Энергосбережение в котельных

Большая часть тепловой и электрической энергии вырабатывается на тепловых электрических станциях (ТЭС), как общего пользования, так и промышленных, а также в централизованных котельных. Остальная часть тепловой энергии вырабатывается в автономных источниках теплоты. В данной работе приведен перечень основных мероприятий по энергосбережению , приводящих к снижению расхода топлива в котельных установках.

Пути повышения энергоэффективности котельных:

Экономия тепловой энергии за счет глубокой утилизация тепла влажных газов

Одним из способов повышения эффективности использования топлива в энергетических агрегатах, в том числе в котельных установках, является утилизация тепла уходящих газов (тепловые ВЭР) путем использования рекуперативных, смесительных, комбинированных аппаратов, работающих при различных приемах использования теплоты, содержащейся в уходящих газах.

Влагосодержание продуктов сгорания может составлять 100 и более граммов на килограмм сухого газа. Тепло таких газов можно полезно использовать. Если при этом происходит конденсация влаги с выделением теплоты конденсации водяных паров, то этот процесс называют глубокой утилизацией тепла влажных газов.

Утилизация теплоты влажных газов дает ряд технических преимуществ: при ее осуществлении используется не только физическая теплота газов, но и теплота конденсации содержащихся в них паров; процесс передачи тепла становится существенно интенсивнее и для утилизации можно использовать теплообменные аппараты с существенно меньшей поверхностью нагрева; осушение уходящих газов позволяет снижать их температуру до 80÷90°С без опасности конденсации водяных паров по газоотводящему тракту; при конденсации влаги из продуктов сгорания в ней растворяется часть оксидов азота, что положительно влияет на состояние окружающей среды; образовавшийся конденсат можно использовать на технологические нужды.

Использование рекуперативных теплообменников для охлаждения парогазовой смеси, работающих в конденсационном режиме (температура рекуперативной поверхности ниже температуры точки росы), приводит к увеличению коэффициента использования топлива h на 1% уже при снижении температуры уходящих газов на 3÷4°С.

Перевод паровых котлов в водогрейный режим

Существенному повышению фактических КПД паровых котлов типа ДКВР, ДЕ способствует их перевод в водогрейный режим.

По условиям надежности работы в котлах, проработавших 20 и более лет, снижается рабочее давление до 0,6÷0,8 МПа, а реально при эксплуатации на многих котлах поддерживается давление 1¸2 атм. Работа паровых котлов на таких низких давлениях отрицательно сказывается на устойчивости циркуляции, из-за снижения температуры насыщения и увеличения доли парообразования, в экранных трубах наблюдается интенсивное накипеобразование и увеличивается вероятность пережога труб. Кроме того, при работе котла на давлении от 1 до 3 атм из-за низкой температуры насыщения необходимо отключать чугунный водяной экономайзер, т. к. там может наблюдаться парообразование, что недопустимо. Эти и другие особенности приводят к тому, что КПД этих паровых котлов не превышает 80÷82 %, а в некоторых случаях, когда трубы сильно загрязнены, КПД котла уменьшается до 70÷75 %.

Переведенные в водогрейный режим паровые котлы в эксплуатации не уступают специализированным водогрейным, а по ряду показателей и возможностям превосходят их, например, в части:

Для блочно-транспортабельных котлов (котлы ДКВР-20-13; КЕ-25-14, ГМ -50-14 и др.) целесообразно применение всех схем:

Рациональное распределение нагрузки между несколькими котлами, которые работают одновременно

Рациональным распределением нагрузки между несколькими котлами, которые работают одновременно, можно влиять на энергосбережение в котельных (суммарные энергозатраты котельной), поскольку КПД котлов и расходы условного топлива, которые зависят от производительности, индивидуальны для разных модификаций котлов и сроков их использования. Самое выгодное распределение суммарной нагрузки между котлами будет при условии равенства относительных приростов расхода топлива.

Редуцирование пара с одновременной выработкой электрической энергии

Редуционно-охладительные установки (РОУ) предназначены для снижения давления пара с одновременным снижением его температуры путем распыления воды до параметров, необходимых для технологии.

Такое редуцирование параметров пара в РОУ нерационально с точки зрения термодинамики, т.к. сопровождается необратимыми потерями энергии.

Одним из возможных практических вариантов использования потенциальной энергии пара с одновременным снижением его давления и температуры является применение паровых турбин с противодавлением или паросиловых установок типа ПРОМ.

Паросиловой энергоагрегат, включающий паровую роторную объемную машину ПРОМ с противодавлением и синхронный электрогенератор, предназначен для производства электроэнергии на паре давлением до 2,4 МПа и температурой до 250°С.

Параметры пара на входе и на выхлопе паровой машины выбираются в зависимости от технологических условий.

Паровые роторные объемные машины могут быть использованы в качестве регулируемого механического привода рабочих машин (насосов, вентиляторов, дымососов, компрессоров и пр.).

В состав энергоагрегата входят: паровая роторная объемная машина; электрогенератор; опорная рама; соединительная муфта; маслосистема с масляно-водяным радиатором; силовой щит; блок системы автоматического управления и защиты; выносной пульт управления.

Время готовности паросиловой установки к приему номинальной нагрузки составляет: из холодного состояния – 10 мин; из горячего состояния – 1 мин.

Малые габариты установок делают несущественными вопросы их размещения. Влажный пар на выхлопе (Т ˜ 100°С) может быть утилизирован в баках сбора пароконденсатной смеси открытого типа.

Энергогенераторы на основе паровых роторных объемных машин (ПРОМ) могут эксплуатироваться как в режиме постоянного использования для рационального снижения избыточного давления с выработкой электрической энергии, так и для компенсации изменений производства-потребления в системе пароснабжения предприятия.

Паровой привод на базе роторных объемных машин, обеспечивает возможность плавной регулировки частоты оборотов в диапазоне от 0 до 1500 об/мин. Последнее обстоятельство особенно важно для эффективного управления теплосъемом в зависимости от погодных условий.

Использование тепловой энергии непрерывной продувки котлов

1 – котел, 2 – сепаратор, 3 – теплообменник.  При использовании тепловой энергии продувочной воды  энергосбережение в виде экономии топлива может превысить 3% от общих расходов.

Среди причин, влияющих на расход топлива в котельных, можно выделить следующие: