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
При измерении 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, то для конкретного применения коэффициент диапазона изменения должен составлять не менее 10: 1. Поэтому для расходомера требуется диапазон изменения как минимум 10: 1. Например: если заявленный максимальный расход расходомера составляет 2 000 000 м³ в день, то требуемое отношение диапазона изменения будет 20: 1. [ необходима 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 технологического процесса, такие как образование гидратов , и в случае измерения производительности компрессора существует предел допустимой потери давления.
Типичный диапазон изменения различных типов счетчиков
Примеры здесь приведены для расхода газа, но те же типы счетчиков могут использоваться и для жидкостей с аналогичными отношениями диапазона изменения. Обратите внимание, что производители расходомеров указывают коэффициенты диапазона изменения своих продуктов - для конкретного продукта коэффициент диапазона изменения может отличаться от приведенного ниже списка. [ необходима цитата ]
Измеритель теплового потока массы имеет пуховое соотношение 1000: 1.
Метр диафрагма имеет практическое отношение диапазона от 3: 1.
Турбинный расходомер имеет отношение диапазона изменения 10: 1.
Ротационные расходомеры прямого вытеснения имеют диапазон изменения от 10: 1 до 80: 1, в зависимости от производителя и области применения. Считается, что диафрагменные расходомеры имеют диапазон изменения 80: 1.
Ультразвуковые расходомеры с многолучевым распространением часто имеют заявленный диапазон изменения 50: 1.
Котлы
Коэффициент динамического диапазона котла - это отношение максимальной тепловой мощности к минимальной 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, в которых не ожидается значительного изменения условий эксплуатации (например, на большой электростанции), будет достаточно низкого отношения диапазона изменения.
Если отопительная установка работает только на небольшой 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 останова, 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]
Типичные коэффициенты диапазона изменения для различных типов котлов
Электричество
Поскольку отсутствуют потери при сгорании, связанные с электричеством, или задержки при запуске системы, нет ничего необычного в использовании каких-либо средств снижения подачи энергии (т. Е. Коэффициент диапазона изменения равен 1). [ необходима цитата ]
Газ
Газовые котлы могут быть спроектированы для диапазона изменения 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, типичный коэффициент 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 принудительной циркуляцией топлива / воздуха 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 изменения , тем он будет более эффективным.
Каждый раз, когда газовый / масляный котел останавливается, его необходимо «продувать» холодным воздухом, чтобы удалить любые 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 высокие коэффициенты диапазона изменения означают меньшее количество 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 традиционной конструкции. [3]
Небольшие бытовые «испарительные» (то есть сжигающие керосин или 28-секундные масляные горелки) горелки вообще не модулируются и являются относительно неэффективными. Котлы, в которых используются горелки напорного типа, т. Е. С вентилятором (обычно с 35-секундной жидкостью), могут достигать коэффициента диапазона 2, в то время как горелки с вращающимся стаканом могут достигать 4. [3] Конденсационные масляные котлы довольно необычны; Конденсат от сжигания нефти намного более агрессивен, чем газ, 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 коэффициент диапазона более четырех не является обычным явлением.
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 уменьшение / прекращение нагрузки может привести к тому, что на решетке останется много тонн горящего топлива. [ необходима цитата ]
Рекомендации
- ^ a b "Справочный центр Кливер-Брукс - Основы котла" .
- ^ а б «Модернизация котлов с использованием энергоэффективных горелок» (PDF) . Министерство энергетики США. Январь 2012 . Проверено 2 июля 2014 .
- ^ а б в «КПД котла и горение» . Spirax Sarco . Проверено 2 июля 2014 .