Энергетическая эффективность бойлерной установки

Фото бойлерной установки

Бойлерная установка предназначена для осуществления снабжения потребителей и собственных нужд тепловой энергией в виде горячей воды для  отопления и горячего водоснабжения.

Бойлерная установка состоит из подогревателей сетевой воды, сетевых насосов, обеспечивающих циркуляцию воды в теплосети, насосов откачивающих конденсат греющего пара, трубопроводов сетевой воды, греющего пара, конденсата греющего пара, отсоса воздуха и дренажных трубопроводов. Дополнительно, по требованиям конкретного технологического процесса устанавливаются охладитель конденсата и охладитель выпара.

Энергетическая эффективность бойлерной установки достигается посредствам установки нового, современного технологического оборудования.

Установка современных подогревателей сетевой воды типа ПСВ-550-0,3(1,4)-2,5 ЦКТИ-УрФУ, имеющих ряд энергоэффективных решений за счет своей новой конструкции, по сравнению с серийно выпускаемыми бойлерами.

Новая конструкция обеспечивает повышенные тепловой эффективности на 15-20 % по сравнению с ранее выпускаемыми подогревателями сетевой воды.

Установка сетевых и конденсатных насосов с торцевыми уплотнениями, производства ведущей в данном направлении российской компании – ООО НПЦ «АНОД», г. Нижний Новгород.  Эксплуатация модернизированных насосов с торцевыми уплотнениями минимизирует утечку перекачиваемой среды в окружающее пространство и подсос воздуха в агрегаты, тем самым сокращая расход топливных ресурсов на 15-25%.

Оснащение приводов сетевых и конденсатных насосов, системами управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя (ЧРП). Ввиду переменной загрузки насосных агрегатов бойлерной установки регулирование скорости вращения электродвигателя – наиболее эффективный способ управления производительностью насосов и, следовательно, их энергопотреблением. К преимуществам ЧРП помимо энергосбережения относятся: уменьшение износа основного оборудования за счет плавных пусков, устранение гидравлических ударов, снижение шума.

Работа электродвигателей насосов через систему частотного регулирования позволяется сократить расход электрической энергии на 30-40%.

Для откачки конденсата из охладителя выпара используются два насосных агрегата консольного типа с Р = 3,0 кгс/см2 и Q = 15 – 30 т/час. Насосы включаются от сигнала поплавкового датчика уровня и, поэтому, имеют низко периодический режим работы.

После окончания монтажа, все элементы трубопроводов и арматуры, а также подогреватели сетевой воды, защищаются напыляемой керамической тепловой изоляцией «АСТРАТЕК».

Борьба за энергоэффективность на ТЭЦ

Фото трубопровода сетевой воды

На фото — трубопровод сетевой воды Ду500.

Как повысить энергетическую эффективность на ТЭЦ?

Заделать все свищи в трубопроводах!

Повышения энергоэффективности ТЭЦ

Энергоэффективность по конденсату

Один из показателей энергоэффективности ТЭЦ. Официальный.

«Увеличение потерь конденсата на станции на 1% приводит к перерасходу 2500 тут по станции за год. Потеря 1 тонны конденсата по станции приводит к перерасходу 60 кг условного топлива».

Ранее, в статье «Энергоэффективность насосов КсВ» описывался один из способов уменьшения потерь конденсата на ТЭЦ.

Энергоэффективность подогревателя

Энергоэффективность подогревателя

На тепловых электростанциях вода с помощью энергии сжигаемого топлива в котле нагревается до  состояния водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединенную с  генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую, часть пара  отбирается от турбоагрегата и с помощью подогревателя высокого давления, дополнительно подогревает питательную воду, поступающую в котел, тем самым увеличивая КПД цикла производства. 

Таким образом, основным показателем характеризующим более высокий коэффициент полезного использования топливо-энергетических ресурсов при работе ПВД, является расход энергоресурсов (природного газа) котлом станции.

В связи с наличием многочисленных дефектов в эксплуатируемых с советских времен ПВД, недогрев питательной после подогревателей воды составляет, примерно, 6,8 °С.

Неэффективный нагрев питательной воды происходит также из-за устаревшей конструкции трубной  системы подогревателей. С 1972 г. ТКЗ «Красный котельщик» перешел на изготовление модернизированных ПВД типа ПВ. Более современные подогреватели марки ПВ предусматривают  повышение надежности и экономичности ПВД усовершенствованием их конструкции, в частности изменением  конструкции теплообменника с п-образной системы труб на спиральный змеевик, а также увеличением  диаметра трубок теплообменника с 16 мм  до 32 мм. Данные мероприятия по модернизации конструкции ПВД  позволили снизить скорость питательной воды в теплообменнике от 2,5-3 м/с, имевшим место перед  модернизацией, до значений 1,6-1,8 м/с, что позволило повысить эффективность нагрева воды и снизить расход пара соответственно. Также, в результате снижения скорости воды в трубах теплообменной  поверхности уменьшилось гидравлическое сопротивление подогревателей.

Исходя из выше перечисленного приведем данные, показывающие энергетическую эффективность мероприятия по замене устаревших подогревателей на более современные ПВ-425-230-25-4.

Исходные данные:

— фактическая средняя температура питательной воды за ПВД — 231,5 °С;

— нормативная температура питательной воды за ПВД — 238,3 °С;

— недогрев питательной после ПВД воды — 6 ,8 °С;

— расход питательной воды через ПВД — 367,4 т/ч;

— рабочее давление питательной воды, номинальное — 19,1 МПа;

— температура питательной воды на выходе  — 181,6 °С;

— количество часов в работе ПВД в 2015г. — 7562 ч; .

Расчетные данные:

— количество теплоты (удельная теплоемкость) требуемое на нагрев воды на 1 градус, при температуре воды 181,6 °С и давлении 19,1 МПа — 4276 Дж/кг° С;

— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т/ч на 1 градус за 1 час —  1571002400 Дж/°С;

— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т на 6,8 °С за 1 час  —  10682816320 Дж;

— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т на 6,8°С за 7562 ч. —  80783457МДж;

 — 80783457 МДж = 2756 тут;

Итого, за тридцати летний срок службы подогревателя ПВ-425-230-25-4, при работе агрегата по 7562 часов в год снижение потребления ТЭР позволяет получить:

— экономию тонн условного топлива — более 82680 тут.

Энергоэффективность насосов КсВ

Потери конденсата на ТЭЦ

Конденсатные насосы используются на ТЭС для подачи воды из конденсатора в деаэратор. Производительность конденсатного насоса определяется максимальным расходом конденсата турбины. Для обеспечения надежной работы турбины конденсатные насосы устанавливаются в количестве не менее 2-ух, при этом один из агрегатов находится в работе, второй в горячем резерве.

Основным показателем, характеризующим коэффициент полезного использования топливно-энергетических ресурсов при работе конденсатных насосов, является величина утечки воды через уплотнения конденсатного насоса.

При работе конденсатных насосов увеличиваются зазоры посадочного места подшипникового узла, что способствует быстрому выходу из строя и разрушению вновь установленных подшипников, увеличенному износу сепараторов. Помимо изношенности, применяемые устаревшие конденсатные насосы с сальниковыми уплотнениями характеризуются высокими утечками воды через уплотнения. Установка и эксплуатация модернизированных насосов с торцевыми уплотнениями минимизирует утечку среды в окружающее пространство и подсос воздуха в конденсатор, тем самым сокращая расход топливных ресурсов.

Паспортные данные о максимальных утечках конденсата через концевые уплотнения вала для двух типов уплотнений насосов:

— при работе насоса на сальниковом уплотнении свыше 0,05 м3/ч (50 л/ч), при этом утечка не поддается регулированию поджатием или заменой сальниковой набивки;

— при работе на торцовом уплотнении свыше 5·10-4 м3/ч (0,5 л/ч).

Таким образом, установка насосов с торцовым уплотнением является энергетически эффективным мероприятием, так как увеличение потерь конденсата по ТЭС на 1%  приводит к перерасходу 2500 тут по станции за год. Потеря 1 тонны конденсата по станции приводит к перерасходу 60 кг условного топлива.