La consommation de gaz naturel d’une chaudière à vapeur dépend de la quantité de chaleur utile nécessaire pour produire la vapeur spécifiée et de l’efficacité avec laquelle la chaudière convertit l’énergie du combustible en vapeur..
Il n’existe pas de chiffre fiable sur la consommation de gaz pour chaque tonne., 5-chaudière de 10 tonnes ou 10 tonnes. Une estimation précise nécessite le débit de vapeur, pression et température de la vapeur, température de l'eau d'alimentation, efficacité de la chaudière et pouvoir calorifique réel du gaz naturel.
Une estimation technique pratique est:
Consommation de gaz naturel = Débit de vapeur × (Enthalpie de la vapeur − Enthalpie de l'eau d'alimentation) ÷ (Efficacité de la chaudière × Valeur calorifique du gaz)
Lors de l'utilisation d'unités cohérentes:
Consommation de gaz (Nm³/h) ≈ ṁ × (hₛ − hfw) ÷ (η × PCI)
Où:
Si le rendement de la chaudière est indiqué sur une base PCS au lieu d'une base PCS, le pouvoir calorifique et l'efficacité du combustible doivent rester cohérents.
Ce calcul fournit une estimation plus utile que de supposer que chaque chaudière de même capacité nominale consomme la même quantité de gaz naturel..
Plusieurs conditions de fonctionnement affectent la consommation de carburant.
Une chaudière produisant plus de vapeur nécessite plus d'énergie, en supposant que les autres conditions de fonctionnement restent inchangées.
Le calcul doit donc utiliser la charge de vapeur réelle plutôt que de se fier uniquement à la capacité nominale de la chaudière..
Une usine exploitant un 10 La chaudière t/h à charge partielle n'aura normalement pas la même demande horaire en combustible que la même chaudière fonctionnant en continu à sa puissance nominale..
La pression et la température de la vapeur déterminent l'état thermodynamique de la vapeur et affectent donc son enthalpie spécifique..
Le calcul requis doit faire la distinction entre la vapeur saturée et surchauffée..
Pour cette raison, la capacité de vapeur à elle seule est insuffisante pour une estimation précise de la consommation de carburant.
La chaudière doit ajouter de l'énergie à l'eau alimentaire avant qu'elle ne se transforme en vapeur..
Une eau d'alimentation plus chaude nécessite généralement moins de chaleur supplémentaire pour atteindre les conditions de vapeur requises qu'une eau d'alimentation plus froide., toutes autres conditions étant égales.
Le retour des condensats peut donc influencer à la fois le bilan hydrique et l'énergie nécessaire au système vapeur..
Toute l’énergie contenue dans le gaz naturel n’est pas transformée en vapeur d’énergie utile..
Efficacité des chaudières à vapeur industrielles peut être affecté par les conditions de combustion, charge de la chaudière, excès d'air, température de la cheminée, condition de transfert de chaleur, équipement de purge et de récupération de chaleur.
En comparant les calculs, vérifiez toujours si l'efficacité est indiquée sur une base PCI ou PCS et si un équipement tel qu'un économiseur est inclus.
Le gaz naturel n’a pas un pouvoir calorifique universel sur tous les marchés.
Son contenu énergétique peut varier en fonction de la composition du gaz et des conditions d'approvisionnement.. Les États-Unis. Administration de l'information sur l'énergie (EIE), Par exemple, publie des informations sur le contenu calorifique et des données de conversion du gaz naturel.
Pour un calcul de projet, utiliser le pouvoir calorifique spécifié par le fournisseur de gaz local chaque fois qu'il est disponible plutôt que de supposer une valeur universelle.
Pour une chaudière produisant 1,000 kg/h de vapeur, le calcul devient:
Consommation de gaz = 1,000 × (hₛ − hfw) ÷ (η × Pouvoir calorifique du gaz)
Vous avez encore besoin de quatre valeurs importantes avant d'obtenir un résultat de consommation de gaz significatif:
Donc, disant que chaque 1 Une chaudière à vapeur d'une tonne consomme un nombre fixe de mètres cubes de gaz par heure peut être trompeuse à moins que les conditions de calcul ne soient précisées..
Non.
La capacité de la chaudière vous indique la capacité nominale de production de vapeur, mais il ne définit pas complètement l'énergie nécessaire pour produire cette vapeur.
Par exemple, deux chaudière à vapeur à gaz les systèmes ayant la même capacité nominale de vapeur peuvent fonctionner avec des:
Ces différences peuvent modifier la consommation réelle de carburant.
Toutes autres conditions étant égales, une enthalpie plus élevée de l'eau d'alimentation réduit la chaleur supplémentaire que la chaudière doit fournir pour atteindre les conditions de vapeur requises.
C'est l'une des raisons pour lesquelles les équipements de retour de condensats et de récupération de chaleur peuvent être importants lors de l'évaluation d'un système de vapeur complet..
Les économies réelles de carburant doivent toujours être calculées en utilisant les conditions d’exploitation du projet..
La pression de la vapeur ne doit pas être évaluée indépendamment.
L'apport de chaleur requis dépend de la différence entre l'enthalpie finale de la vapeur et l'enthalpie de l'eau d'alimentation entrante.. Les conditions de vapeur saturée ou surchauffée sont également importantes.
Pour une comparaison précise, Déterminez d'abord les conditions de vapeur requises, puis utilisez les propriétés thermodynamiques appropriées dans le calcul de la consommation de carburant..
Un calcul simplifié du bilan énergétique établit une estimation technique utile, mais le fonctionnement réel peut différer en raison de:
C'est pourquoi les estimations annuelles des coûts de combustible doivent utiliser un profil de fonctionnement réaliste plutôt que de supposer que la chaudière fonctionne à pleine capacité nominale toutes les heures..
NOUS. Les ressources du Département de l'énergie et des systèmes à vapeur mettent également l'accent sur l'évaluation de la production de vapeur ainsi que de la distribution., opportunités de récupération et d’efficacité au niveau du système.
Si la chaudière fonctionne à une charge relativement stable:
Consommation quotidienne de gaz ≈ Consommation horaire moyenne de gaz × Heures de fonctionnement par jour
Pour les installations avec une demande de vapeur fortement variable, calculer la consommation de carburant à différentes périodes de charge ou utiliser les données horaires réelles sur le débit de carburant.
Cela produit une estimation quotidienne ou annuelle plus réaliste que de multiplier le taux de combustion maximal de la chaudière par le nombre total d'heures de fonctionnement..
Avant de demander un calcul de consommation de combustible à un fabricant de chaudière, fournir:
Ces paramètres permettent au fournisseur de calculer la demande de carburant en utilisant les conditions réelles du projet au lieu de fournir un chiffre de consommation générique..
Pour les projets qui définissent encore la capacité, pression, carburant et conditions de fonctionnement, un Guide d’achat de chaudières à vapeur industrielles peut aider à organiser les informations requises avant la sélection de la chaudière.
Cela dépend de la production de vapeur, conditions de vapeur, température de l'eau d'alimentation, efficacité de la chaudière et pouvoir calorifique du gaz naturel. Calculez la consommation horaire à partir de la chaleur utile nécessaire à la production de vapeur divisée par l'efficacité de la chaudière et le pouvoir calorifique du combustible..
UN 1 La chaudière à vapeur d'une tonne produit une valeur nominale 1,000 kg/h de vapeur à sa capacité nominale, mais sa consommation de gaz naturel ne peut être déterminée avec précision à partir de la seule capacité. La pression de la vapeur, température, conditions de l'eau d'alimentation, l'efficacité de la chaudière et le pouvoir calorifique du gaz sont également requis.
Une formule simplifiée est:
Consommation de gaz = Débit de vapeur × (Enthalpie de la vapeur − Enthalpie de l'eau d'alimentation) ÷ (Efficacité de la chaudière × Valeur calorifique du gaz)
Utilisez des unités cohérentes et assurez-vous que la base PCI ou PCS utilisée pour l'efficacité de la chaudière correspond à la base de valeur calorifique utilisée pour le gaz naturel..
Oui. Pour le même besoin en vapeur utile et la même base de pouvoir calorifique du combustible, un changement dans l'efficacité de la chaudière modifie la quantité d'énergie combustible requise. Les valeurs d'efficacité doivent toujours être comparées dans des conditions de fonctionnement et de calcul clairement définies.
La capacité de la chaudière à elle seule est insuffisante. Une meilleure estimation utilise le profil réel de charge de vapeur de l’usine., heures d'ouverture, conditions de vapeur, température de l'eau d'alimentation, efficacité de la chaudière et pouvoir calorifique du gaz naturel.
Fournir une capacité de vapeur, charge minimale/normale/crête, pression de travail, température de la vapeur, température de l'eau d'alimentation, heures d'ouverture, retour des condensats et informations disponibles sur le pouvoir calorifique du gaz naturel. Ces entrées permettent au fabricant de calculer la demande de carburant pour les conditions réelles du projet..
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