Энергосбережение для котельных малой мощности

Актуальность

Котельная является источником теплоснабжения для жилых, общественных, административных зданий и детских учреждений городов и поселков.

Повышение технического уровня систем теплоснабжения является стратегической задачей развития современной энергетики в России. Достигнуть её можно путём эффективного использования энергосберегающего оборудования. Применение высокоэффективных технологий приводит к немедленному сокращению потерь теплоты и расхода топлива.

Главным показателем энергетической эффективности котельной является КПД, который учитывает потери топлива и теплоты при производстве и отпуске, а также затраты электроэнергии на привод механизмов. Достигнуть более высоких значений данного показателя возможно благодаря энергосберегающим мероприятиям.

Важной частью правильной работы котельной является соблюдение водо-химического режима тепловых сетей. Коррозия трубопроводов приводит к ухудшению процессов теплообмена и дополнительному расходу энергии. Загрязнение сетевой воды отложениями и продуктами коррозии влечёт за собой колоссальный рост энергозатрат на транспортировку тепла.

Проблемы энергосбережения

Энергосбережение напрямую зависит от рационального использования существующих энергоресурсов.

Процесс энергосбережения предполагает реализацию организационных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование и экономное расходование топливно-энергетических ресурсов. Применение технологий энергосбережения актуально сегодня во всех сферах человеческой жизнедеятельности: не только в промышленности, но и в быту.

Можно выделить следующие направления энергосбережения:

• Экономия электричества.
• Экономия тепла.
• Экономия воды.
• Экономия газа.
• Экономия моторного топлива.

Для повышения эффективности систем теплоснабжения первостепенно интегрирование наиболее современного теплогенерирующего оборудования и снижение утечек теплоносителя. Внедряется использование вторичных энергоресурсов, систем локального регулирования работы отопительных приборов и узлов учета тепловой энергии.

Мероприятия по экономии воды и газа начинаются с установки приборов учета их потребления. Для экономии воды монтируются автоматические регуляторы ее расхода, а для экономии газа подбирается оптимальная мощность газового насоса и котла, морально устаревшие топливные котлы заменяются на новые.

Вопросы применения технологий энергосбережения должны решаться комплексно, именно такой подход дает максимальный эффект и позволяет снизить энергопотребление на 20-60%.

Этот технологический комплекс, направленный на экономию всех видов энергоресурсов, складывается из следующих общих направлений:

• применения эффективных теплоизоляционных материалов;
• использования тепла уходящих газов;
• применения современных газогорелочных систем;
• автоматизации процессов учета и регулирования потребления энергоресурсов.

Особую актуальность внедрение энергосберегающих технологий приобретает на фоне непрерывного роста стоимости электричества, нефти, газа.

Современные мероприятия и способы решения проблемы энергосбережения

Современные мероприятия полностью совпадают с мероприятиями по энергосбережению в теплогенерирующих установках и включают в себя: увеличение КПД котельных установок, экономию топлива, снижение потерь теплоты, качественную подготовку воды для питания паровых котельных агрегатов и подпитки теплосе­ти, снижение присосов в топку и газоходы, работа по режимной карте и температурному графику с наименьшим коэффициентом избытка воздуха, проведение режимно-наладочных испытаний, автоматизация процессов горения топлива и питания котельных агрегатов и другие.

Сравнение технико-экономических показателей следует производить по приведенным затратам: экономически целесообразным признается вариант с наименьшими приведенными затратами, а при равных приведенных затратах предпочтение отдается варианту с наименьшими, капитальными вложениями (или сметной стоимостью).

Предлагаемые в монографии методики расчета тепловых схем котельных позволяют, задаваясь определенными параметрами, получать параметры различного уровня: требуемую или необходимую температуру любого теплоносителя (воды или пара), расход теплоносителя, расход топлива и тем самым выбрать наиболее экономичный и энергосберегающий вариант работы котельной. Разработанные методики обладают новизной и оригинальностью и поэтому являются перспективным для использования в информационно-измерительных системах, компьютерных технологиях и программах.

Кроме того, для экономии тепловой и электрической энергии в котельных установках могут быть использованы комбинированные пароводогрейные агрегаты, контактные теплообменники, различные схемы циркуляции теплоносителя для собственных нужд котельной.

В котельных с пароводогрейными котлами от одного агрегата получают два теплоносителя: пар и воду с разными параметрами (давлением и температурой), что позволяет сократить число устанавливаемых котлов и вспомогательного оборудования.

Общее количество работающих комбинированных котлов для максимально-зимнего режима выбирается из расчета, что один или два комбинированных котла переводятся в чисто водогрейный режим работы, а остальные котлы покрывают всю паровую и часть водогрейной нагрузки. В некоторых проектах котельных с водогрейными котлами предусмотрена шунтирующая линия, где устанавливается дроссельная шайба, для выравнивания гидравлических сопротивлений и другие мероприятия.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Рассмотрим эффективность работы котельной ТКУ-480БВ с используемыми приборами учета и регулирования энергоресурсов. Благодаря контролю приборов мы можем точно знать сколько затрачиваем энергоресурсов.

Рис. Исследуемая котельная

Описание блочной котельной ТКУ-480БВ:

1. Котел водогрейный – 3шт.
2. Сетевые насосы – 2шт.
3. Подпиточные насосы – 1шт.
4. Установка химводоподготовки – 1шт.
5. Фильтр грубой очистки – 1шт.
6. Узел учета газа (счетчик газа, электромагнитный клапан) – 1шт
7. Электрощит – 1шт.
8. Водяной подогреватель – 1шт.

Технико-экономический расчет с использованием приборов контроля и учета энергоресурсов.

Затраты на оборудование составляют:

З_об=2 032 253 руб.

Затраты на проектирование с учетом зарплаты проектировщика:

З_пр=1,3*З_ит =1,3* 2 135 337=2 775 938 руб.

Затраты на пуско-наладочныеработы:

З_пнр=1,4*З_ит=1,4*2 135 337=2 989 471 руб.

Итого инвестиционные вложения:

З_и=З_ит+З_пр+З_пнр =2 135 337+2 775 938+2 989 471= 7 900 746 руб.

Затраты на топливо:

З_т=G_т*Ц_т*Т_г=35,1* 5,73* 8760 = 1 758 762,72 руб.

G_т – расход топлива (учитывается 3 котла), 35,1 м3 /ч;

Ц_т – цена за природный газ 5,73 руб./ м3 ;

Т_г – годовой фонд рабочего времени 8760 ч.

Затраты на электроэнергию:

З_э=N_об*Ц_эл.эн.*Т_г=10* 4,46* 8760=390 696 руб.

N_об – мощность оборудования (учитывается установленная мощность котельной), 10 кВт;

Ц_эл.эн. – цена за электроэнергию 4,46 руб./кВт∙ч;

Т_г – годовой фонд рабочего времени 8760 ч.

Затраты на покупку воды:

З_в=G_в*Ц_в*Т_г = 5,73* 37,94* 8760 = 1 904 390,7 руб.

G_в - расход воды(учитываются два котла и водоподогреватель), 5,73 м3 /ч;

Ц_в - цена на покупку воды 37,94 руб/м3;

Т_г – годовой фонд рабочего времени 8760 ч.

Затраты на заработную плату (с учетом двух работников):

З_з= 2*25000*12 = 600 000 руб.

Ч – численность персонала;

З – заработная плата.

Затраты на страховые взносы:

Принимаются равными от 30,5% от З_э.

З_страх= 600 000* 0,305 =183 000 руб.

Амортизация основных фондов:

Принимаются равными от 7-10% от З_ит.

А=2 135 337*0,07= 149 473,59 руб.

Прочие затраты:

Принимаются равными от 10% от З_т,З_э,З_в,З_з,З_страх.

З_п=4 836 849,42 *0,1= 483 684,942 руб.

Сумма эксплуатационных затрат:

З_экспл=З_т+З_эл+З_в+З_з+З_страх+А+З_п=5 470 007,952 руб.

Прибыль за горячую воду:

З_гв= 5,73*43,44*8760 = 2 180 462,112 руб.

З_дгв= 2 180 462,112-1 904 390,7= 276 071,412 руб/год.

Прибыль за тепло:

З_тепла= G_тепла* Ц_тепла* Т_г= 0,258*1993,38*4872=2 505 630,8 руб/год.

G_тепла - Номинальная теплопроизводительность, 0,258 Гкал/ч;

Ц_тепла - цена на покупку тепла 1993,38 руб/Гкал;

Т_г – годовой фонд рабочего времени 4872 ч.

Общая прибыль за год:

2 781 702,212 руб/год

Срок окупаемости:

5 470 007,952 /2 781 702,212= 1,96 года.

Вывод

Повышения энергоэффективности важно организовать четкое взаимодействие с бизнес-сообществом, а также задействовать человеческий фактор, обеспечив информационную и образовательную поддержку мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности использования топливно-энергетических ресурсов на международном, федеральном, региональном и муниципальном уровнях.

В условиях сложившихся темпов развития научно-технического прогресса в мире если не провести настоящей реформы в энергетике страны, то в ближайшем будущем ТЭК окажется тормозом ее развития. Объемы производства топливно-энергетических ресурсов смогут обеспечить лишь внутренние потребности страны. В этом случае экспорт этих энергоресурсов из России должен быть практически прекращен с потерей внешних рынков, валютного дохода и источников финансирования отечественной промышленности.