AUDIT TERMOENERGETIC
TEMA DE CASA
NUME : Crucioiu Tudor
GRUPA : 2407 ME
AUDIT TERMOENERGETIC
Se realizeaza auditul energetic al unui cazan de abur aflat intr-o centrala termica in incinta unei
platforme industriale . Parametrii utilizati sunt urmatorii:
- Presiune p=6 bar
- Temperatura t= 240°C
- Debitul nominal de abur al cazanului Dabur = 2+7*0,1 = 2,7 t/h
- Puterea calorifica inferioara a combustibilului utilizat (gaz) PCI = 10 kWh/Nm3
- Temperatura condens tcd = 80 °C
- Pierderile masice de apa pe circuit sunt estimate la maxim 5 % din debitul de apa
vehiculat
- Temperature exterioara a aerului (zi de iarna) text = -10°C
- Excesul de aer de ardere λ = 1,18
Cz abur DEGAZOR
adaos apa
(5%)
abur
tur abur
Retur condens
Tcd =80°C
Apa de alimentare a cazanului
100°C
Auditul energetic preliminar
1. Numele si adresa organizatiei:
SC TURBO SRL ; Str. Unirii , nr.2 , Oras Slatina , jud. Olt , Romania .
2. Natura activitati organizatiei : industria materialelor de constructii , productie de ciment
3. Statutul juridic si comercial : societate comerciala
4. Numele , functia si coordonatele Managerului energetic : Mihai Sebastian , manager
mecano-energetic .
5. Numarul angajatilor : 500
6. Programul de lucru : in ture cate 8 ore / zi
Aparatele de masura
Debitmetrul pentru gaze - este un instrument de masurare directa a debitului masic si necesita o
instalare simpla prin inserare intr-un singur punct al conductei.
Metoda clasica de masurare ultrasonica a debitului este cea care foloseste unda transversala:
Propagarea undei transversale poate fi descrisa similar cu propagarea luminii. Cand un senzor sonic
localizat pe peretele conductei emite un semnal in teava, o cantitate de energie traverseaza interfata
dintre peretele conductei si fluid, trecand in fluid, restul reflectandu-se inapoi in teava.
Analizor de gaze de ardere - Aparat cu ajutorul căruia se determină presiunea parțială sau procentajul
unui anumit gaz dintr-un amestec respirator. Analizoarele de gaze cele mai des folosite sunt
analizoarele de oxigen și analizoarele de bioxid de carbon.
Camera de termoviziune – vizualizare a variațiilor și diferențelor de temperatură pe suprafetele solide
cum ar fi fațadele clădirilor si echipamentelor din industrie .
Bilantul energetic
Cazanabur
gda abur
gn
aer apa
Cazanabur
Qcb c
Qcb f
Qapa
Qaer
Qabur
Qgda
Qrdc
Bilant APA-ABUR
APA
Dapa = Dabur + 0.05* Dabur
Cp apa = 4.186 kJ/Kg*K
tapa i = 100 °C
Qapa = Dapa * Cp apa * tapa i
Sarcina de functionare Debit [t/h] Qapa [kWh]
100% 2.84 330.23
50% 1.42 165.1
25% 0.71 82.56
ABUR
iabur =f(p,t) = 2936.5 kJ/Kg
Qabur = Dabur * iabur
Sarcina de functionare Debit [t/h] Qabur [kWh]
100% 2.7 2202.4
50% 1.35 1101.2
25% 0.675 550.6
Bilant aer - gaz-natural - gaze de ardere
AER
Daer = B * λ * L
λ = 1.18
L = 9.393 Nm3aer / Nm3
gaz
Sarcina de functionare Debit combustibil [Nm3gaz/h] Daer [Nm3
aer/h]
100% 273 3025.9
50% 151.7 1681.4
25% 85.3 945.4
Cpaer = 1.23 kJ/Nm3K
taer = 10 °C
Qaer = Daer * Cpaer * taer
Sarcina de functionare Debit [Nm3/h] Qaer [kWh]
100% 3025.9 20.68
50% 1681.4 11.49
25% 945.4 6.46
Gaz-natural
PCI = 10 kWh /Nm3
tgn = 10 °C
Cpg = 1.57 kJ/(Nm3K)
Qcb c = B * PCI
Qcb f = B * Cpg * tgn
Sarcina de functinoare
Debit [Nm3/h] Qcb c[kWh] Qcb f [kWh]
100% 273 2730 1.2
50% 151.7 1517 0.662
25% 85.3 853 0.372
Gaze de ardere
Vg = 18.033 [Nm3/ Nm3] prin interpolare cu λ=1.8
Vgda = B * Vg [Nm3/h]
Cpgda = 0.344*4.187 = 1.4403 kJ/Nm3grad
tgda = 205°C (100%) , 235°C(50%) , 255°C(25%)
Qgda = Vgda * Cpgda * tgda
Sarcina de functionare Debit [Nm3/h] Qgda[kWh]
100% 4923 403.8
50% 2735.6 257.2
25% 1538.2 156.93
Aer fals
Sarcina de functionare
Debit aer [Nm3/h] Debit gda [Nm3/h] Debit aer fals [Nm3/h]
100% 3025.9 4923 1897.1
50% 1681.4 2735.6 1054.2
25% 945.4 1538.2 592.8
Pierderile prin radiatie convectie in mediul ambiant
Vom estima suprafetele cazanului la 6m2 suprafetele fata si spate iar celelalte de 10m2 .
tm laterale = 60°C
tm frontal = 200°C
tm superioara si spate = 100°C
Avem de calculat fluxul termic pierdut prin radiatie pentru 5 suprafete (cele expuse) ale
cazanului.
Qi = αi * Si * Δti
αi Si [m2] Δti [°C] Qi [kWh]
25.2 6m2 200-20=180 27.22
18.1 6m2 100-20=80 8.688
18.1 10m2 100-20=80 14.48
15.07 10m2 60-20=40 6.028
15.07 10m2 60-20=40 6.028
Qrdc = ∑ = 62.444 kWh
Calcul pierderi cazan
Sarcina de functionare 100%
Q intrat [kWh] Q iesit [kWh]
Qcb c 2730 Qabur 2202.4
Qcb f 1.2 Qgda 403.8
Qapa 330.23 Qrdc 62.444
Qaer 20.68
TOTAL 3082.11 TOTAL 2668.644
Q pierderi 413.47 kWh
Sarcina de functionare 50%
Q intrat [kWh] Q iesit [kWh]
Qcb c 1517 Qabur 1101.2
Qcb f 0.662 Qgda 257.2
Qapa 165.1 Qrdc 62.444
Qaer 11.49
TOTAL 1694.25 TOTAL 1420.84
Q pierderi 273.4 kWh
Sarcina de functionare 25%
Q intrat [kWh] Q iesit [kWh]
Qcb c 853 Qabur 550.6
Qcb f 0.372 Qgda 156.93
Qapa 82.56 Qrdc 62.444
Qaer 6.46
TOTAL 942.4 TOTAL 769.97
Q pierderi 172.42 kWh
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Qcb c Qcb f Qapa Qaer
kWh
Q intrari
100%
50%
25%
0
500
1000
1500
2000
2500
Qabur Qgda Qrdc Qpierderi
kWh
Q iesiri + Q pierderi
100%
50%
25%
Calcul randament cazan abur metoda indirecta
ɳcazan = 1 - ∑ /∑
Sarcina de functionare ɳcazan 100% 0.866
50% 0.839
25% 0.817
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Qintrari Qiesiri Qpierderi
kWh
100%
50%
25%
Solutii pentru cresterea randamentului cazanului
- Inlocuirea arzatoarelor pentru scaderea pierderilor prin ardere chimica incompleta
datorita controlarii debitului de combustibil si a celui de aer dar si prin scaderea
debitului de combustibil prin sarcini partiale (cand creste temperatura exterioara)
- Etanseizarea cazanului pentru o scadere a excesului de aer din infiltratii
- Izolatia termica a cazanului pentru scaderea pierderilor prin peretii cazanului spre
mediul ambient
- Reglarea corecta a arzatorului
- Reducerea arderii incomplete
- O cresterea a temperaturi apei la intrare in cazan (retur)
Pentru o cresterea a temperaturi de retur a apei rezulta in Δt mai mic . Exemplul nostru a fost
cu un Δt de 100°C si vom folosi un Δt de 75°C pentru a arata diferenta de pierderi .
Sarcina de
functionare
Δt nou
[°C]
Qapa
vechi[kWh]
Qapa nou
[kWh]
Q pierderi
vechi[kWh]
Q pierderi nou[kWh]
Pierderi recuperate
din cele vechi [%]
100% 75 330.23 247.7 413.47 330.9 19.98
50% 75 165.1 123.8 273.4 232.1 15.11
25% 75 82.56 61.9 172.42 151.76 11.98
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Consum combustibil [Nm3/h] Productie de abur [t/h]
25%
50%
100%
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Δt[°C] Qapa[kWh] Q pierderi [kWh]
Crestere temperatura apa alimentare(sarcina 100%)
VECHI
NOU
1.5 2 3 4 5
90.18 86.21
77.83 69.84
62.21
90.03 94.18
104.32
116.25
130.53
0
20
40
60
80
100
120
140
Inlocuirea arzatoarelor
Exces de aer
Randament[%]
Consum decombustibil[m3/h]