Коэффициент диапазона изменения - Turndown ratio

Коэффициент диапазона изменения относится к ширине рабочего диапазона устройства и определяется как отношение максимальной емкости к минимальной емкости. Например, устройство с максимальной мощностью 10 единиц и минимальной мощностью 2 единицы имеет диапазон изменения 5. Этот термин обычно используется с измерительными устройствами и установками для сжигания, такими как котлы и газификаторы.

Расходомеры

В измерение расхода, коэффициент диапазона изменения указывает диапазон расхода, который расходомер может измерить с приемлемой точностью. Это также известно как диапазон. Это важно при выборе технологии расходомера для конкретного применения. Если ожидается, что расход газа, который будет измеряться, будет составлять от 100 000 м 3 в день до 1 000 000 м 3 в день, для конкретного применения коэффициент диапазона изменения должен быть не менее 10: 1. Следовательно, расходомер требует диапазона изменения не менее 10: 1. Например: если заявленный максимальный расход расходомера составляет 2 000 000 м³ в день, то требуемое соотношение диапазона изменения будет 20: 1.[нужна цитата ]

Диапазон изменения каждого типа измерителя ограничен теоретическими соображениями и практическими соображениями. Например, диафрагменные расходомеры создают перепад давления в измеряемой жидкости, пропорциональный квадрату скорости. Поэтому диапазон перепада давления может стать слишком большим и снизить точность. Это также может создавать проблемы процесса, такие как гидрат образование, и в случае измерения нагнетания компрессора существует предел допустимой потери давления.

Типичный диапазон диапазона измерения различных типов счетчиков

Примеры здесь приведены для расхода газа, но те же типы счетчиков могут использоваться и для жидкостей с аналогичным диапазоном изменения. Обратите внимание, что производители расходомеров указывают коэффициенты диапазона изменения своих продуктов - для конкретного продукта коэффициент диапазона изменения может отличаться от приведенного ниже списка.[нужна цитата ]

А Тепловой массовый расходомер имеет диапазон изменения 1000: 1.

An измеритель с диафрагмой имеет практический диапазон изменения 3: 1.

А Турбинный счетчик имеет диапазон изменения 10: 1.

Поворотные объемные расходомеры имеют диапазон изменения от 10: 1 до 80: 1, в зависимости от производителя и области применения. Диафрагменные измерители считаются с диапазоном изменения 80: 1.

Многолучевые ультразвуковые измерители часто имеют заявленное отношение диапазона изменения 50: 1.

Котлы

Коэффициент динамического диапазона котла - это отношение максимальной тепловой мощности к минимальному уровню тепловой мощности, при которой котел будет работать эффективно или управляемо. Многие котлы предназначены для работы с различными уровнями мощности. По мере приближения к желаемой точке температуры / давления источник тепла постепенно отключается. Если давление / температура падает, источник тепла постепенно включается. Если приложение котла требует, чтобы он работал с низкой долей от его максимальной мощности, требуется высокий коэффициент диапазона изменения. И наоборот, в приложениях, где не ожидается значительного изменения условий эксплуатации (например, на большой электростанции), будет достаточно низкого коэффициента диапазона изменения.

Если отопительная установка работает только на малой части своего максимума, а коэффициент динамического диапазона слишком низкий, в какой-то момент горелку все равно придется отключить, когда будет достигнуто желаемое давление / температура. Это, в свою очередь, приводит к быстрому снижению температуры / давления, что требует перезапуска котла. Частота цикла может достигать 12 раз в час.[1] Это нежелательно, так как дымовые газы удаляются как во время остановки, так и во время запуска, что приводит к потерям энергии и, следовательно, к неэффективности. Кроме того, типичное время запуска котлов составляет от одной до двух минут, что приводит к неспособности реагировать на внезапные запросы нагрузки.[1]

Типовые значения диапазона изменения для различных типов котлов

Электричество

Поскольку отсутствуют потери при сгорании, связанные с электричеством, а также задержки при запуске системы, нет ничего необычного в использовании каких-либо средств снижения подачи энергии (то есть, коэффициент диапазона изменения равен 1).[нужна цитата ]

Газ

Газовые котлы могут быть рассчитаны на коэффициент диапазона 10-12 с минимальной потерей эффективности сгорания или без нее, в то время как некоторые газовые горелки могут достигать коэффициента 35.[2][ненадежный источник? ] Тем не менее, типичное значение диапазона изменения составляет 5.[3]

В стремлении к повышению эффективности в наши дни даже очень маленькие газовые котлы имеют модулируемые горелки. На практике только котлы с циркуляцией топлива / воздуха с вентилятором будут иметь функцию регулирования. Кроме того, вентилятор более тщательно перемешивает газ и воздух, обеспечивая более эффективное сгорание. Если котел является высокоэффективным конденсационным типом, возможны высокие значения диапазона изменения и чем выше коэффициент диапазона, тем эффективнее это будет.

Каждый раз, когда газовый / масляный котел останавливается, его необходимо «продувать» холодным воздухом, чтобы удалить горючие газы, которые могли скопиться в котле перед повторным запуском. (Это для предотвращения возможного взрыва.) Этот холодный воздух забирает тепло от котла каждый раз, когда это происходит. Более высокий коэффициент диапазона изменения означает меньше остановок и запусков и, следовательно, меньше потерь.

Масло

Котлы, работающие на жидком топливе, могут достигать 20,[2] но обычно только от 2 до 4 с горелками обычных конструкций.[3]

Небольшие бытовые «испарительные» (то есть сжигающие керосин или 28-секундные масляные горелки) горелки вообще не модулируются и относительно неэффективны. Котлы, использующий типа реактивного давления горелки, то есть с вентилятором, (обычно с 35 вторым маслом) могут достичь показателя диапазона 2, в то время как ротационный типа чашки горелка может достичь 4.[3] Конденсационные масляные котлы довольно необычны; Конденсат от сжигания нефти намного агрессивнее газа, в основном из-за содержания серы. В наши дни нефтяные компании сокращают содержание серы в нефти по экологическим соображениям, поэтому это может измениться. Однако из-за проблем со смешиванием масла и воздуха коэффициенты диапазона более четырех не являются обычными.

Каменный уголь

В наши дни механизированные угольные котлы встречаются только на крупных промышленных предприятиях из-за удобства и доступности газа. Теоретически установка для сжигания угля может иметь довольно высокий коэффициент динамического диапазона, и во времена ручных угольных котлов это было обычным явлением.

В системах, где уголь сжигается на решетке, коэффициент диапазона изменения должен быть больше 1 из-за того, что внезапное снижение / прекращение нагрузки может привести к тому, что на решетке останется много тонн горящего топлива.[нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ а б "Справочный центр Кливер-Брукс - Основы котлов".
  2. ^ а б «Модернизация котлов энергоэффективными горелками» (PDF). Министерство энергетики США. Январь 2012 г.. Получено 2 июля 2014.
  3. ^ а б c «КПД котла и горение». Спиракс Сарко. Получено 2 июля 2014.