду, но некоторые электростанции оказывают большее влияние, чем другие.

В США действуют законы, регулирующие воздействие производства и передачи электроэнергии на окружающую среду. Закон о чистом воздухе регулирует выбросы загрязнителей воздуха большинством электростанций. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) управляет Законом о чистом воздухе и устанавливает стандарты выбросов для электростанций с помощью различных программ, таких как Программа кислотных дождей. Закон о чистом воздухе помог существенно сократить выбросы некоторых основных загрязнителей воздуха в США.

Влияние электростанций на ландшафт

Все электростанции имеют физический след (местоположение электростанции). Некоторые электростанции расположены внутри, на или рядом с существующим зданием, поэтому занимаемая площадь довольно мала. Большинство крупных электростанций требуют расчистки земли для строительства электростанции. Некоторым электростанциям могут также потребоваться подъездные дороги, железные дороги и трубопроводы для доставки топлива, линии электропередачи и системы подачи охлаждающей воды. Электростанции, работающие на твердом топливе, могут иметь места для хранения золы сгорания.

Многие электростанции представляют собой большие сооружения, которые изменяют визуальный ландшафт. В целом, чем больше строение, тем больше вероятность того, что электростанция повлияет на визуальный ландшафт.

Две угольные электростанции Северного парового комплекса Кристал-Ривер в Кристал-Ривер, Флорида

Источник: Эбиабе, автор Викисклада (лицензия свободной документации GNU) (общественное достояние)

Электростанции, работающие на ископаемом топливе, биомассе и отходах

В США в 2020 году около 60 % общего объема производства электроэнергии было произведено из ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), растительных материалов (биомасса), а также бытовых и промышленных отходов. Вещества, которые появляются в дымовых газах при сжигании этих видов топлива, включают:

Углекислый газ (CO₂)
Угарный газ (CO)
Диоксид серы (SO₂)
Окиси азота (NOx)
Твердые частицы (ТЧ)
Тяжелые металлы, такие как ртуть.

Почти все побочные продукты горения оказывают негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека:

CO₂ — это парниковый газ, который способствует возникновению парникового эффекта.
SO₂ вызывает кислотные дожди, вредные для растений и животных, живущих в воде. SO₂ также усугубляет респираторные и сердечные заболевания, особенно у детей и пожилых людей.
NOx способствуют образованию приземного озона, который раздражает и повреждает легкие.
ТЧ приводит к туману в городах и живописных районах, а в сочетании с озоном способствует развитию астмы и хронического бронхита, особенно у детей и пожилых людей. Также считается, что очень маленькие или тонкие частицы вызывают эмфизему и рак легких.
Тяжелые металлы, такие как ртуть, опасны для здоровья человека и животных.

Электростанции сокращают выбросы загрязняющих веществ в атмосферу различными способами

Стандарты выбросов загрязняющих веществ в атмосферу ограничивают количество некоторых веществ, которые электростанции могут выбрасывать в воздух. Некоторые из способов, которыми электростанции соответствуют этим стандартам, включают:

Сжигание угля с низким содержанием серы для сокращения выбросов SO₂. Некоторые угольные электростанции совместно сжигают древесную щепу с углем, чтобы сократить выбросы SO₂. Предварительная обработка и переработка угля также может снизить уровень нежелательных соединений в дымовых газах.
Различные типы устройств контроля выбросов твердых частиц обрабатывают дымовые газы перед их выходом из электростанции:
- Рукавные фильтры – это большие фильтры, улавливающие твердые частицы.
- В электрофильтрах используются электрически заряженные пластины, которые притягивают и удаляют частицы из дымового газа.
- Мокрые скрубберы используют жидкий раствор для удаления твердых частиц из дымового газа.
Электростанция Хантер – угольная электростанция к югу от Касл-Дейла, штат Юта.

Источник: Триша Симпсон, автор Викисклада (лицензия GNU Free Documentation License) (общественное достояние)

Многие электростанции в США производят выбросы CO₂

Сектор электроэнергетики является крупным источником выбросов CO₂ в США. Электростанции сектора электроэнергетики, которые сжигали ископаемое топливо или материалы, изготовленные из ископаемого топлива, а также некоторые геотермальные электростанции были источником около 28 % общих выбросов CO₂ в США, связанных с энергетикой, в 2020 году. р>
Некоторые электростанции также производят жидкие и твердые отходы

Зола – это твердый остаток, образующийся в результате сжигания твердого топлива, такого как уголь, биомасса и твердые бытовые отходы. Зольный остаток включает самые крупные частицы, которые собираются на дне камеры сгорания котлов электростанций. Летучая зола – это более мелкие и легкие частицы, которые собираются в устройствах для контроля выбросов в атмосферу. Летучая зола обычно смешивается с зольным остатком. Зола содержит все опасные материалы, которые улавливают устройства контроля загрязнения. Многие угольные электростанции хранят золошлам (зола, смешанная с водой) в отстойниках. Некоторые из этих прудов прорвались, причинив значительный ущерб и загрязнение вниз по течению. Некоторые угольные электростанции отправляют золу на свалки или продают золу для производства бетонных блоков или асфальта.

Атомные электростанции производят разные виды отходов

Атомные электростанции не производят парниковых газов или ТЧ, SO₂ или NOx, но производят два основных типа радиоактивных отходов:
- Низкоактивные отходы, такие как загрязненные защитные бахилы, одежда, протирочные тряпки, швабры, фильтры, остатки очистки реакторной воды, оборудование и инструменты, хранятся на атомных электростанциях до тех пор, пока радиоактивность в отходах не снизится до уровня безопасно для захоронения как обычный мусор, либо отправляется на полигон для захоронения низкоактивных радиоактивных отходов.
- Высокоактивные отходы, к которым относятся высокорадиоактивные отработавшие (использованные) ядерные топливные сборки, должны храниться в специально сконструированных контейнерах и хранилищах (см. Промежуточное хранение и окончательное захоронение в США).
Линии электропередач и другая распределительная инфраструктура также имеют влияние

Линии электропередачи и распределительная инфраструктура, по которой электроэнергия поступает от электростанций к потребителям, также оказывают воздействие на окружающую среду. Большинство линий электропередачи проходят над землей на больших башнях. Башни и линии электропередач изменяют визуальный ландшафт, особенно когда они проходят через неосвоенные районы. Растительность вблизи линий электропередач может быть нарушена, и, возможно, ее придется постоянно контролировать, чтобы она не находилась рядом с линиями электропередач. Эти действия могут повлиять на местные популяции растений и диких животных. Линии электропередач можно проложить под землей, но это более дорогой вариант, и его обычно не делают за пределами городских районов.

Узнайте больше о преимуществах и недостатках котлов на древесных гранулах

В связи с постоянным ростом цен на нефть и ископаемое топливо многие домовладельцы начали искать альтернативные способы отопления своих домов, которые были бы более экономичными. Один из набирающих популярность вариантов – это инвестиции в котел на древесных гранулах. Отопление на древесных гранулах — это новое и современное решение, состоящее из ряда декоративных печей и котлов для вашего дома.

Эти типы котлов на биомассе стоят меньше, чем большинство типов котлов на рынке, что делает их энергоэффективными и экономичными средствами обогрева вашего дома.

Как и в любой системе отопления, у котлов на биомассе множество плюсов и минусов, поэтому мы изучили несколько обзоров котлов на древесных гранулах. Такой котел, как котел на древесных гранулах, является отличной альтернативой, например, газовым котлам, электрическим комбинированным котлам или котлам, работающим на жидком топливе.

Плюсы
- Дрова являются экономически эффективными. Древесные гранулы состоят из остатков древесного материала и экономически конкурентоспособны с другими видами топлива, используемыми для отопления. Цены на древесные пеллеты часто стабильны, поскольку они не зависят от экзогенных факторов, таких как ископаемое топливо.
- Древесные пеллеты имеют небольшие размеры, а питание котлов может осуществляться с помощью автоматизированной системы. Их легко хранить, и они производят минимальное количество пепла.
- Древесные пеллеты безвредны для окружающей среды. Они являются устойчивым источником топлива, а котлы на древесных гранулах представляют собой систему отопления с низким содержанием углерода: они не производят выбросов углекислого газа, наносящих вред окружающей среде. Количество углекислого газа, выделяемого в процессе горения, эквивалентно количеству, поглощаемому в процессе роста деревьев. Есть даже гранты на котлы на биомассе, которые помогут поддержать ваши инвестиции.
- Котлы на древесных гранулах энергоэффективны.Они требуют минимального участия пользователя, а большинство котлов оснащены системой самоочистки.
- Древесные пеллеты — это возобновляемый источник энергии. Они производятся из древесных отходов и побочных продуктов рубки ухода за лесом. Согласно исследованиям и обзорам котлов на древесных гранулах, отопление на древесных гранулах будет оставаться возобновляемым источником энергии на неопределенный срок.
- Система отопления на древесных гранулах поддерживает местную экономику. Большая часть используемых древесных гранул производится на месте, что означает, что они обеспечивают больше рабочих мест для местного населения, что может привести к энергетической независимости.
Заполните форму всего за 1 минуту

Минусы
- Котлы на древесных гранулах требуют частого обслуживания. Даже если большинство современных котлов включают в себя системы самоочистки, теплообменник необходимо часто чистить щеткой, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы. Кроме того, необходимо регулярно опорожнять урны для пепла.
- Для хранения древесных гранул требуется большое складское пространство. Заказывать много дров всегда дешевле, но для их хранения может потребоваться до 200 кубических футов.
- Первоначальные затраты на котлы на древесных гранулах могут составлять около 10 000 фунтов стерлингов, что довольно много по сравнению с традиционными газовыми, масляными или комбинированными котлами. Стоимость котла сама по себе может составлять от 4000 до 8000 фунтов стерлингов, но окончательную цену рассчитать сложно, поскольку она часто зависит от различных факторов, таких как размер и тип древесного топлива.
Теперь, когда вы знаете о плюсах и минусах котлов на биомассе, таких как система отопления на древесных гранулах, вы можете легко решить, подойдет ли этот вариант для вашего дома. Важно отметить, что поощрение за использование возобновляемых источников тепла (RHI) предлагает домовладельцам в Великобритании финансовую помощь при установке низкоуглеродной системы.

Читайте также: