Совершенствование конструкции и организации технологического процесса секционных водогрейных котлов

Анализ опытных и расчетных данных по­зволяет дать следующие рекомендации по повышению эффективности работы котельных установок:

а). Повышение КПД водогрейных секционных котлов возможно за счет наращивания в допустимых пределах хвостовых теплообменных поверхностей при неизменной теплопроизводительности топки (например, для котлов типа «Энергия-3» увеличение указанных поверхностей теплообмена может быть не более 7%). Разновидностью такого способа повышения КПД секционных котлов, является их эксплуатация в режимах недогрузки на 10-20 % до номинала. Это положение противоречит классиче­ской теории теплогенерирующих устройств, утверждающей, что КПД равен максимуму при номинальной нагрузке. В этом состоит особенность секцион­ных водогрейных котлов, которую следует использовать в практике их экс­плуатации.

б). Характер зависимости приращения КПД секционных котлов при изменении площади теплообмена отражает экспонента, позволяющая оп­тимизировать количество секций для обеспечения наиболее экономично­го режима эксплуатации.

Чрезмерное увеличение количества секций водогрейного котла не дает существенного увеличе­ния КПД, но снизит технико-экономические показатели за счет возрастания эксплуатационных расходов и капитальных вложений. Особенно заметно проявляется такая закономерность при переувлажненном низкокачественном топливе. В данном случае одновременно снижаются и экологические характеристики выбросов.

в) Газификация котельных без их реконструк­ции и замены устаревшего оборудования, как установлено аудитом, ведет к снижению технико-экономических и некоторых экологических характери­стик теплогенераторов. Этот негативный эффект объясняется следующими причинами:

- исполь­зование газового топлива вызывает интенсификацию тепловыделения и по­вышение температурного фона в топке, что становится причиной активиза­ции коррозионных процессов на внешних теплообменных поверхностях;

- при повышении начальной температуры горячего теплоносителя и неизменной поверхности теплообмена естественно возрастает температура уходящих дымовых газов, что ведет к относительному возрастанию теплопотерь и сни­жению КПД.

Более жесткий температурный режим газовых топок интенси­фицирует процесс образования накипи, особенно при низком качестве котло­вой воды. При этом теплопотери с дымовыми газами возрастают, повышается тепловое загрязнение окружаю­щей среды и ингредиентное, поскольку возрастает расход топлива для под­держания мощностного режима.

Наблюдения за работой котлов типа ТВГ-4 (топливо-природный газ, система закрытая, химводоочистка) позволили установить, что к концу отопительного сезона (апрель) температура уходящих газов при номи­нальном режиме повысилась по сравнению с началом сезона (октябрь) в среднем на 36...40°С только за счет ухудшения функционирования поверх­ностей теплообмена, обусловленного отложением накипи на внутренних по­верхностях котельных труб. За счет такого повышения температуры уходящих газов КПД котлов снизился примерно на 2,5%.

д) Расчеты показывают, что традиционные энергосберегающие способы не могут конкурировать с энергосберегающим эффектом, получаемым за счет утилизации отбросной теплоты газовых котельных с использованием кон­тактных теплообменников, однако в теплоэнергетике АПК этот способ пока не используется.

е) Замена легкой обмуровки котлов малой мощности из традиционных ма­териалов (l > 0,06 Вт/м^.К) позволит снизить теплопотери в окружающую среду за счет теплоотдачи с наружных нагретых поверхностей в 1,5...2 раза, что повысит общий КПД котельной на 1,5...2,5%. Для этого необходимо пе­реходить на современные теплоизолирующие материалы, имеющие коэффициент теплопроводности l £ 0,03 Вт/м^.К.

ж) Примерно 1% роста КПД котельных установок способен обеспечить воздухозабор (для подачи в топку) из верхних горизонтов помещения котельной за счет регенерации тепла, потерянного на наружное охлаждение котлоагрегата. Температура воздуха в верхних слоях помещения отличается от средней на 8... 10^оС, а иногда и более (в зависимости от высоты перекрытия, мощности котельной, качества обмуровки котлов и других факторов).

и) Существенного энергосберегающего эффекта можно достигнуть при эксплуатации котельных малой и средней мощности за счет внедрения планово-предупредительной системы технического обслуживания оборудова­ния.

В процессе сезонного обслуживания системы необходимо произвести обследование характера отложений и осуще­ствить при необходимости за счет промывки химрастворами их частичное уда­ление с поверхностей теплопроводов и отопительных приборов. Объем работ и стоимость их при этом будут значительно ниже, чем ремонт котлов, очистка магистралей и отопительных приборов при одном контуре циркуляции, а пе­риодичность операций станет реже в 2... 3 раза за счет снижения интенсивности отложений в обоих контурах циркуляции.

Для реализации планово-предупредительной системы технического обслуживания котельной установки необходимо преду­смотреть (при проектировании) резервный котел, обеспечить оперативный контроль за состоянием поверхностей теплообмена всего парка котлов (на­пример, по температуре уходящих газов), и выводить периодически котлы из эксплуатации для технического обслуживания во время отопительного пе­риода, компенсируя недостаток мощности за счет резервного.

Все указанные мероприятия возможно осуществить лишь при наличии высококвалифицирован­ного обслуживающего персонала систем теплоснабжения.

В настоящее время актуальной становится задача по созданию научно-обоснованной системы технического обслуживания инженерного оборудова­ния систем теплоснабжения агропромышленного комплекса (от диагностики до определения оптимальной периодичности обслуживающих воздействий по составным элементам).

В современных условиях, когда эксплуатация систем сельского тепло­снабжения в основном сводится к устранению последствий аварий, следую­щих одна за другой, по причинам изношенности оборудования и отсутствия стабильной планово-предупредительной системы технического обслужива­ния, переход к плановому обслуживанию оборудования в соответствии с научно-обоснованной периодичностью и комплексом воздействий обеспечит существенное повышение технико-экономических и экологических характе­реристик функционирования систем теплоснабжения в АПК, энерго- и ресур­сосбережение в отрасли.