Страница 4: Технические решения по использованию утилизаторов в котельных малой мощности (54158)

Таблица 6

Теплобалансовый расчет по возможным потребителям теплоты КТАНа в котельной с чисто паровой нагрузкой при расчетном режиме

В водогрейных и пароводогрейных котельных, работающих в закрытых системах теплоснабжения, а также в чисто паровых котельных, КТАНы недогружены. Процент недогрузки колеблется в широких пределах в зависимости от условий работы котельной и лежит в пределах от 20 до 70 %. В подобных случаях рекомендуется устанавливать КТАНы меньшего типоразмера, соответствующие имеющейся тепловой нагрузке, или установку КТАНов не за всеми котлами с возможностью переключения с одного котла на другой.

Возможные схемы подключения КТАНов по воде представлены на рис. 4.

Принципиальная схема котельной с установленным КТАНом и контактным подогревателем дутьевого воздуха приведена на рис. 5.

Горячие газы от котла поступают в КТАНы, где подогреваются химочищенная и исходная вода в трубах активной насадки. Охлажденные дымовые газы дымососом направляются в дымовую трубу. Для исключения образования конденсата в дымовой трубе и подводящем борове имеется частичный перепуск газов по обводному газоходу. Подогретая орошающая вода из КТАНа направляется в контактный воздухоподогреватель для подогрева дутьевого воздуха котла. Охлажденная в воздухоподогревателе орошающая вода направляется насосом на орошение в КТАН. Избыток воды за счет конденсации влаги из дымовых газов направляется в сборный бак.

По требованиям водоподготовительного цикла котельной подогрев исходной воды перед водоподготовительной установкой производится до 20 °С. В нижней части насадки КТАНа осуществляется подогрев исходной воды от 5 до 20 °С, а в верхней части подогрев химочищенной воды от 20 до 50 °С.

В водогрейных котельных, работающих в закрытых системах теплоснабжения, расход теплоты на подогрев подпиточной воды составляет около 30 % от возможной теплопроизводительности КТАНа в среднеотопительном режиме и всего 14-17 % в расчетном режиме. Для этих котельных целесообразна установка воздухоподогревателей для нагрева дутьевого воздуха котлов. Подогрев в расчетном режиме дутьевого воздуха до 30 ºС позволяет использовать около 20 % теплоты, получаемой в КТАНе-утилизаторе. В среднеотопительном режиме этот процент снижается до 15 %.

Рис. 4. Схемы включения КТАНов:

а - в котельной с централизованной системой горячего водоснабжения; б - в котельной для открытой или закрытой систем теплоснабжения; в - подключение воздухоподогревателя

Рис. 5. Принципиальная схема установки КТАНов в котельной:

1 - котел; 2 - контактный воздухоподогреватель; 3 - КТАН; 4 - вентилятор; 5 - дымосос; 6 - насос орошения КТАНа; 7 - насос орошения воздухоподогревателя; 8 - бак орошающей воды; 9 - регулирующий клапан

Суммарная нагрузка КТАНов в водогрейных котельных, работающих в закрытых системах теплоснабжения, составляет 35-50 % от возможной теплопроизводительности в зависимости от режима работы котельной.

В котельных, работающих в закрытых системах теплоснабжения, часть утилизированного тепла может быть использована для подогрева обратной сетевой воды в системе теплоснабжения.

Однако в КТАНах подогрев обратной сетевой воды нецелесообразен, так как в течение отопительного сезона температура ее выше или сравнима с максимально возможной температурой подогрева воды в КТАНе.

Разработанный типоряд КТАНов позволяет использовать эту конструкцию в широком диапазоне мощностей за котлами теплопроизводительностью 0,23-116,3 МВт, но эта конструкция нуждается в дополнительной экспериментальной проверке.

Расчетные данные по годовой экономической эффективности для КТАНов, устанавливаемых за водогрейными и паровыми котлами, приведены в табл. 7. Согласно расчетам, окупаемость капиталовложений находится в пределах 1-3 лет в зависимости от мощности котла. Себестоимость тепловой энергии в 5-10 раз ниже, чем при выработке из котельной. Годовой экономический эффект выше для паровых котельных вследствие большой продолжительности работы котлов в течение года.

В последнее время значительное внимание уделяется разработке мероприятий по утилизации теплоты дымовых газов для котельных мощностью свыше 116,3 МВт. Для средних мощностей преимущественно предлагается использовать подогреватели воды и воздуха. Разработка проектно-конструкторских решений проводилась ВНИПИэнергопромом (Украинское, Бакинское отделения), МИНХ им. Г. В. Плеханова.

В рассматриваемых решениях в зависимости от конкретных условий может быть увеличен коэффициент использования топлива на 4-12 % по сравнению с установками без утилизации теплоты уходящих газов.

В основном, технические решения основаны на применении контактных охладителей уходящих газов и контактных воздухоподогревателей.

Схема утилизации теплоты уходящих дымовых газов для открытой и закрытой систем теплоснабжения с котлами КВГМ-180 приведена на рис. 6. На рис. 6, а уходящие дымовые газы охлаждаются в контактном теплообменнике 3 до 52 °С. Орошающая вода циркулирует в замкнутом контуре, отдавая теплоту в воздухоподогревателе 5 и охлаждаясь от 67,2 до 10 ºС. В калорифере 6 производится догрев воздуха на 3-5 ºС выше точки росы. С целью более полной утилизации теплоты уходящих газов часть воды из циркуляционного контура проходит через водоводяной теплообменник 4, в котором осуществляется подогрев подпиточной воды с 5 до 52 °С.

Таблица 7

Расчетная годовая экономическая эффективность установки КТАНов (данные Латгипропрома)