Сравнение теплоты сгорания, коэффициента утилизации тепла и КПД при отоплении газом, жидким и твёрдым топливом
- Автономная газификация
- Информация
- Автономное отопление частного дома
- Сравнение теплоты сгорания, коэффициента утилизации тепла и КПД при отоплении газом, жидким и твёрдым топливом
Особенности конструкции котлов объясняют, почему сжиженный газ лучше подходит для отопления частного дома, чем дизельное топливо, уголь, пеллеты или дрова.
-
Жидкотопливные (например, дизельные) и твердотопливные (например, угольные и использующие дрова и пеллеты) котлы используют естественную тягу. Газовые котлы могут использовать искусственную тягу.
- Среднегодовой КПД жидкотопливных и твердотопливных котлов с естественной тягой не поднимается выше 85%. Для газовых котлов с искусственной тягой этот показатель составляет 97-98%. Относительный КПД газовых конденсационных котлов может превышать 100%.
- Коэффициент утилизации теплоты сгорания твёрдого топлива (уголь, дрова, пеллеты) составляет лишь 68%. Жидкое топливо используется не более чем на 77%. Современные газовые котлы обеспечивают коэффициент утилизации теплоты до 98%.
Теплота сгорания
| Топливо | Wв, МДж/кг | Wн, МДж/кг |
|---|---|---|
| Антрацит (марки А) | 32-34 | 19-27 |
| Бурые угли | 25-29 | 10-17 |
| Древесный уголь | 30 | — |
| Дрова | 19 | |
| Каменные угли длиннопламенные (Д) | 31-32 | 21-24 |
| Торф | 22-25 |
8. 4-11 |
| Природный газ | 38.23 | |
| Пропан-бутан | 42.16 | |
| Дизельное топливо | 42.7 | |
| Пеллеты | 19 |
Теплоту сгорания, определяемая без учета потерь на испарение воды, которая содержится в топливе и продуктах сгорания, называют высшей теплотой Wв. Теплота сгорания с учётом потерь на испарение воды — называется низшей теплотой Wн.
При расчёте производительности современных котлов на газообразном топливе используется высшая удельная теплота сгорания топлива. Жидкотопливные и твердотопливные котлы рассчитываются по низшей удельной теплоте сгорания топлива.
Дело в том, что в связи с высокой температурой процесса горения топлива и сложностью регулировки тепловой реакции жидкотопливных и твердотопливных котлов используются процессы с естественной дымовой тягой. Для горения газового топлива применяются процессы с искусственной тягой.
При работе атмосферных котлов (то есть котлов с естественной тягой) принято выбрасывать в атмосферу дымовые газы вместе с парами воды при температуре выше 100°С. В таких случаях теплоту парообразования считают паразитной, так как она не используется в теплообменных процессах.
Именно поэтому для тепловых расчетов котлов, в которых не используется теплота конденсации пара, содержащегося в продуктах сгорания, учитывается только низшая теплота сгорания топлива.
КПД котла
Максимального КПД атмосферные котлы, использующие жидкое и твёрдое топливо, достигают при температурах теплоносителя выше 100°. При этом коэффициент утилизации тепла остается низким из-за высокой температуры дымовых газов.
Поскольку теплоносители (вода, антифриз) закипают при температурах выше 100°, теплоноситель не нагревается выше 90°. При рабочих температурах теплоносителя 40°-80°, среднегодовой КПД атмосферных котлов не превышает 85%.
Современные газовые котлы с принудительной тягой (вентиляторные, конденсационные) не нуждаются в поддержании тяги, поэтому достигают максимального КПД 97-98% при любых температурах теплоносителя.
Конденсационные котлы используют температуру конденсации пара для нагрева теплоносителя, и достигают максимального относительного (относительно котлов не использующих процесс конденсации пара) КПД до 110%, при низких температурах теплоносителя (40°).
Коээфициент утилизации тепла
Коэффициент утилизации тепла – отношение количества теплоты, воспринятой котлом-утилизатором, к теплу топлива, сожженного в печи.
Коэффициент утилизации тепла современных газовых котлов с закрытой камерой сгорания, с регулируемой процессором подачей газа и воздуха превышает 99%.
Коэффициент утилизации тепла всех атмосферных котлов не превышает 90% в связи с тем, что в процессе сгорания в атмосферных котлах не используется часть теплого воздуха, который забирается из помещения, нагревается в топке выделяемой топливом энергией до температуры, превышающей 100° и выбрасывается в дымовую трубу.
Коэффициент утилизации тепла твердотопливных котлов не превышает 80% в связи с высокой температурой в реакторе (топке) и сложностью её регулировки.
Таким образом, коэффициент использования теплоты сгорания газообразного топлива в современных котлах с закрытой камерой сгорания достигает 98%, причем рассчитывается по высшей теплоте сгорания (если используется котел конденсационного типа). Жидкое топливо используется не более чем на 77%, а твердое всего лишь на 68%.
Читайте также: Сравнение расходов на отопление дома при помощи газа и других видов топлива.
Таблица теплотворности
Мы максимально быстро находим решения для объекта, разрабатываем и согласовываем проект, используем лучшие материалы, комплектующие, оборудование. «Альфа-Инвест» — это компания, которая была создана с целью обеспечения каждого доступным теплом и повышения энергонезависимости Украины. Лидер на рынке модернизации газовых котельных! Сэкономленные деньги — это заработанные деньги!
Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива. Зная эти показатели, нужно учитывать их при проектирование котельной на твёрдом топливе.
Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:
От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.
), а также от его влажности и зольности.| 1,0 | 3,62 | 0,108 | 0,084 | 0,089 | |||
| Дизельное топливо (солярка) | 1 л | 10300 | 11,9 | 43,12 | 1,288 | — | 1,062 |
| Мазут | 1 л | 9700 | 11,2 | 40,61 | 1,213 | 0,942 | — |
| Керосин | 1 л | 10400 | 12,0 | 43,50 | 1,300 | 1,010 | 1,072 |
| Нефть | 1 л | 10500 | 12,2 | 44,00 | 1,313 | 1,019 | 1,082 |
| Бензин | 1 л | 10500 | 12,2 | 44,00 | 1,313 | 1,019 | 1,082 |
| Газ природный | 1 м 3 | 8000 | 9,3 | 33,50 | — | 0,777 | 0,825 |
| Газ сжиженный | 1 кг | 10800 | 12,5 | 45,20 | 1,350 | 1,049 | 1,113 |
| Метан | 1 м 3 | 11950 | 13,8 | 50,03 | 1,494 | 1,160 | 1,232 |
| Пропан | 1 м 3 | 10885 | 12,6 | 45,57 | 1,361 | 1,057 | 1,122 |
| Этилен | 1 м 3 | 11470 | 13,3 | 48,02 | 1,434 | 1,114 | 1,182 |
| Водород | 1 м 3 | 28700 | 33,2 | 120,00 | 3,588 | 2,786 | 2,959 |
| Уголь каменный (W=10%) | 1 кг | 6450 | 7,5 | 27,00 | 0,806 | 0,626 | 0,665 |
| Уголь бурый (W=30…40%) | 1 кг | 3100 | 3,6 | 12,98 | 0,388 | 0,301 | 0,320 |
| Уголь-антрацит | 1 кг | 6700 | 7,8 | 28,05 | 0,838 | 0,650 | 0,691 |
| Уголь древесный | 1 кг | 6510 | 7,5 | 27,26 | 0,814 | 0,632 | 0,671 |
| Торф (W=40%) | 1 кг | 2900 | 3,6 | 12,10 | 0,363 | 0,282 | 0,299 |
| Торф брикеты (W=15%) | 1 кг | 4200 | 4,9 | 17,58 | 0,525 | 0,408 | 0,433 |
| Торф крошка | 1 кг | 2590 | 3,0 | 10,84 | 0,324 | 0,251 | 0,267 |
| Пеллета древесная | 1 кг | 4100 | 4,7 | 17,17 | 0,513 | 0,398 | 0,423 |
| Пеллета из соломы | 1 кг | 3465 | 4,0 | 14,51 | 0,433 | 0,336 | 0,357 |
| Пеллета из лузги подсолнуха | 1 кг | 4320 | 5,0 | 18,09 | 0,540 | 0,419 | 0,445 |
Свежесрубленная древесина (W=50. ..60%) |
1 кг | 1940 | 2,2 | 8,12 | 0,243 | 0,188 | 0,200 |
| Высушенная древесина (W=20%) | 1 кг | 3400 | 3,9 | 14,24 | 0,425 | 0,330 | 0,351 |
| Щепа | 1 кг | 2610 | 3,0 | 10,93 | 0,326 | 0,253 | 0,269 |
| Опилки | 1 кг | 2000 | 2,3 | 8,37 | 0,250 | 0,194 | 0,206 |
| Бумага | 1 кг | 3970 | 4,6 | 16,62 | 0,496 | 0,385 | 0,409 |
| Лузга подсолнуха, сои | 1 кг | 4060 | 4,7 | 17,00 | 0,508 | 0,394 | 0,419 |
| Лузга рисовая | 1 кг | 3180 | 3,7 | 13,31 | 0,398 | 0,309 | 0,328 |
| Костра льняная | 1 кг | 3805 | 4,4 | 15,93 | 0,477 | 0,369 | 0,392 |
| Кукуруза-початок (W>10%) | 1 кг | 3500 | 4,0 | 14,65 | 0,438 | 0,340 | 0,361 |
| Солома | 1 кг | 3750 | 4,3 | 15,70 | 0,469 | 0,364 | 0,387 |
| Хлопчатник-стебли | 1 кг | 3470 | 4,0 | 14,53 | 0,434 | 0,337 | 0,358 |
| Виноградная лоза (W=20%) | 1 кг | 3345 | 3,9 | 14,00 | 0,418 | 0,325 | 0,345 |
Наши источники энергии, природный газ — Национальные академии
Природный газ
Природный газ обеспечивает 29% нашей энергии и используется для обогрева примерно половины домов в Соединенных Штатах.
Он также является сырьем для производства различных распространенных продуктов, таких как краски, удобрения, пластмассы, лекарства и антифриз. Пропан, который питает многие кухонные плиты и уличные грили, а также домашние системы отопления, получают из природного газа. Природный газ также используется для производства 33% электроэнергии.
В отличие от нефти, около четверти которой в настоящее время импортируется, практически весь наш природный газ поступает из Соединенных Штатов.
Природный газ часто называют «чистым горением», потому что он производит меньше нежелательных побочных продуктов на единицу энергии, чем уголь или нефть. Как и все ископаемые виды топлива, при его сгорании выделяется углекислый газ, но примерно вдвое меньше, чем при сжигании угля на киловатт-час вырабатываемой электроэнергии. Он также более энергоэффективен. В среднем типичная угольная электростанция в 2013 году имела эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую примерно на 33%.
Газовая установка имела КПД около 42%. А на электростанциях с комбинированным циклом, работающих на природном газе, в которых отработанное тепло газовой турбины используется для питания паровой турбины, генерация может достигать 60% эффективности.
В отличие от нефти, около четверти которой в настоящее время импортируется, практически весь наш природный газ поступает из Соединенных Штатов. Прогнозируется, что ежегодное потребление вырастет примерно на 25% в течение следующих 25 лет, с 28,3 триллионов кубических футов (трлн кубических футов) в 2015 году до 35,4 триллионов кубических футов в 2040 году. Но темпы открытия могут расти еще быстрее: по данным Управления энергетической информации США ( EIA), общие доказанные запасы природного газа в США выросли на 10% только в 2014 году и достигли рекордного уровня для США в 389ткф. Хотя Соединенные Штаты импортируют часть своего природного газа, они также увеличивают его экспорт, а чистый импорт составляет менее 4% от потребления в США.
Одной из причин такого увеличения является расширение добычи природного газа с помощью гидроразрыва пласта («гидроразрыва пласта») природного газа, содержащегося в сланцевых и других породах, крупных ресурсов, объем которых с 2007 года увеличился почти в девять раз. составляют более половины всей добычи природного газа в стране. Однако остается много вопросов о долгосрочном воздействии на окружающую среду методов, используемых для извлечения газа из сланца.
Похожие темы
- Гидроразрыв пласта
- Безопасность
Исходный материал
- Разработка нетрадиционных ресурсов углеводородов в бассейне Аппалачей: резюме семинара (2014 г.)
- Реализация энергетического потенциала гидрата метана для США (2010 г. )
- Оценка воздействия добычи сланцевого газа на здоровье (2014 г.)
- Наилучшие доступные и наиболее безопасные технологии морских нефтегазовых операций: варианты реализации (2013 г.)
- Наведенный сейсмический потенциал в энергетических технологиях (2013 г.)
- Скрытые затраты на энергию: неоцененные последствия производства и использования энергии (2010 г.)
) Посмотреть полную исходную библиотеку
Эффективность природного газа — Pensacola Energy
Природный газ — Эффективная энергия
Выбирая природный газ в качестве источника энергии, вы выбираете наиболее эффективную энергию, производимую в Америке, с минимальным воздействием на окружающую среду.
Благодаря природному газу 93 процента исходной энергии, покидающей землю, достигает вашего дома. Только семь процентов теряется в процессах бурения и распределения.
Сравните это с электричеством, которое производится в этом районе за счет сжигания угля и природного газа. Только 28 процентов первоначальной энергии достигает вашего дома в виде электричества. Семьдесят два процента теряется из-за менее эффективных методов преобразования и передачи электроэнергии.
Хотя природный газ уже не так дешев, как раньше, он по-прежнему является наиболее экономичным способом обогрева дома и воды, приготовления пищи и сушки одежды. К счастью, природный газ также является крупнейшим источником энергии, производимой в Америке. Увеличение объемов бурения, а также консервация, осуществляемая вами и другими клиентами, делают природный газ более доступным и доступным.
Независимо от того, заботитесь ли вы о сохранении наших драгоценных природных ресурсов или о сохранении бюджета вашей семьи, природный газ — лучший выбор энергии.
Ремонт дома: переход на природный газ
Ремонт дома часто требует добавления или замены приборов и оборудования. Например, пристройка к дому может увеличить потребность в обогреве помещения, вызывая необходимость в более крупной печи, в то время как обновление кухни может включать новую плиту. Если вы рассматриваете проект реконструкции, недорогой экологически чистый природный газ — правильный выбор для современного экономного и заботящегося об окружающей среде домовладельца.
Сравнение стоимости энергии
Топливо, используемое для электроприборов и оборудования, трудно сравнивать напрямую, поскольку они имеют разную цену. Например, природный газ указан в вашем счете в термах или сотнях кубических футов (ccf), тарифы на электроэнергию основаны на киловатт-часах (kWh), а цены на пропан и мазут указаны за галлон.
Однако, переведя мощность каждого вида топлива в британские тепловые единицы (БТЕ), можно провести сравнение на основе энергетического эквивалента.
Например, если электричество стоит 35,17 долларов за миллион БТЕ, а мазут стоит 27,14 долларов. При цене 14,50 долларов США за миллион БТЕ природный газ на сегодняшний день является наиболее рентабельным вариантом.
Выбор зеленой энергии
Природный газ также безопасен для окружающей среды, поскольку он сгорает чище, чем другие ископаемые виды топлива. По данным Министерства энергетики США, при производстве электроэнергии на угле выбросы углекислого газа более чем в три раза превышают выбросы природного газа.
Использование природного газа в приборах и оборудовании может значительно снизить выбросы парниковых газов, вызванные производством электроэнергии. Для домовладельцев, обеспокоенных своим воздействием на окружающую среду, природный газ является более чистым источником энергии.
Переключение
Домашний ремонт никогда не бывает легким, но преимущества приборов и оборудования, работающих на природном газе, позволяют легче переносить трудности.
Следующие советы помогут сделать переход более плавным:
- Свяжитесь с квалифицированным сантехником или техником, чтобы согласовать с вашим подрядчиком по реконструкции установку дополнительных газовых линий в вашем доме.
- При установке газовой печи или водонагревателя посоветуйтесь со своим подрядчиком, чтобы убедиться в правильности размеров устройства. Новая ванная комната или недавно отремонтированный подвал могут повлиять на потребность в нагреве воды или отоплении помещений.
- Рассмотрите возможность установки газовых розеток. Подобно электрической розетке, они позволяют легко и безопасно подключать приборы и оборудование, работающие на природном газе.
- Электрические печи с принудительной подачей воздуха относительно легко перевести на природный газ, поскольку большую часть существующих воздуховодов можно использовать повторно. Точно так же электрические водяные системы отопления можно легко преобразовать в котел, работающий на природном газе.
