Застосування модульних котельних установок
Як свідчить закордонний досвід, ефективнішим є використання газових котелень, які набираються з модулів і розташовуються безпосередньо у споруді, що обслуговується. При цьому, за розрахунками, використання традиційної схеми теплопостачання, порівняно з модульними котельнями, у 1,5-2 рази дорожче за експлуатаційними витратами, капіталовкладення в розрахунку на одиницю приєднаного навантаження в 1,5-2 рази більші, а питома металоємність у 3-4 рази більше. Крім того, при використанні традиційної схеми в 1,7 разу більше витрачається палива.
Такий широкий перелік переваг модульних котлів дає зрозуміти, чому в різних країнах велись і ведуться в даний час розробки різних за конструкцією їх модифікацій. Так, у 1972 р. фірма «Соньє- Дюваль» (Франція) запропонувала на ринок термічний модуль 80-7100 потужністю 122,5 кВт.
Перший модульний газовий нагрівач вітчизняного виробництва МГВ-ПГ-1 був розроблений «УкрНДІнжпроектом» у 1980 році. НДІСТом (Київ) у 1988 р. розроблений і виготовлений експериментальний зразок газового модуля за схемою фірми «Соньє-Дюваль» — КВМ-125 Гн. Однак, незважаючи на позитивні результати випробувань у 80-х роках, газові модулі так і не знайшли масового застосування в нашій країні, бо низька ціна на паливо не стимулювала їх використання.
Значний ріст вартості палива після 1990 р призвів до пошуків технлогій більш раціонального його використання. Крім цього, у результаті економічної кризи були значно скорочені кошти на реконструкцію існуючих систем теплопостачання та їх розвиток. У результаті такої політики практично в усіх регіонах України зростає дефіцит теплових потужностей і відсоток систем теплопостачання, що перебувають в аварійному стані. До того ж утворилась нова економічна формація, представники якої прагнуть до незалежності від свавілля теплопостачальних організацій, а також що найбільш важливо, почала змінюватись ідеологія інвесторів. Якщо раніше замовника цікавили тільки одноразові витрати при будівництві, то тепер більшість інвесторів почала розуміти, що протягом 80-100 років експлуатації споруди витрати на теплопостачання можуть перевищити вартість самої споруди в декілька разів У такій ситуації надзвичайно важливими стають усі аспекти теплопостачання — ефективне виробництво тепла, його транспортування, раціональне споживання. У зв'язку з цим постала проблема ефективного продукування тепла та його раціонального використання, а одним з її вирішень є впровадження децентралізованих систем із застосуванням газових модульних котельних установок. Модульні котельні за розташуванням поділяються на прибудовані, вбудовані і надбудовані.
Надбудовані котельні, тобто розташовані на даху або технічному поверсі, мають переваги з таких міркувань: звільняються підвальні приміщення; підвищується пожежна безпека споруди порівняно з іншими варіантами установки; зникає ризик загазованості нижніх поверхів споруди і, таким чином, відпадає необхідність механічної вентиляції котельні; усувається необхідність влаштування високих димових труб тощо. На сьогодні в Україні використовується два варіанти дахової котельні; угорської фірми «ФЕГ-ВЕСТАЛ» із використанням закордонного обладнання і вітчизняний варіант — Луганського ЗАТ «Термо», який базується переважно на обладнанні українських підприємств. Котельні установки системи «ФЕГ-ВЕСТАЛ» складаються з таких основних модулів:
- АЕ-105 — модуль нагріву потужністю 105 кВт, який складається із трьох проточних газових нагрівачів по 35 кВт кожний, обладнаний пристосуваннями захисту і регулювання. Залежно від заданої потужності модулі АР-105 можуть об'єднуватись в установку потужністю до 1050 кВт.
- МК-2(4) — модулі приготування витратної гарячої води продуктивністю 120 і 140 л/хв. Модулі складаються з 2 або 4 водяних підігрівачів «ФЕТ-СН1РЕТ», циркуляційних помп і системи автоматики. Слід відзначити, що підігрівані «ФЕТ-СШРЕТ» не вимагають спеціальної обробки води для гарячого водопостачання. Це досягається інтенсивною примусовою циркуляцією гріючої і нагріваючої води за допомогою системи регулювання, яка забезпечує граничну температуру ламінарного пограничного шару тепловіддаючої поверхні не більше 60-65°С, що дозволяє досягти доволі високих коефіцієнтів теплопередачі - 3500-4000 Вт/(м2*К)(кількість теплоти, яка передається через одиницю площі поверхні розділу в одиницю часу за різниці т-р між теплоносіями 1 К; характеризує інтенсивність передавання теплоти.).
5. Енергозбереження в нагрівальних установках.
До процесів, в яких технологія виробництва вимагає застосування електричних джерел теплової енергії, належать: інкубація яєць, обігрівання молодняку тварин і птиці, одержання пари та гарячої води для технологічних потреб, теплову обробку кормів, обігрівання грунту у тепличних господарствах, підігрівання повітря у системах вентиляції тощо. Витрати електроенергії у водонагрівниках залежать від теплоізоляції робочої камери. Показником стану теплоізоляції є температура його корпуса. Теплоізоляція вважається задовільною, якщо температура корпуса становить 20-25°С.
У котлах витрати електроене ргії залежать від якості води. При роботі котлів за замкнутим циклом (вміст солі у воді підтримується циркулюючим конденсатом) 1 раз на кілька днів проводять їх продування. Якщо ж вони працюють за розімкнутим циклом (конденсат не циркулює і наростає концентрація солей у воді), необхідне щоденне продування, на яке витрачається енергія, кДж. Для зменшення витрат електроенергії на продування воду пом'якшують або організовують роботу котла за замкнутим циклом. При експлуатації водонагрівників непрямої дії необхідно стежити за температурою корпуса і справністю позиційних регуляторів температури Автоматичне вмикання і вимикання електроводонагрівників з акумуляцією тепла дозволяє планувати їх роботу за вимушеним графіком у години найменших навантажень енергосистеми.
Витрати електроенергії в електропечах опору залежать від теплоізоляції
Використання для теплової ізоляції печей ультралегковика у сполученні з азбовермикулітовими плитами зменшує витрати електроенергії на 25-26%, скорочує час розігрівання печі на 32% і збільшує її продуктивність на 19%. Фарбування кожуха печі алюмінієвою фарбою зменшує втрати тепла на випромінювання, що забезпечує зниження витрат електроенергії на 3-5%. Задовільною теплову ізоляцію вважають, якщо при робочій температурі печі 700-800°С температура кожуха не перевищує 30-40°С, а при 800-1200°С — 40-50°С.
Ефективним методом економії електроенергії в електропечах є автоматизація їх режимів роботи, яка зменшує витрати електроенергії для печей опору на 20%, для установок контактного електронагрівання на 40-50 %.
Значну економію електроенергії при термообробці дає заміна термопечей на індукційні установки. У попередніх розрахунках ефективності переходу на індукційні установки можна приймати таке зменшення норм витрат електроенергії: при частоті 50-10000 Гц — у два; при частоті більше 10000 Гц — у три рази.
Основні напрями зниження норм витрат електроенергії при зварюванні: оптимальний вибір способу електрозварювання, зменшення тривалості холостого ходу зварювальних агрегатів, удосконалення технології електрозварювання сприяють зниженню витрат електроенергії при зварюванні Так, перехід з постійного струму зварювання на змінний, заміна ручного зварювання автоматичним під флюсом забезпечують зменшення норм витрат електроенергії. Перехід на точкове зварювання знижує витрати електроенергії в 2 2,5 разу. Застосування електродів із покриттям, до якого додають залізний порошок, дозволяє збільшити коефіцієнт наплавлення до 12-20 г/(А*год)( Коефіцієнтом розплавленого електродного металу називають масу розплавленого електродного металу за 1 год, яка припадає на один ампер зварювального струму. ) і знизити норми витрат електроенергії на 8%.
План заняття __5_
Тема:__ Енергозберігаючі нагрівальні установки та котельні
Вид заняття: лекція
Мета:_ознайомлення із сучасними енергозберігаючими нагрівальними установками
Дидактична: розширити знання, сферу, область
Виховна: виховувати зацікавленість дисципліною, прагнення отримувати нові знання самостійно
Методи: Демонстрація, ілюстрація.
Дидактичні засоби навчання: підручники, технічні засоби навчання
Література:
1. Прядко В.А., Яремчук Л.М., Ясінський В.М. Основи енергозбереження. ЖАТК – 2011-с. 49…51.
2. http://teplogaz.com.ua/catalog/atem1/
Структура заняття
1. Організаційна частина заняття: привітання, доповідь чергового - хто відсутній, повідомлення теми, мети та основних завдань заняття, актуалізація опорних знань студентів і контроль вихідного рівня знань, мотивація навчальної діяльності студента, викладання матеріалу лекції, підведення підсумків заняття, домашнє завдання.
2. Повідомлення теми, мети та основних завдань заняття: Енергозберігаючі нагрівальні установки та котельні. Організація навчального процесу. Мета:_ ознайомлення із сучасними енергозберігаючими нагрівальними установками
3. Актуалізація опорних знань студентів і контроль вихідного рівня знань_______________
- що таке теплоенергетичні ресурси
- які є споживачі теплоенергетичних ресурсів4. Мотивація навчальної діяльності студента
4. Приклади застосування знань у житті, а також використання новітніх технічних засобів для кращого заохочення студентів до заняття і самостійного пізнання матеріалу.
5. Структурні елементи заняття, які забезпечують досягнення дидактичної і виховної мети.
Їх зміст і послідовність
1. Наведення прикладів
2. Пояснення.
6. Підведення підсумків заняття_
1. Які є типи тепло генеруючих установок?
2. Приклади застосування котельних установок.
7. Домашнє завдання: засвоєння матеріалу лекції.
Викладач__________________________Дурас М.В.