ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Аннотация. В работе представлены основные мероприятия по энергосбережению в системах теплогазоснабжения, направленных на повышение КПД котельного оборудования.

Ключевые слова: энергосбережение, энергоэффективность, теплогазоснабжение

На современном этапе развития промышленности, при существующих техногенных нагрузках на окружающую среду, является важным гармоничное развитие экономики, энергетики и экологии. Для этого необходимо принимать меры по уменьшению стоимости и экономии топливно-энергетических ресурсов, внедрять новые энергоэффективные технологии, уменьшать выбросы вредных веществ в окружающую среду[1].

Сегодня большая часть тепловой энергии вырабатывается на тепловых электрических станциях, как общего пользования, так и промышленных, а также в централизованных котельных, остальная – в автономных источниках теплоты (котельные, мини-ТЭЦ и др.).

Главным показателем энергетической эффективности котельной является КПД, который учитывает потери топлива и теплоты при производстве и отпуске, а также затраты электроэнергии на привод механизмов.

В коммунальной энергетике России на сегодняшний время большинство котлов обычно работают с КПД 75-80%, а, следовательно, имеют относительно высокую долю расходов газа в производстве тепла, но их замена на современные эффективные котлы с КПД 91-92% требует значительных затрат. Достигнуть более высоких значений данного показателя без установки новых агрегатов возможно также благодаря энергосберегающим мероприятиям.

Основные мероприятия по энергосбережению в котельной следующие[1-2]:

1. Замена топлива, а именно твердого топлива на газообразное –снижение расхода топлива до 12%, а также применение альтернативных видов топлива.

2. Применение автоматики для процессов горения топлива и питания котельных агрегатов водой – экономия до 1,7% топлива.

3. Плотная и качественная обмуровка снижает подсос воздуха в пространство топки и газоходов. Снижение подсоса воздуха на 0,1 позволяет экономить до 0,5% сжигаемого топлива и до 20% электроэнергии.

4. Установка обдувочных аппаратов в котельной для очистки наружных поверхностей нагрева от золы и других отложений – экономия 1,5% сжигаемого топлива.

5. Перевод паровых котлов в водогрейный режим, что значительно повышает их КПД.

6. Редуцирование пара с одновременной выработкой электроэнергии.

7. Утилизация теплоты отходящих газов.

8. Интенсификация теплообмена в элементах котла.

9. Использование частотно-регулируемых электроприводов для управления механизмами котельных установок.

Наиболее перспективными из направлений энергосбережения в энергетике является интенсификация теплообмена в элементах котла а также использование частотно-регулируемых электроприводов для управления механизмами котельных установок. Рассмотрим их более подробно.

Интенсификацию теплообмена в элементах котла можно проводить установлением интенсификаторов теплообмена в топке или в жаротрубном элементе. На сегодняшний день известны различные способы интенсификации теплообмена в конвективных элементах водогрейных котлов: использование периодических кольцевых выступов, закручивание потока в трубах с помощью винтовых вставок, каналы со спиральными выступами и пружинными вставками, оребрение и др.[3].

Интенсификация теплообмена при использовании периодически кольцевых выступов – это один из наиболее эффективных и исследованных способов интенсификации. Накатка кольцевых канавок достаточно технологична, так как увеличивает внешний диаметр труб, позволяя использовать данные трубы в тесных пучках и не менять существующей технологии сборки аппаратов. Это позволяет снизить температуру отходящих газов до 150-170^oС и повысить КПД котла до 92-93% при незначительном увеличении металлоемкости[4].

Применение закручивания потока в трубах с помощью винтовых вставок позволяет повысить интенсивность теплообмена в 1,2- 5,4 раза при увеличении сопротивления движению газов в 1,13-7 раз.

Использование частотно-регулируемых электроприводов для управления механизмами котельных установок с энергетической и технологической точек зрения гораздо эффективнее традиционно используемого управления задвижками, шиберами и направляющими аппаратами в воздушных, газовых и водных магистралях котла [4].

Преобразователь частоты монтируют между сетью питания и электродвигателем, а датчик давления для обеспечения обратной связи – в напорный коллектор вентилятора или дымососа. Автоматика поддерживает постоянное давление с помощью регулирования частоты вращения электродвигателя насоса круглосуточно. Это дает следующие преимущества: экономия электроэнергии (в среднем составляет 30-60%, срок окупаемости варьируется от 0,5 до 1,5 лет), возможность выполнять пуск агрегатов на номинальном токе без больших ударных токов, работать в автоматическом режиме по часам реального времени в соответствии с запланированным графиком [5].

Таким образом, в работе рассмотрены основные мероприятий по энергосбережению в котельных. Подробно исследованы наиболее перспективные из направлений энергосбережения в энергетике – интенсификация теплообмена в элементах котла, использование частотно-регулируемых электроприводов для управления механизмами котельных установок. Первое мероприятие позволяет добиться повышение КПД котельного оборудования от 1 до 20%, второе – до 10%.