Оценка эффективности глубокой утилизации

Возможные типы теплообменников

На приведенной схеме показан теплообменник змеевикового типа. В качестве конденсационного экономайзера применимы различные типы теплообменников: кожухотрубные, прямотрубные, с накатанными ребрами, пластинчатые или эффективная конструкция с новой формой теплообменной поверхности с малым радиусом гиба (регенератор РГ 10, НПЦ «Анод»). Рассматриваются также и другие виды:

· теплообменные блоки-секции на базе биметаллического калорифера марки ВНВ123–412–50 АТЗ (ОАО «Калориферный завод», Кострома).

· разборные теплообменники компании «ГЕА Машимпэкс» или цельносварные (типа GEABloc) пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали, отличающиеся высокой эффективностью и компактностью.

Сам теплообменник – конденсационный экономайзер, газоход, камера, частично газовый тракт – выполняется из коррозионно-стойких материалов, покрытий, в частности нержавеющих сталей, пластиков – это общепринятая практика [1, 2]. Технология применима и для котлов, использующих другие виды топлива, например древесные отходы, био-синтез-газ и др. Отметим достоинства древесных отходов:

· возобновляемый источник энергии, выбросы СО₂ которого нейтральны⁵;

· низкая коррозионная агрессивность продуктов сгорания;

· возможность конденсировать влагу продуктов сгорания и утилизировать скрытую теплоту парообразования.

При оценке системы глубокой утилизации следует сравнивать ее эффективность с эффективностью традиционной схемы с газовым подогревателем конденсата как ближайшего аналога и конкурента.

Принимаем для расчетного примера следующие исходные данные⁶: котел с Q _К = 10 МВт/8,6 Гкал/ч, работающий на природном газе с Q _Р^Н = 8 000 ккал/м³, Т _УХ = 130 °C, η_K2 = 0,92 (см. выше), удельный объем продуктов сгорания v = 13,1 м³/м³ (при α = 1,25), расход газа В _Г = 8,6•10⁶/8 000•0,92 = 1 168 м³/ч, потери теплоты с уходящими продуктами сгорания q ₂ = C•W•T_УХ = 763 кВт, где С – теплоемкость, W – объем, Т _УХ – температура ПС за котлом.

Далее, принимая отношение Q _ГУТ/ q ₂ равным 1,4 (см. Общие положения. Расчетные данные), получим для системы глубокой утилизации Q _ГУТ = 763•1,4 = 1 068 кВт. Эту величину следует сравнить с теплосъемом в газовом подогревателе конденсата (ГПК). Если температура конденсата на входе в ГПК по требованиям как минимум 60 °C (см. выше), то температура продуктов сгорания на выходе из него будет не ниже 80 °C. Тогда теплосъем в ГПК составит [0,33 × 13,1 × 1 168 × (130 – 80)] / 860 = 294 кВт.

Это в 3,64 раза (1 068 / 294) меньше, чем при глубокой утилизации. Таким образом, выигрыш в теплоте (1 068 – 294) = 774 кВт, что при коэффициенте использования мощности для станционного котла, равном 0,7, даст экономию 554 500 м³ газа в год, или около 3 млн руб. при цене 5 руб./м³. Выигрыш растет пропорционально величине Q _ГУТ, прямо зависящей от мощности котла.

Реконструкция котла требует капвложений. Повышаются эксплуатационные затраты (обслуживание узла глубокой утилизации, расходные материалы для химводоподготовки). Повышение аэродинамического сопротивления газового тракта (узел глубокой утилизации, байпас, каплеуловитель) частично или полностью компенсируется снижением объема продуктов сгорания за счет уменьшения их выхода благодаря экономии топлива и удалению водяных паров. При работе котла под наддувом проблема снимается, что характерно для ряда типов котлов, режимов их работы.

Дата добавления: 2017-02-01