Главная >  Документация 

 

В системах централизованного теплоснабжения (сцт) россии традиционно применяется качественное регулирование. в чистом виде это означает, что расход циркулирующей в системе воды остается постоянным в т. Я.М. Щелоков

 

Мазут обладает рядом несомненных качеств как топливо:

 

1. Высокая теплотворность -9500 ккал/кг.

 

2. Малое содержание золы -0,3-0,5%.

 

3. Возможность получения светящегося пламени, обеспечивающего высокий радиационный теплообмен в топочном пространстве.

 

4. Возможность организации при определенных условиях, его сжигание в малых по габаритам топках.

 

Но мазут, как топливо, имеет ряд серьезных недостатков:

 

1. Нестабильный состав каждой партии мазута - от близкого к нефти до преимущественно в виде высоковязких крекинг-остатков. В последнем случае быстро закоксовываются форсунки, затягивается процесс горения.

 

2. Повышенные требования к технике безопасности. Например, температура вспышки не выше 100-120°С.

 

3. Высокое содержание серы, около 3,5%>

 

4. Высокая температура застывания +(25-30 °С).

 

5. Высокая цена, особенно в последнее время.

 

Но, на наш взгляд, наиболее существенные недостатки мазута следующие: неудобство в эксплуатации, вызванное многоступенчатостью в подготовке мазута к использованию: разогрев, слив, организация хранения без расслоения на мазут и воду, разогрев и перемешивание в баках, транспортировка по трубопроводам, дополнительный подогрев перед форсунками, распыл, сжигание, предотвращение коррозионных процессов в котлах и экологических последствий по составу выбросов в атмосферу и по сливу замазученных вод, обеспечение требований техники безопасности. И по каждому этапу подготовки и использования должно быть обеспечено высокое качество исполнения. Это требование не допускает исключений.

 

Высокозатратный механизм использования мазута:

 

- только норматив тепловых потерь на собственные нужды более 10% (у природного газа - 3%);

 

- затраты электроэнергии на перекачку;

 

- дополнительный персонал на слив мазута, организацию его хранения и т.д.;

 

- повышенные температуры для дымовых газов за котлом, для снижения их коррозионной активности и др.

 

То есть мазут требует к себе ответственного, квалифицированного и трезвого отношения на всех этапах его использования.

 

Подготовка мазута к сжиганию

 

Подготовка мазута к использованию начинается с одной из самых важных операций - разогрев его в цистернах и слив для хранения. Разогрев в этом случае производится подачей свежего пара в слой мазута с помощью штанг или гибких металлических рукавов. При этом происходят большие утечки пара и обводнение мазута. Причем основная часть влаги попадает в мазут в период зачистки цистерн. За это время мазут обводняется на 2-4,5%. Основные показатели работы устройств при разогреве мазута марки М-100 свежим паром с параметрами 12 ати и 280 °С (объем цистерны 50 м3, температура воздуха-10 °С):

 

- Обеспечение оптимальной температуры для слива не ниже 60 °С при общем расходе пара на цистерну около 2,7 тонны при продолжительности слива - 5,5 часов.

 

В случае применения пара с более низкими параметрами его расход увеличивается на 15-20%.

 

В этом случае большую часть топлива до начала зачистки цистерны рекомендуется сливать в основные мазутные резервуары. А обводненный мазут при зачистке цистерны сливать в специальный промежуточный бак. В этом случае количество конденсата, подаваемого с топливом в основные мазутные резервуары, можно сократить в 2-5 раз, т.е. уменьшить обводненность до 0,5-1,0%. Такое разделение топлива по влажности позволит дифференцирование подойти к вопросу организации его сжигания. Вода в мазуте влияет на эффективность его использования. В случае подачи в форсунки плохо перемешанного обводненного мазута наблюдаются пульсации горения, которые приводят и к срыву пламени. Наблюдается также перерасход топлива за счет недожога.

 

Вместе с тем при сжигании мазута с хорошо диспергированной в нем водой, при ее содержании 5-10% и даже более, усиливается эффективность распыливания, повышается устойчивость горения, снижается содержание вредных выбросов (оксиды азота, углерода и др). Поэтому при подготовке мазута к сжиганию следует обеспечить:

 

- невысокое (до 3%) содержание воды в мазуте;

 

- глубокое перемешивание воды с мазутом;

 

- необходимые температуры подогрева мазута.

 

О снижении содержания воды было сказано выше. При невысокой степени обводнения необходимое перемешивание мазута можно обеспечить при реализации циркуляционного его подогрева. В этом случае топливо из резервуара подается насосом в специальный внешний подогреватель и затем подогретым возвращается в резервуар. При наличии подогревателей внутри бака, как правило, достаточна организация рециркуляция мазута в баке перед подачей его к форсункам.

 

Желателен дополнительный подогрев мазута перед форсунками, особенно при механическом распыливании. Но при этом следует следить за тем, чтобы трубы теплообменника обеспечивали необходимую паровую плотность, для избежания дополнительного обводнения мазута.

 

Параметры температурного режима при подогреве мазута приведены в табл.1.

 

На всех этапах подготовки мазута должна быть обеспечена возможность замера и контроля его температуры.

 

Мазутопроводы

 

Для исключения забивания мазугопроводов и особенно форсунок следует предусматривать установку фильтров грубой и тонкой очистки. Должен быть обеспечен 100% запас по их пропускной способности.

 

Размеры подводящих мазутопроводов зависят от расхода топлива (см. табл. 2).

 

При расчете подводящих паре- и воздухопроводов рекомендуется принимать следующие скорости движения среды (м/с): для насыщенного пара 20-30, перегретого пара 30-60, вентиляторного и компрессорного воздуха - соответственно 10-15 и 15-20.

 

Трубопроводы мазута прокладываются со спутниками-паропроводами в одной изоляции. Обязательно предусматривать возможность продувки мазутопроводов паром.

 

Сжигание мазута

 

Температурные параметры мазута перед его сжиганием указаны в табл.1. В котлах для распыла мазута используются паровые (паромеханические) или механические форсунки. Какие требования по их выбору?

 

В настоящее время на котлах чаще всего предусматривается установка механических форсунок. Минимально допустимое давление мазута перед ними - 18 атм. В табл.3 приводятся необходимые размеры сопла форсунки в зависимости от расхода мазута (давление мазута 18 атм).

 

Диаметр выходного сечения мазутного сопла следует принимать во избежание засорения и закоксовывания не менее 3 мм, даже если по расчету получено меньшее значение. То есть все форсунки с расходом менее 500-550 кг/ч должны иметь сопло не менее 3 мм диаметром, и следовательно должны быть по своей конструкции паромехаиическими или паровыми с расходом пара до 10% от расхода мазута. Скорость мазута из сопла должна быть около 60-80 м/с. В случае применения на водогрейных котлах паромеханических форсунок следует максимально ограничивать расход пара для избежания сернистой коррозии экранных труб.

 

Из табл. 3 видно также, что при изменении диаметра сопла на 0,5 мм расход мазута увеличивается с 500 до 680 кг/ч, то есть почти на 40%. Поэтому необходима обязательная тарировка форсунок на стенде при подаче воды, что позволяет:

 

- подобрать форсунки, одинаковые по расходу;

 

- обеспечить визуальное качество распыления;

 

-определить угол раскрытия факела;

 

- обеспечить соответствие расхода топлива через форсунку требуемому по параметрам горелки (котла).

 

Скорость воздуха в горелке должна быть около 40 м/с. В этом случае удается избежать химического недожога. Целесообразно при этом обеспечивать высокую степень турбулентности воздушного потока из горелки (применение лопаточных аппаратов). В этом случае обеспечивается отсутствие механического недожога. Целесообразен также и подогрев воздуха до температуры 15б-200°С.

 

Для горелок с расходом мазута 450 - 550 кг/ч длина факела в топке не должна превышать 2,5 м. Если длина факела больше, следует искать причину (распыл плохой, форсунка нетарированная и т.д.). Допускается увеличение визуальной длины факела примерно на 1 м на каждые 200 кг/ч роста расхода топлива через горелку. Мазутный факел не должен ударять в обмуровку и тем более в поверхности нагрева. Это недопустимо.

 

На мазутных котлах обязательно необходимо обеспечить безнакипный режим работы котлов за счет умягчения воды или обработки ее антинакипином СК-110. Одно только это позволяет снизить расход топлива на 20-25%, сократить объем ремонтных работ.

 

Если на мазутном котле имеются конвективные поверхности нагрева, воздухоподогреватель, то температура уходящих газов не должна быть ниже155- 160 °С с целью избежания сернокислотной коррозии. Недопустимы локальные переохлаждения труб, металлической обмуровки и тд. за счет приео-сов холодного воздуха в газоход и т.п. В этих местах неизбежны коррозионные повреждения.

 

Заключение

 

В советское время мазут был нормативно (в СНиП, ОСТ, ГОСТ) прописан как основное, резервное, аварийное, технологическое топливо. В результате появилось большое число объектов, где мазут был единственным и незаменимым топливом. Что и пытаются многие сохранить до сих пор. Но ситуация в корне изменилась:

 

-цена на мазут в 3-5 раз выше средней по топливам;

 

-мазут не распределяется, а приобретается на т.н. рынке;

 

- использование его становится многозатратным (большие собственные нужды, высокое содержание серы и т.д.).

 

Поэтому мазут практически по всем своим параметрам не отвечает требованиям, которые должно обеспечивать одновременно основное и резервное топливо. Отсюда следует:

 

- эксплуатация теплоисточников, на которых мазут и основное и резервное топливо не может быть надежной с точки зрения исключения чрезвычайных ситуаций;

 

- мазут теперь сам требует наличия резервного топлива, а в отдельных случаях и полной его замены на местные виды топлив.

 

В табл. 4 для сравнения приведены примерные показатели работы водогрейной котельной с котлами с номинальной мощностью 6,5-10 Гкал/час в зависимости от вида сжигания топлива. Экономические показатели местных видов топлив выше, чем по угольному топливу, да и мазуту, а по экономическим показателям у местных топлив потенциальная вредность (опасность) продуктов сгорания находится практически на уровне опасности продуктов сгорания природного газа.

 

 

А.П. Баскаков (ОАО Энергосбережение - Втуз ) А.П. Мартюшев (СТС АО Свердловэнерго ) Г.Я. Захарченко, А.Н. Ведерников (НПФ Энтальпия )

 

Учет потребления энергии на отопление и горячее водоснабжение создает экономические предпосылки для внедрения регулирования теплопотребления у потребителей.

 

В системах централизованного теплоснабжения (СЦТ) России традиционно применяется качественное регулирование. В чистом виде это означает, что расход циркулирующей в системе воды остается постоянным в течение всего отопительного периода, а количество поставляемой теплоты регулируется путем изменения температуры поступающей к потребителю ( прямой ) воды в соответствии с температурой наружного воздуха по температурному графику. Соответственно, меняется и температура возвращаемой потребителем охлажденной ( обратной ) воды. График строится для здания, наиболее представи-тельного для группы зданий, отапливаемых данным поставщиком тепла.

 

Вопреки принятой сегодня моде ругать все советское следует подчеркнуть, что внедрение в начале 30-х годов качественного регулирования в СЦТ СССР (в то время в капиталистических странах и не помышляли о СЦТ при частной собственности их внедрение было невозможно) было, безусловно, прогрессивным, поскольку позволяло создать потребителям достаточно комфортные условия при минимальных капитальных затратах.

 

Таблица 1.

 

Показатели

 

Ед. измерения

 

Октябрь 1999

 

Февраль 2000

 

Март 2000

 

Апрель 2000

 

Среднемесячная температура наружного воздуха

 

oC

 

+6,9

 

-7

 

-1,8

 

+7,1

 

Расход теплоты на отопление и ГВС

 

тыс. Гкал/месяц

 

805

 

1150

 

1150

 

767

 

Расход теплоты только на отопление

 

тыс. Гкал/месяц

 

555

 

900

 

900

 

512

 

Сегодня чисто качественное регулирование нас уже не удовлетворяет. В частности, при положительной тем-пературе наружного воздуха (а отопление, в соответствии со СНиП, прекращается, если она превышает 8°С) температура прямой воды по графику должна быть меньше 40-50°С. Но для горячего водоснабжения по СНиП требуется вода с температурой не ниже 60°С, поэтому при двухтрубной системе (один трубопровод для прямой воды, другой для обратной ) вода на отопление также имеет температуру 60°С.

 

Проще говоря, начиная с определенной температуры наружного воздуха отопление вообще не регулируется, а потребитель получает тем больший избыток тепла, чем выше температура наружного воздуха. Комфортность в помещении создается путем проветривания через форточки. В результате затраты на отопление в переходные периоды (начало и конец отопительного периода) оказываются неоправданно большими.

 

Сказанное подтверждается данными СТС АО Свердловэнерго (табл. 1).

 

Расход на отопление в феврале и марте был практически одинаков, несмотря на существенно более высокую температуру наружного воздуха и более сильную солнечную радиацию в марте. Отношение расходов в феврале и октябре равно 1,62, в то время как разность расчетных тем-ператур внутри помещения (в соответствии со СНиП примем ее 18°С) и наружного воздуха, по которой строится темпе-ратурный график, различается для этих месяцев в 2,12 раза. Систематические ограничения по поставке топлива в течение прошедшего отопительного сезона не позволяли теплоснабжающим органи-зациям всегда выдерживать температурный график, тем не менее, приведенные цифры обнаруживают явный перетоп в весенний и осенний месяцы.

 

Тепловую нагрузку можно регулировать путем изменения:

 

- коэффициента теплопередачи нагре-вательных приборов или их поверхности;

 

- расхода греющего теплоносителя;

 

- температуры греющего теплоносителя;

 

- длительности работы нагревательного прибора.

 

Давно установлено, что для обеспечения высокого качества теплоснабжения следует применять комбинированное регулирование, которое должно являться рациональным сочетанием, по крайней мере, трех ступеней центрального, группового (или местного) и индивидуального.

 

Изменение коэффициента теплопередачи используется только при местном регулировании, в частности, при регули-ровании теплоотдачи от конвекторов путем изменения положения регулирующей пластины. Неко-торые жители, у которых установлены радиаторы, закрывают их одеялами при высокой температуре наружного воздуха.

 

Недостаток этого метода растет температура обратной воды, т.е. увеличиваются удельные (на 1 Гигакалорию переданной теплоты) затраты энергии на привод циркуляционных насосов. За ее превышение поставщик штрафует потребителя. При этом как-то остается незамеченным, что перерасход энергии на перекачку теплоты по сравнению с ее расходом на расчетном (для самого холодного времени) режиме является вообще характерной особенностью качественного регулирования.

 

Кстати, не ясно как должен поступать поставщик, если температура обратной воды растет в домах, в которых по проекту установлены конвекторы, т.е. где этот рост уже заложен в проект. Некоторые поставщики на практике при росте температуры обратной воды просто снижают температуру прямой по сравнению с предусмотренной температурным графиком.

 

Регулирование путем изменения расхода теплоносителя ( количественное ) предполагает по крайней мере, в чистом виде постоянство его температуры, т.е. температуры прямой воды. Каждый потребитель пропускает столько воды в свои нагревательные приборы, сколько ему нужно для создания комфортных (физически и экономически) условий. Проблема здесьв том, чтобы при увеличении, скажем, расхода теплоносителя одним пот-ребителем, расход теплоносителя у другого потребителя не уменьшился бы. Это требует соответствующего согласования гидравлических характеристик потребителей и сети (включая цир-куляционные насосы). Его проще осуществить в небольших системах, например, при отоплении многоквар-тирного дома от домовой котельной. Во многих странах Западной Европы регуляторы ( термостаты ) устанавливают в каждой квартире, подбирая соот-ветствующим образом характеристики насоса и диаметры подводящих труб ( стояков ).

 

С увеличением числа абонентов, расстояний между ними и поставщиком тепла, т.е. с усложнением системы такое согласование усложняется, хотя теоретически все кажется просто: необходимо обеспечить постоянство давления перед каждым абонентом (т.е. его регулятором) в течение всего отопительного периода.

 

К количественному можно отнести и так называемое пофасадное регулирование. Известно, что при сильном ветре в помещениях, расположенных с наветренной стороны, зачастую бывает значительно холоднее (особенно при большой площади остекления), чем с подветренной. Помещения, обращенные на юг и на север, получают разное количество тепла, излучаемого Солнцем. В этом случае целесообразно, не меняя общего количества прямой воды, получаемой зданием, перераспределить ее потоки, что, как правило, требует установки специальных побудителей.

 

Требование постоянства расхода теплоносителя при качественном регулировании связано с опасением разрегулирования гидравлики разветвленной системы теплоснабжения при изменении расхода. Поскольку разные объекты находятся на разном расстоянии от источника, а главное на разной геодезической высоте, вся гидравлика настраивается на один определенный расход теплоносителя путем установки дроссельных шайб или клапанов. При изменении общего расхода в подающей магистрали расход на каждый объект изменяется непропорционально, поэтому теплопотребление одних объектов изменяется больше, других меньше. В такой системе увеличение водозабора на один объект, например путем несанкционированного удаления шайбы на подводящем трубопроводе, может привести к снижению давления в магистрали и как следствие к уменьшению расхода воды, по крайней мере, к ближайшим 5 потребителям. В период сильных морозов такое разрегулирование, при непринятии соответствующих мер грозит серьезными последствиями.

 

Изложенными соображениями часто обосновывают возражения против регулирования температуры внутри помещений путем изменения расхода теплоносителя (в частности, вентилем на обратной магистрали). Однако эти опасения сильно преувеличены.

 

Реалии сегодняшнего дня таковы, что под регулированием фактически пони-мается уменьшение потребления теплоты. За годы Советской власти нормативы, по которым проектируются системы отопления и ГВС, отработаны настолько надежно, что с одной стороны потребность в увеличении расхода теплоты по сравнению с расчетным обычно не возникает (если, конечно, стекла не выбиты, а двери закрываются), а с другой оно практически нереализуемо, т.к. нет избытка мощностей.

 

Локальное уменьшение расхода у большого числа абонентов при принятом центральном качественном регулировании могло бы привести к недопустимому повышению давления, однако давление легко выравнивается регулированием (выключением) насосов на станциях. В единой сети СТС АО Свердловэнерго при открытом водоразборе и семи теплоисточниках такое регулирование осуществляется постоянно.

 

Надо иметь в виду, что процесс внедрения регуляторов теплопотребления будет растянут на длительный период из-за большого объема работ, в течение которого параллельно будут внедряться автоматические системы поддержания стабильного давления, в том числе и применение электродвигателей с частотным регулированием. Оно позволит уменьшить потребление не только теплоты, но и электроэнергии на перекачку теплоносителя.

 

Таким образом, количественное местное регулирование в сторону снижения теплопотребления при централизованном качественном позволит обеспечить существенную экономию.

 

Чтобы не вызвать разрегулировки гидравлики отопительной сети потребителя (в здании), местное регулирование можно осуществить двумя путями:

 

1. Установить дополнительный бесшумный циркуляционный насос, который будет обеспечивать циркуляцию воды в системе, забирая из подводящего трубопровода столько горячей воды, сколько нужно для создания комфортных условий в здании. Температуру воды, поступающей в отопительные приборы, можно поддерживать либо в соответствии с реальным (без нижней срезки ) температурным графиком, либо автоматически регулировать по показаниям термометра, установленного в представительном помещении здания. Этот вариант уже реализован многими потребителями.

 

2. Комфортную температуру в помещении можно поддерживать путем регулирования числа часов работы отопительных приборов в сутки, используя большую аккумулирующую способность здания. Здесь надо подчеркнуть, что в реальных условиях постоянство расхода теплоносителя при качественном централизованном регулировании все равно, строго говоря, не выдерживается по ряду причин и, прежде всего, из-за неравномерного водоразбора из системы горячего водоснабжения. Отключение системы отопления здания, например, в периоды утреннего и вечернего максимумов водоразбора (так называемое “связанное регулирование ), в этой ситуации позволит даже сделать расходводы в подающей магистрали более постоянным.

 

Практика периодического включения отопления широко используется за рубежом. В России таким образом отапливается большинство объектов, оборудованных индивидуальными источниками теплоснабжения.

 

Больше того, аккумулирующая способность зданий в неявной форме используется даже при чисто качественном регулировании, поскольку температура прямой воды устанавливается на теплоисточнике, расположенном иногда на большом расстоянии от теплопотребителя. Изменение температуры воды на Ново-Свердловской ТЭЦ, например, сказывается в районе ЖБИ лишь через несколько часов; жители этого даже не замечают.

 

При регулировании теплопотребления релейным методом (включение-отключение) также целесообразно устанавливать циркуляционный насос, т.к. при прекращении подачи горячей воды элеватор перестает работать, не будет циркуляции воды в отопительной установке, что может привести к размораживанию. Этот насос включается только на время отключения отопления.

 

При существующей системе оплаты за отопление ГВС в экономии тепла материально заинтересованы лишь балансодержатель здания и бюджет административного образования, но не конкретный житель. За их счет и должны внедряться регуляторы температуры внутри помещений после установки приборов учета потребления теплоты на отопление ГВС отдельным зданием или группой зданий.

 

Уменьшение потребления теплоты, естественно, ухудшит рентабельность теплоснабжающих предприятий. Их интересы необходимо учитывать путем изменения тарифной политики, в частности, путем введения двухтарифной системы оплаты. Этот вопрос выходит за рамки данной статьи.

 

 

За избыточно потребляемую (от заявленной) мощность в пиковый период (в холодный период) устанавливается повышенный тариф ( в размере увеличения затрат при работе пиковых котлов и увеличения затрат на. Органичным недостатком систем отопления,  горячего и холодного водоснабжения, трубопроводы которых выполнены из  стальных труб без покрытий, является их низкая надежность и долговечность вследствие ин. Необходимая составляющая защитной конструкции теплопровода в любой системе централизованного теплоснабжения тепловые сети являются наиболее металлоемким и наименее надежным элементом. известно, что ос. Проект 2: установка котельной, работающей на биотопливе, для поставки тепла в централизованную отопительную систему в посёлок верхнетуломский. в настоящее время заканчиваются монтажно-наладочные работ. Паровые котлы дквр-20-13, предназначенные для работы в промышленных и отопительных котельных, выпускались с 1961 г. бийским котельным заводом (ныне оао «бикз»). всего было выпущено около четырех тысяч.

 

Главная >  Документация 


0.0035