Как повысить КПД твердотопливного котла

03.08.2017

КПД твердотопливного котла – это величина достаточно относительная, которая определяет количество затраченного топлива по отношению к полученному объему тепла (полезная энергия).

Сейчас на рынке представлены твердотопливные котлы с высоким КПД (около 85-95%). Но показатели, которые указаны производителями, могут отличаться от тех, которые получены на практике. В чем причина такого несоответствия? Специалисты объясняют это тем, что в реальности показатели КПД твердотопливного котла могут зависеть от различных факторов. На КПД может повлиять качество топлива и интенсивность его горения, эффективность теплоносителей, наличие и количество потерь тепла при перемещении, общие теплопотери помещения. В действительности даже котлы на твердом топливе с высоким КПД могут гарантировать от 65% до 75%.

 

В среднем показатели коэффициента полезного действия можно повысить примерно от 3% до 7%. Главное, определиться с методом увеличения КПД твердотопливного котла, выбрав наиболее действенный.

Чтобы повысить экономичность котла, следует учесть следующие нюансы:

• Не использовать для топки влажный уголь или дрова. Это существенно сократить количество энергии, которое устройство потратить только для просушки мокрого твердого топлива.
• Не засорять дымоход и теплообменник. Засор в каналах может образоваться за счет регулярного скопления. Например, мелкими частицами угольной пыли, бытовым мусором, дефектными брикетами.
• Снижение тяги негативно скажется на отдаче тепла и увеличит расход твердого топлива.

Эффективные методы повышения КПД

1. Повышение качества топлива. Топливо играет ключевую роль в увеличении КПД котлов. Если отдать предпочтение более качественному виду топлива, можно увеличить срок службы агрегата для отопления. Прежде всего, предварительно сушить дрова и уголь. Не используйте для растопки различный бытовой мусор, ведь так вы со временем уменьшите тягу, забив дымоход сажей и прочими частицами от горения.
   Более того, это может повысить затраты на приобретение топлива.
2. Частая чистка. Даже если вы используете исключительно качественное топливо, не забываете регулярно проводить чистку котла. Во время чистки больше времени уделите дымоходу, ведь именно там скапливаются все частицы, которые забивают канал.
3. Котлу необходимо больше воздуха. К этому пункту следует отнестись со всей серьезностью, особенно учесть в процессе покупки и монтажа устройства. Помните, что кислород – обязательное условие горения. Нужно обеспечить постоянный поток воздуха в помещении, где будет установлен твердотопливный котел, в средине которого осуществляется горение топлива.
4. Утеплить дом, чтобы уменьшить его теплопотери. Это еще один способ повысить КПД дома. Желаемого результата сложно достичь простой заменой твердотопливного котла или топлива, если помещение очень быстро отдает тепло и совершенно не сохраняет его. Поэтому так важно выполнить утепление дома, замену обычных окон на пластиковые. Также следует исключить потерю тепла через двери, по возможности заменить их или устранить все щели.
5. Установка дополнительных устройств. Например, с помощью циркуляционного насоса можно выполнить равномерное прогревание дома. Это наиболее эффективный способ, приводящий к росту показателя КПД помещения. Недорогую модель твердотопливного котла можно приобрести в том случае, если ваш прежний агрегат не может покрыть ваши потребности. Для этого просто установите новый котел со старым в каскад.

Купить качественные твердотопливные котлы в Украине можно в интернет-магазине «Тепловик». В каталоге представлен большой выбор моделей, которые отличаются материалом, мощностью, количеством контуров, толщиной стали, площадью обогрева. Цена на твердотопливные котлы ориентирована на разных покупателей, ведь есть варианты как дорогостоящие, так и бюджетные, стоимостью до 6 тысяч гривен. С помощью удобного регулятора цены вы можете выбрать наиболее подходящий вариант для вашего бюджета.

Можно не только выгодно приобрести котел, но и сэкономить, так как в магазине часто проводятся акции или предоставляется бесплатная доставка.

Как можно увеличить КПД котла

Главная / Статьи / Как можно увеличить КПД котла?

01.07.2019

Статьи

admin

После покупки отопительного оборудования потребители зачастую заинтересованы в том, как можно увеличить КПД котла. Максимально эффективно работать оборудованию позволяет соблюдение рекомендаций производителя. Но часто даже при правильной эксплуатации возникают ситуации, которые приводят к не экономной работе приобретенного оборудования.

Основные причины, по которым снижается эффективность отопительных агрегатов

Чтобы понять как увеличить КПД котла, изначально необходимо разобраться, какие нюансы в работе на него влияют. Главных факторов два:

1. Объемы тепловой энергии, которую получает вода или другой теплоноситель в результате сжигания топлива.
2. Тепловые потери – чем меньше тепла теряет котел, тем с большим КПД он работает. Обычно теплопотери растут по причине неправильного сжигания газа или твердого топлива. Но также тепло теряется из-за неравномерного распределения тепловой энергии.

Кроме этого, эффективность работы оборудования зависит от соответствия вида используемого топлива топочной камере, в которой оно сжигается. Еще на данный коэффициент влияет правильность организации системы отопления, нагрузка на нее, а также степень износа отопительного оборудования.

Почему возникают теплопотери

Чтобы добиться повышения эффективности работы необходимо обязательно снизить теплопотери. Они возникают по причине:

1. Физического недожога – существенную роль играет избыточный воздух, который присутствует в котле, а также температура отработанных газов. Чем больше количество воздуха, тем хуже функционирует оборудование. Особенно это ощутимо, когда оборудование работает на полную мощность при очень низких температурах. Потеря теплоты в этом случае самая существенная и составляет примерно 20%.
2. Механический недожог – данный критерий характерен только для твердотопливного оборудования. Топливо не сгорает должным образом, что влечет за собой образование золы. Такие теплопотери незначительные и равны 1-3%.
3. Химический недожог – образуется по причине дефицита воздуха в камере сгорания. При его дефиците происходит неполное сгорание газа, и он просто уходит через дымоход. Вследствие этого образуется окись угарного газа. От ее количества зависит размер теплопотерь. В среднем, таким образом теряется около 7% тепла.

Также снижение КПД могут вызвать потери через стенки радиаторов. Для устранения этих теплопотерь выполняется теплоизоляция отопительных приборов.

Как повысить коэффициент полезного действия котла?

Предлагаем вам ознакомиться с рекомендациями, которые направлены на повышение продуктивности работы системы:

1. Если причина недостаточно эффективной работы кроется в площади отбора тепловой энергии, для ее увеличения устанавливается турбулизатор. Его размещают между теплообменником и топочной камерой.
2. Чтобы устранить теплопотери, возникающие вследствие химического недожога, необходимо грамотно настроить работу оборудования. Рекомендуем доверять эту процедуру только специалисту. Также для снижения тяги рекомендуется установить ее ограничитель. Его установка позволяет регулировать сечение дымоходной трубы. Монтаж ограничителя тяги особенно необходим при сильно низких температурах снаружи.
3. Для снижения теплопотерь, возникающих из-за физического недожога, и поддержания нормальной тяги необходимо своевременно удалять сажу, которая образовывается на жаровых трубах. Также необходимо удалять накипь, образующуюся на отопительном контуре. Регулярная очистка этих элементов позволяет устранить физические теплопотери.
4. Поддерживать должное состояние труб системы отопления. Металлические трубы могут «зарастать» изнутри вследствие грязевых отложений. С ПВХ-трубами такого не происходит, но в профилактических целях рекомендуется периодически выполнять продувку отопительной системы. Полностью сливать теплоноситель не стоит. Так как при поступлении неочищенной воды, ее нагревании и прохождении через трубы, выпадает осадок. Из-за этого на стенках трубопроводов образуется накипь.
5. Отрегулировать заслонку поддувала. Для этого необходимо использовать термометр. Заслонку устанавливают в то положение, при котором достигается максимальное значение температуры теплоносителя.
6. Поддерживать нормальную тягу. Во избежание ее ухудшения требуется регулярное очищение дымоотводящей трубы от продуктов сгорания. А также нельзя допускать образования копоти в камере сгорания. Из-за большого количества копоти увеличивается объем потребляемого топлива.
7. Для повышения эффективности котельного оборудования, работающего на газовом топливе, также можно выполнить монтаж коаксиального дымохода. У традиционных дымовых труб есть очевидный недостаток – они зависимы от внешних условий. Коаксиальная отводящая труба отличается стойкостью к скачкам температуры, обеспечивает поддержание заданных температурных параметров в помещении, экономит газ.
   Конструктивно коаксиальный дымоход состоит из двух труб, которые имеют разный диаметр. Одна труба используется для транспортировки продуктов сгорания, вторая – воздуха, который насыщен кислородом.

Устранить эти причины снижения КПД котлов реально своими руками без вызова специалистов.

Помощь специалистов

Выше мы рассмотрели почему снижается КПД котлов и способы его повышения. Если вам не хватает знаний и опыта работы с котлами, рекомендуем обратиться в компанию «Профтепло». Специалисты выполнят диагностику и примут меры, необходимые для эффективного функционирования отопительной системы. Чтобы воспользоваться услугами, свяжитесь с нами по контактному номеру телефона +7 (4842) 75 02 04 или закажите «Обратный звонок». Услуги предоставляются в Калуге.

ХОТИТЕ ПОЛУЧАТЬ БОЛЬШЕ НОВОСТЕЙ?

Как повысить эффективность котла – список лучших

Как вы все знаете, топливо стоит дорого, и цена на него постоянно растет. Энергоэффективность котлов связана не только с факторами старения, но и с потерями тепла. По сути, чем менее эффективны ваши котлы, тем выше эксплуатационные расходы на топливо. К счастью, есть несколько способов справиться с этой проблемой и утилизировать потери тепла в системе центрального отопления, а также снизить эксплуатационные расходы объекта. Ниже приведены полезные советы, которые вы можете использовать, чтобы максимизировать эффективность вашего котла.

Уменьшить избыток воздуха

Во-первых, главная причина неэффективности использования энергии в котле сводится к использованию избыточного воздуха во время горения горелки. Если в процессе горения имеется избыток воздуха, чем необходимо, избыток воздуха нагревается, а затем выбрасывается в окружающую среду. В общем, есть несколько веских причин, по которым в процессе горения необходим дополнительный воздух.

Как правило, избыток воздуха необходим для технического обслуживания горелки, изменения плотности воздуха, изменения вязкости и состава топлива, а также способствует нарушению условий смешивания топлива с воздухом в горелке.

Установка экономайзера

Помните, что это идеальный вариант только в том случае, если в вашем котле недостаточно поверхностей теплообмена. Как правило, трубы экономайзера поставляются либо с циркулирующей питательной водой, либо с циркулирующей котловой водой. Поскольку температура выхлопных газов может быть относительно высокой, было бы разумно установить трубы экономайзера рядом с предохранительными клапанами, чтобы снизить потенциальные повреждения из-за избыточного давления.

Кроме того, было бы полезно установить регулятор температуры питательной воды, чтобы опустить шлюз насоса. Чтобы избежать потенциальной коррозии, вам необходимо придумать безупречную конструкцию, которая гарантирует, что температура выхлопных газов никогда не опустится ниже точки росы.

Улучшение изоляции котла

Промышленные и крупные коммерческие котлы имеют значительную площадь поверхности, подверженную потерям тепла, особенно при неправильной изоляции. Однако вы можете повысить эффективность нового котла, обеспечив его соответствующую изоляцию.

Для изоляции этих машин обычно используется огнеупорный материал. Таким образом, если вы планируете заменить этот огнеупорный материал, было бы разумно следовать руководству по покупке котла, чтобы убедиться, что вы покупаете лучший материал. Либо вы также можете проконсультироваться со специалистами компании по теплоизоляции Санкт-Петербургский ЭЛ предлагает, какой теплоизоляционный материал лучше всего подходит для вашего бройлера.

Уменьшение отложений и накипи

Для безупречной работы котла необходимо уменьшить количество отложений и накипи. На карту поставлена ​​система центрального отопления вашего котла. По сути, любые отложения или накипь приведут к снижению теплопередачи, что в конечном итоге приведет к снижению прочности механической стали, перегреву и, в конечном итоге, к разрыву. Итак, если вам нужно, чтобы ваши новые котлы прослужили много лет, убедитесь, что вы уменьшили накипь и отложения.

Уменьшить давление в котле

Снизив давление в ваших новых котлах, вы сможете значительно снизить теплопотери из-за утечек и теплопередачи. Однако помните, что из-за пониженного давления могут возникнуть проблемы. Например, может быть нарушена циркуляция в котле, а паропроводы могут иметь недостаточный расход и пропускную способность для транспортировки пара низкого давления.

Подогрев воздуха для горения

Во-первых, горелке необходимо нагреть поступающий воздух для горения с помощью пламени. Во-вторых, если воздух, поступающий на горелку, будет достаточно теплым, то для получения такого же количества пара из котла потребуется использовать мало топлива. Всего лишь повышение температуры свежего воздуха на 40 °F может сэкономить вам около 1% расходов на топливо. Таким образом, если вы используете большие котлы LS1 в течение дня, предварительный нагрев воздуха для горения может действительно сделать их полезными.

Регулировка скорости продувки

Обычно продувка удаляет из котла такие примеси, как жесткость воды, и эффективно обеспечивает чистоту поверхностей котла. Тем не менее, продувка также может отводить тепло от котлов LS1. В идеальных ситуациях вода поступает в систему холодной, затем нагревается до температуры котла и в конечном итоге существует за счет продувки.

Обычно некоторые котельные установки имеют постоянные продувки, которые не меняются независимо от нагрузки котла. Таким образом, чтобы вы могли регулировать тепло, передаваемое в канализацию, продувку необходимо ограничить только до количества, необходимого для регулирования содержания растворенных твердых веществ. В общем, если вы будете следовать подробному руководству по покупке котла, вы узнаете, что для экономии эффективности было бы полезно использовать автоматический продувочный клапан для регулирования растворенных твердых частиц.

Сокращение использования пара

Когда дело доходит до обустройства дома, лучший способ сэкономить на электроэнергии и топливе в котле — это сократить потребление пара. Например, изоляция резервуаров и трубопроводов, обогреваемых паром, может значительно снизить использование пара. При этом вы в конечном итоге сэкономите топливо. Конденсатные системы высокого давления могут снизить расход топлива в котле и пара, используемого в деаэраторе.

Обеспечение эффективной работы вашего котла — это первый шаг к благоустройству дома и регулированию ежемесячных расходов на топливо. Честно говоря, профессиональная сервисная служба компании по обслуживанию и обслуживанию вашего котла, горелки, а также паровой системы, часто действительно поможет вам убедиться, что котел работает максимально эффективно.

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ КОТЛОВ И ОТОПИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Систематический подход к повышению энергоэффективности котлов C, а не бессистемные улучшения C, включает несколько упрощенных шагов, как показано на рис. 2 .

Рисунок 2. Программа повышения эффективности котла

Текстовая версия – рисунок 2

Рисунок 2. Программа повышения эффективности котла

Следующие шаги являются частью цикла:

• Старт – Определить текущее состояние: выполнить аудит котловой системы.
• Определите текущие и ближайшие потребности в отоплении и связанные с ними требования к котельной.
• Определите пробел: исследуйте и классифицируйте варианты улучшения.
• Установите цели и задачи улучшения (например, модернизация завода и оборудования, средства контроля эффективности, показатели производительности, выбросы и т. д.).
• Определите план реализации и начните реализацию.
• Проверяйте результаты и постоянно совершенствуйтесь.

 

Аудит котельной системы (см. упрощенный контрольный список аудита в Приложении), скорее всего, выявит потери энергии и неэффективность. Цель хорошего управления энергопотреблением состоит в том, чтобы свести их к минимуму. Выгода может быть значительной с точки зрения как экономии, так и выбросов.

Рисунок 3 дает практический совет, куда направить усилия по энергосбережению. Какой бы важной ни была экономичная и эффективная работа котельной системы, ее не следует рассматривать изолированно. Необходимо проверить следующие возможности для дальнейшего энергосбережения и рекуперации энергии:

• потребности в отоплении и аспекты энергоэффективности процессов, продуктов и оборудования, потребляющих тепло; и
  
• Системы распределения тепла (например, паровые и конденсатные).

Потери тепла и энергии в котельной можно уменьшить несколькими способами. Некоторые из них, такие как комбинированное производство тепла и электроэнергии (когенерация), являются сложными и сложными; другие могут быть легко реализованы и предлагают хорошую окупаемость.

Рис. 3. Типовой энергетический баланс котла/нагревателя
(до доработок)

Текстовая версия – Рис. 3

Рис. 3. Типовой энергетический баланс котла/отопителя (до доработок)

Энергия топлива поступает в котел (ввод энергии 100 процентов). Из котла 4 процента потерь тепла приходится на излучение и конвекцию, 18 процентов приходится на дымовые газы и 3 процента на продувку. Энергия теплоносителя (например, пара) выходит из котла. Выход энергии (тепловой КПД котла) составляет от 75 до 77 процентов.

 

Последние примеры: Химический завод экономит 500 000 долларов в год, проверяя и заменяя все протекающие конденсатоотводчики. Фанерный завод снизил свою паровую нагрузку на 2700 кг/ч (6000 фунтов/ч) за счет модернизации изоляции трубопроводов.

Понижение давления пара или температуры воды в системе до уровня, действительно необходимого для задействованных процессов, также может снизить потребление энергии.

Основными категориями повышения энергоэффективности являются следующие.

ПРАВИЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛА

Содержите котел в чистоте

За исключением природного газа, практически каждое топливо оставляет определенное количество отложений на топке труб. Это называется загрязнением и резко снижает теплопередачу. Испытания показывают, что слой сажи толщиной всего 0,8 мм (0,03 дюйма) снижает теплопередачу на 9,5 процента, а слой толщиной 4,5 мм (0,18 дюйма) — на 69 процентов! В результате температура дымовых газов повышается, как и стоимость энергии.

Котлы, работающие на твердом топливе (таком как уголь и биомасса), имеют высокую склонность к загрязнению, тогда как котлы, работающие на жидком топливе (особенно очищенном масле), имеют низкую склонность к загрязнению. Поддержание котла на пике эффективности требует, чтобы поверхности котла были как можно более чистыми. Большие котлы и те, которые сжигают топливо с высокой тенденцией к загрязнению, имеют системы продувки сажи, которые очищают поверхности топки во время работы котла. Можно также использовать щетки и ручные копья. Небольшие котлы, в том числе котлы, работающие на природном газе, и котлы без систем продувки сажи, следует регулярно открывать для проверки и очистки.

Отложения (называемые накипью) на водяной стороне труб котла могут ухудшить теплопередачу. Они также могут снизить эффективность котла, ограничить циркуляцию воды и привести к серьезным механическим и эксплуатационным проблемам. Накипь вызывает повышение температуры металла труб, что увеличивает температуру дымовых газов. В крайних случаях трубки выходят из строя из-за перегрева.

Помните, что один миллиметр накипи может увеличить расход топлива на два процента.

Вместо того, чтобы останавливать и сливать воду из котлов для визуального контроля чистоты водяных поверхностей котла, состояние водяной стороны можно оценить, проверив котловую воду во время работы котла. Затем в зависимости от результатов могут быть введены определенные химические вещества для обработки воды. Котловая вода проверяется ежедневно на малых котельных низкого давления и каждый час на больших установках высокого давления. Программа очистки и тестирования воды имеет решающее значение для обеспечения максимальной эффективности и надежной работы любой котельной.

Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение нескольких недель или месяцев обычно указывает на то, что на теплообменных поверхностях котла со стороны топки или со стороны воды образовались отложения. Котел необходимо срочно проверить.

Предотвращение проникновения нежелательного воздуха

Эффективный контроль избыточного воздуха для горения (обсуждавшийся ранее) также включает защиту от инфильтрации (попадания) нежелательного воздуха в камеру сгорания котла или систему дымохода. Воздух попадает через неплотности крышки, смотровые окна, неисправные прокладки и другие отверстия.

Продувочная вода – доллары на ветер

Даже очищенная («деминерализованная») питательная вода для котлов содержит небольшое количество растворенных минеральных солей. Постоянное испарение воды в паровых котлах и свежей подпиточной воды увеличивает концентрацию этих минералов и приводит к образованию накипи. Для предотвращения этого котловую воду необходимо периодически продувать. Обычно продувка чрезмерная, «на всякий случай». Продувочная вода нагревается, что приводит к потере тепла, воды и химикатов для обработки воды. В качестве минимальных профилактических мер периодически проверяйте котловую воду на содержание растворенных твердых частиц и регулируйте скорость продувки.

Когда продувка производится один раз в день или раз в смену, содержание растворенных твердых частиц сразу после продувки намного ниже допустимого максимума. Если продувку можно проводить чаще и с меньшим количеством воды или непрерывно, общее содержание растворенных твердых частиц (TDS) можно поддерживать ближе к желаемому максимальному уровню безопасности. Ключ – хороший контроль TDS. На рынке доступны автоматические системы управления продувкой с непрерывным измерением TDS продувки.

Пример: Рассмотрим котел производительностью 23 т/ч, работающий при давлении 860 кПа (около 50 000 фунтов/ч при манометрическом давлении 125 фунтов на кв. дюйм). Продувочная вода содержит 770 кДж/кг (330 БТЕ/фунт). Если система непрерывной продувки настроена на обычные пять процентов от максимальной мощности котла, то расход продувки составит 1150 кг/ч, содержащих 885 500 кДж (около 2500 фунтов/ч, содержащих 825 000 БТЕ). При КПД котла 80 % для этого тепла требуется около 29,7 м 90 146 3 90 147 /ч (1050 куб. футов/ч) природного газа стоимостью около 32 100 долларов в год (из расчета 300 дней в году при 0,15 доллара за м 9 ).0146 3 ) .

Водогрейные котельные, очевидно, не несут затрат на продувку.

Максимальный возврат горячего конденсата

Пароконденсатная система должна быть надлежащим образом спроектирована, чтобы исключить гидравлический удар и сократить потери и объем технического обслуживания.

Потеря горячего конденсата из системы паровых котлов увеличивает потребление воды, химикатов для обработки воды и тепловой энергии, необходимой для нагрева подпиточной воды. Дополнительная энергия теряется в виде вторичного пара. Это происходит, когда технологическое давление, под которым возвращается конденсат, сбрасывается в баке возврата конденсата. Такие потери можно свести к минимуму, например, погрузив впускное отверстие для возврата конденсата в бак или установив распылительный конденсатор сверху бака.

Замкнутая система , которая подает паровой конденсат под давлением для рекипятления, практически исключает потери и требует меньшего количества оборудования для обработки пара.

Пример: Горнодобывающая компания в Квебеке недавно установила конденсатную систему замкнутого цикла. Вскоре это позволило сократить потребление энергии в котельной на 18 процентов по сравнению с традиционной открытой системой парового конденсата.

УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ КОТЛОВ

Дымовой газ

В этом заключается наилучшая возможность рекуперации тепла в котельной.

Снижение температуры дымовых газов на 20ºC (36ºF) повысит эффективность котла примерно на один процент.

Даже при хорошо отрегулированных горелках, обеспечивающих минимальную температуру дымовых газов при полном сгорании топлива, температура дымовых газов на выходе обычно может находиться в диапазоне от 175ºC (350ºF) до 260ºC (500ºF). Тем не менее, есть достаточно места для рекуперации части этого тепла, которое в противном случае «ушло бы вверх по стеку». Теплообменники могут использоваться для предварительного нагрева питательной воды котла (так называемые экономайзеры) или воздуха для горения (калориферы). Экономайзеры обычно повышают общую эффективность котла на три-четыре процента.

Разработчики и операторы экономайзеров должны учитывать возможные проблемы с коррозией, особенно при использовании топлива, содержащего серу. Влага, содержащая агрессивную серную кислоту, может конденсироваться на любых поверхностях теплообменника, температура точки росы которых ниже кислотной. Обычно это происходит вблизи входа воздуха для горения или питательной воды, которые необходимо нагреть.

Каждый котел имеет свой предел низкой температуры дымовых газов, который должен определяться индивидуально, если рассматривается дополнительный теплообмен. Поскольку температура дымовых газов ниже при более низких нагрузках, экономайзеры часто имеют некоторую форму управления байпасом, которая поддерживает температуру дымовых газов выше заданного минимума.

Конденсационные экономайзеры повышают эффективность утилизации тепла дымовых газов. Они охлаждают дымовые газы ниже точки росы. Таким образом, они утилизируют как явную теплоту дымовых газов, так и скрытую теплоту конденсирующейся влаги. В топливе может присутствовать некоторое количество влаги, но большая ее часть образуется при сгорании водородной составляющей топлива. (См. «Потери из-за влаги при сгорании водорода», стр. 2). Поскольку конденсация (и связанная с ней опасность коррозии) неизбежна, система теплообменника должна быть изготовлена ​​из материалов, не подверженных коррозии. В экономайзеры прямого контакта, вода распыляется непосредственно в дымовой газ. Полученная горячая вода собирается и используется после обработки для нейтрализации ее коррозионного потенциала. (Это случайное преимущество конденсации дымовых газов с прямым контактом: она удаляет частицы и кислые газы, такие как SO ₂ , из выхлопных газов.) С конденсационными экономайзерами общий КПД котла может превышать 90 процентов. (Тепловые насосы могут дополнять систему рекуперации тепла дымовых газов, дополнительно повышая эффективность рекуперации.)

Пример: Больница Hôpital du Sacré-Coeur de Montréal установила конденсационные экономайзеры прямого контакта. Утилизированное тепло использовалось для отопления помещений горячей водой, кондиционирования воздуха, стирки, горячего водоснабжения и приготовления пищи. Это позволило сэкономить 11 процентов природного газа и сократить ежегодные выбросы CO ₂ на 12 000 тонн.

Рекуперация тепла продувки

Ранее были рассмотрены некоторые способы ограничения объема продувки и потерь тепла. Теплообменники могут рекуперировать явное тепло от продувки, которое направляется в канализацию для нагрева подпиточной воды котлов и т.п.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОТЛА И РАЗМЕРЫ

Использование и размеры котловой системы подлежат рассмотрению, когда ее необходимо заменить или значительно модернизировать. Многие котельные, особенно те, которые используются для отопления помещений, сталкиваются с большими сезонными или другими колебаниями спроса. Эффективность, с которой котлы преобразуют энергию топлива в пар или горячую воду, резко падает при низкой нагрузке – когда выходная мощность падает ниже 40 процентов от максимальной номинальной мощности. Поэтому имеет смысл выбирать размеры котла в соответствии с изменяющимся спросом. Можно установить небольшой котел для работы с нагрузкой, близкой к полной, в периоды низкого спроса; один или два больших котла могли справиться с пиковыми нагрузками.

При оценке использования и размеров котельных систем учитывайте текущие и будущие потребности в отоплении и технологическом паре. Дополнительные возможности для повышения эффективности использования энергии могут быть обнаружены в ходе проверки технологического процесса и технологического оборудования.

Пример: Пенитенциарное учреждение Саскачевана установило два новых котла меньшего размера, рассчитанных на летнюю нагрузку (работают по отдельности) и на совместную работу зимой. Они заменили старые крупногабаритные котлы, которые большую часть года работали на малом огне. Это решение привело к повышению эффективности при более высокой скорострельности. Экономия газа по отношению к отапливаемым помещениям составила 17 процентов или 500 000 м ³ на сумму 75 000 долларов США в год. Выбросы CO ₂ соответственно снизились; новые горелки _x с низким уровнем выбросов оксидов азота сократили выбросы оксидов азота на 70 процентов.

КОМБИНИРОВАННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ – ТЭЦ

Старые, неэффективные котельные часто нуждаются в серьезной и дорогостоящей модернизации. В таких случаях, когда есть потребность как в электричестве, так и в отоплении, или когда электроэнергию можно выгодно продать, можно рассмотреть вопрос о когенерации – комбинированном производстве тепла и электроэнергии (ТЭЦ). В этом кроется самый большой потенциал систем ТЭЦ в Канаде – заменить тысячи небольших стареющих котлов по всей стране агрегатами, производящими как электроэнергию, так и тепло с большей эффективностью, чем если бы они производились отдельно.

ТЭЦ может потребоваться больше топлива и значительно больше капитала, чем необходимо просто для удовлетворения потребности в тепле. Но бонусом является электроэнергия, которую дает ТЭЦ при высоком тепловом КПД. Это означает, что общая энергия, электрическая и тепловая, поставляется по более низкой цене. Высокая общая энергоэффективность ТЭЦ (до 85 процентов), экологические преимущества ТЭЦ за счет сокращения выбросов CO ₂ и NO _x , а также продолжающееся дерегулирование канадского энергетического рынка стимулируют растущий интерес к этой быстро развивающейся технологии.

Блок ТЭЦ обычно состоит из первичного двигателя, такого как газовая турбина или поршневой двигатель, и парогенератора-утилизатора, который представляет собой тип котла. Первичный двигатель приводит в действие электрический генератор, а иногда и другое оборудование, например воздушные компрессоры. Его выхлоп через парогенератор обеспечивает пар для отопления или технологического использования. В настоящее время доступны когенерационные установки мощностью от нескольких киловатт до десятков мегаватт.

При оценке потенциального продукта ТЭЦ требуется информированный профессиональный совет.

ДРУГИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Для оптимизации производительности и повышения энергоэффективности котельной системы необходимо учитывать другие факторы. Некоторые из них требуют регулярного обслуживания и небольших улучшений; другие рассматриваются, когда требуется серьезное обновление.

Изоляция

Проверка системы котла может выявить, что изоляция котла и его системы трубопроводов не соответствует требованиям, нуждается в ремонте или вообще отсутствует.

Пример: Если только 10 фланцев не изолированы на 10-сантиметровой (диаметром 4 дюймов) трубе, по которой проходит пар с давлением 860 кПа (125 фунтов на кв. дюйм изб.), ежегодные потери тепла эквивалентны 2450 м ³ природного газа (стоимостью 370 долл. США) .

Пример: 3-метровая (10 футов) неизолированная 10-сантиметровая (4-дюймовая) паровая труба тратит более чем в два раза больше денег на пар в год, чем затраты на ее изоляцию. с минеральным волокном и алюминиевой оболочкой.

Потребности в отоплении

Снижение рабочего давления пара котлов до минимума, необходимого конечному потребителю, или снижение температуры жидкости в трубах жидкостных систем отопления может существенно повлиять на экономию энергии и количество образующихся парниковых газов. Эта экономия достигается за счет сжигания меньшего количества топлива в котле или нагревателе и снижения количества тепла, теряемого в системе трубопроводов.

Чтобы изменить рабочее давление или температуру жидкости в системе, убедитесь, что котел и конечные устройства могут работать при более низком давлении (температуре). Потенциальные экологические и долларовые сбережения заслуживают изучения.

Потери в системе распределения

В паровых системах конденсатоотводчики могут выходить из строя (в среднем) до 25 процентов времени. Утечка пара из трубопроводной арматуры, клапанов и ловушек может привести к большим потерям энергии. Также вода, вытекшая из системы, должна быть заменена, химически обработана и подогрета. Это менее очевидное, но все же дорогое последствие. Системы теплоносителя также сталкиваются с этой проблемой.

Пример: При выходе из строя одного 3,2-мм (номинального 1/8 дюйма) конденсатоотводчика в паровой системе с давлением 690 кПа (100 фунтов/кв. природный газ стоимостью 1700 долларов.

Убедитесь, что распределительный трубопровод имеет надлежащий размер. Трубы большого размера увеличивают капитальные затраты, затраты на техническое обслуживание и изоляцию, а также приводят к более высоким потерям тепла на поверхности. Трубы меньшего диаметра требуют более высокого давления и дополнительной энергии нагнетания, а также имеют более высокие уровни утечек.

Избыточный, устаревший трубопровод тратит энергию впустую: поскольку он поддерживается при той же температуре, что и остальная часть системы, потери тепла на длину трубы остаются прежними. Потери тепла от дополнительных трубопроводов увеличивают тепловую нагрузку помещения и, следовательно, потребности в вентиляции и кондиционировании воздуха. Кроме того, избыточные трубопроводы не получают достаточного обслуживания и внимания, что приводит к дополнительным потерям.

Неправильная деаэрация питательной воды котла

Пар с содержанием воздуха всего в один процент по объему может снизить эффективность теплообмена до 50 процентов. Обратите внимание на процесс деаэрации, а также на правильное функционирование вентиляционных отверстий.

Каскадное теплоснабжение

Предприятия с несколькими потребностями в отоплении могут иметь прекрасную возможность повысить общую энергоэффективность за счет каскадного теплоснабжения. Тепло, отводимое от одной части процесса, может быть использовано для нагрева другой. В то время как высокопотенциальное тепло, полученное от топлива, должно быть направлено на процесс, требующий самой высокой температуры, его теплота отработавших газов должна использоваться в более низкотемпературных приложениях. В конечном итоге отводимое тепло должно иметь самую низкую температуру, которая может быть достигнута с экономической точки зрения.