К.т.н., доц. Прохоров С.Г., магистрант Кузин А.С.

Пензенский государственный университет

Архитектуры и строительства, Россия

Экспериментальные исследования режимов

работы водогрейного котла малой мощности

Pilot studies of operating modes of the boiler of low power

Аннотация. Приведены результаты экспериментальных исследований режимов работы водогрейного котла Vitoplex 100 PV1 (Viessman).

Abstract. Results of pilot studies of operating modes of the Vitoplex 100 PV1 (Viessman) boiler are given.

Ключевые слова: котел малой мощности, газовое топливо, экспериментальные исследования.

Keywords: copper of low power, gas fuel, pilot studies.

Объектом исследований являлся двухходовой водогрейный котел Vitoplex 100 PV1 фирмы Viessman (рис.1). Допустимая температура нагрева воды -110⁰С. Минимальное значение температуры обратной воды - 65⁰С. Нижний предел температуры котловой воды - 75⁰С. Допустимое избыточное рабочее давление - 5 бар. Объем котловой воды - 200л. Диаметр и длина камеры сгорания - 460 и 865 мм. Температура уходящих газов при номинальной нагрузке - 215⁰С. Котел работает с постоянной температурой теплоносителя и не имеет ограничений по его расходу.

Рис. 1. Котел Vitoplex PV1:

А - широкие проходы между жаpовыми трубами и большое водонаполнение котлового блока; В - высокоэффективная теплоизоляция; С - подключение для горелки; D – камера сгорания; Е – дымоходы.

Котел оборудован горелкой WM-G20/2-A/ZM фирмы Weishaupt (исполнение - модулируемое). Горелка предназначена для длительного режима работы на теплогенераторах и ее можно эксплуатировать только в закрытых помещениях. Воздух на горение не должен содержать агрессивные вещества (галогены, хлориды, фториды и т.п.).

Рис. 2. Горелка Weishaupt WM-G20/2-A/ZM

Воздушные заслонки регулируют объем воздуха, необходимый для горения. Управления заслонками осуществляется менеджером горения через сервопровод. При остановке горелки менеджер закрывает воздушные заслонки автоматически. Газовый дроссель регулирует расход газа в соответствии с требуемой мощностью. Управление дросселем осуществляется менеджером горения через сервопривод.

Исследования проводились по методике, используемой пусконаладочными организациями. Результаты приведены в таблице.

Наимено-вание параметров	Обозначение	Единица измерения	Тепловая нагрузка, % Qном
			40	41	43	53	54	59	70	72	75	79	100	101
Тепловая нагрузка котла	Qk	Гкал/ч	0,46	0,47	0,5	0,61	0,63	0,68	0,81	0,83	0,87	0,92	1,16	1,17
Содержание оксидов азота в уходящих газах	NOx	ppm	22	28	24	29	29	29	30	34	34	31	33	37
Температура уходящих дымовых газов	tух	^0C	95	87	80	104	105	95	137	147	141	135	190	178
Коэффициент избытка воздуха за котлом	α		1,14	1,15	1,14	1,14	1,13	1,12	1,12	1,12	1,09	1,1	1,1	1,08
Коэффициент полезного дейтсвия	ηк	%	94,2	94,6	95,1	94,5	94,5	95	93,6	93,1	93,5	93,8	91,7	92,3

Для облегчения процессы обработки экспериментальных данных использовалась программа Regress v2.3, разработанная ENEK Group (Сибирский федеральный университет, г. Красноярск), позволяющая выполнить аппроксимацию и регрессионный анализ как одно- так и многофакторных экспериментальных зависимостей.

В результате обработки получены зависимости: температуры уходящих газов, содержания оксидов азота и коэффициента полезного действия от тепловой нагрузки и коэффициента избытка воздуха за котлом.

t_ух = 122,55×Q_к^0,985×α^1,274 ; (1)

NO_x = 29,954×Q_к^0,47×α^1,462 ; (2)

η_к = 94,75×Q_к^(-0,045)×α^(-0,226). (3)

Данные зависимости позволяют с достаточной для практики точностью определять указанные параметры расчетным путем в необходимых случаях.

Литература

1. Прохоров С.Г. Модернизация водогрейных и паровых котлов малой мощности. - Пенза: ПГУАС, 2015. - 120 с.

2. Технический паспорт котла Vitoplex 100 PV1.

3. Инструкция по монтажу и эксплуатации газовых горелок WM-G20/2-A/ZM.