Автор: Котельная установка — это паровой котёл вместе с совокупностью оборудования, обеспечивающего его работу. В состав котельной установки, кроме парового котла, входят: оборудование топливоприготовления; тягодутьевая установка; устройства золоулавливания газовоздушного тракта котла; питательные насосы; регулирующие устройства питательного тракта; электродвигатели; системы управления и защиты парового котла.
Существуют несколько основных направлений повышения эффективности работы котлов.
- Понижение температуры дымовых газов. Понижение температуры в дымовой трубе может быть достигнуто простыми способами, например, приведением в соответствие режимов потребления нагрузки день/ночь. За счёт этого понижается давление на паровых котлах или рабочая температура на водогрейных котлах при работе на холостом ходу ночью или в умеренные весенние и осенние дни.
- Регулярное обслуживание горелки. Одной из распространенных проблем в котельных — недостаточное количество воздуха, подаваемого в горелку для сжигания топлива. Для правильного сгорания топлива внутри котла требуется определенное количество воздуха. Если мало воздуха, углерод в топливе будет не полностью окисляться, образуя при этом окись углерода. Это приводит к уменьшению выделяемого тепла при сгорании топлива. Недостаток кислорода приводит к образованию сажи, дыма и угарного газа, который опасен. Переизбыток воздуха приводит к захолаживанию топки.
- Установка и нормальная работа экономайзера. Экономайзер использует тепловую энергию горячих дымовых газов для нагрева питательной воды котла. Если на котле нет экономайзера или экономайзер отключен, то это должно быть одним из первых мероприятий для повышения эффективности. Экономайзеры экономят топливо и снижают потенциально негативный эффект от подачи холодной воды в горячий котёл.
- Установка частотных приводов (ЧРП) на электродвигатели котельного оборудования. Если ваша горелка, насосное оборудование не оборудовано частотным приводом обратите на это внимание. Если ваша система оснащена вентилятором или циркуляционным насосом, управляемая клапаном, то ваша система может тратить много электроэнергии при работе с частичными нагрузками. ЧРП позволяет управлять потоком с помощью изменения частоты оборотов, что приводит к повышению энергоэффективности системы.
- Изоляция открытых горячих поверхностей. На многих предприятиях регулирующие, запорные клапана и прочее технологическое оборудование не имеет теплоизоляции. Однако такие открытые горячие поверхности могут приводить к значительным потерям тепла. Применение легко съёмных изолирующих элементов может значительно сэкономить, а также повысить комфорт в котельной, снизить риск ожогов, при этом обеспечивается лёгкий доступ для обслуживания.
- Очистка топки котла. Со временем сажа может накапливаться на стороне огня на поверхностях нагрева котла, особенно при использовании старого оборудования. Сажа действует как изолятор, снижая скорость теплопередачи и увеличивая расход топлива. Из-за более низкой скорости теплопередачи горячие газы проходят без эффективной передачи тепла воде. Периодический осмотр и очистка поверхностей нагрева обеспечит минимальное количество сажи и повысит общую эффективность котла.
- Подогрев воздуха для горения. Если воздух, подаваемый в горелку нагревать, то для производства того же количества пара в котле потребуется меньше топлива. Небольшое повышение температуры воздуха на 40 °С может сэкономить 1% от стоимости топлива.
- Обеспечение чистоты поверхностей нагрева со стороны воды. Использование воды в котле требует тщательной очистки воды. Необходимо регулярно осматривать поверхности котла со стороны воды, и в случае загрязнения проводить удаления отложений. В случае нарушения ВХР образующиеся отложения препятствуют передачи тепла, снижая эффективность котла. Увеличение отложений может привести к перегреву элементов котла с последующими затратами на ремонт.
- Возврат конденсата в тракт котла. Конденсат образуется, когда пар передает свое тепло и конденсируется. Конденсат — это чистая вода без растворенных твердых частиц или газов, практически готовая для использования в котле. Конденсат имеет высокую температуру и поэтому потребуется значительно меньше топлива, чтобы снова превратить в пар. Повторное использование конденсата уменьшает количество холодной добавочной питательной воды, химикатов и реагентов, необходимых для котла. Кроме того, мероприятия по возврату конденсата могут снизить расходы на очистку сточных вод в канализацию.
- Утилизация теплоты продувочной воды. Продувка удаляет растворенные вещества, поддерживая требуемый солевой баланс. Однако с продувкой удаляется тепловая энергия, т.к. вода поступает в систему холодной, нагревается до температуры котла и удаляется при продувке горячей. Часто котельные системы оснащены непрерывной продувкой, которая не изменяется с нагрузкой котла, чтобы контролировать тепло, отводимое в канализацию, продувка должна быть ограничена только количеством, необходимым для контроля растворенных твёрдых веществ. При этом можно сэкономить много энергии, не рискуя нанести ущерб котлу. Рекуперация тепла от продувки котла повышает эффективность котла, помогает снизить уровень растворенных твёрдых частиц. К сожалению, когда удаляется горячая вода, энергия тратится впустую. Установка продувочного теплообменника, испарительного резервуара или их комбинации может помочь сохранить часть энергии.
В заключение хотелось бы отметить, что из 10 представленных способов наиболее эффективным является первый способ, при котором образуется минимально возможное количество дымовых газов при допустимо низкой их температуре.
Список литературы
- Палей Е.Л. Котельные. Нормативные требования и практические рекомендации при проектировании. СПб. Питер. 2010. — 144 с.
- Портал РосТепло.ру — всё о теплоснабжении в России [Электронный ресурс] // URL: https://www.rosteplo.ru (Дата обращения 11.04.22).
Автор: Султанова А.Д., Терягова Е.В. (студ. гр. УЖКХбд-31), руковод. Орлов М. Е. (к.т.н., доцент)
Источник: Новые технологии в теплоснабжении и строительстве: сборник работ студентов — сотрудников научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки». Выпуск 20 [Электронный ресурс]. — Электронные данные. Ульяновск : УлГТУ, 2022. — 131 с.
