Кейс №5 «Мероприятие - замена горелочных устройств»

Существует возможность произвести замену горелок, установленных на котлах (рис. 1) в настоящее время, на более современные, использующие струйно-нишевую технологию сжигания топлива (рис. 2). Установка этих горелочных устройств позволит более качественно подготавливать топливную смесь (природный газ-воздух), а также позволит расширить диапазон регулирования котлоагрегатов.

Рис. 1. Конструкция газовых горелок:
1 – воздушная камера; 2 – газовая камера; 3 – завихритель; 4 – насадок горелки;
5 – воздушный патрубок; 6 – газовый патрубок; 7 – смотровая труба

Рис. 2. Общий вид и принцип работы горелочного устройства
со струйно-нишевой технологией сжигания топлива

Важной особенностью струйно-нишевых горелок является способность поддерживать устойчивость пламени при любом давлении газа.

Достоинствами данного мероприятия, по заявкам производителей оборудования, являются также:

1. Снижение удельных затрат природного газа от 5% до 10% за счет оптимизации топочного процесса, снижения потерь тепла и повышения КПД.

2. Снижение удельных затрат электроэнергии на привод тягодутьевых средств до 20% – за счет низкого аэродинамического сопротивления горелочного устройства.

3. Снижение уровня выбросов токсичных веществ х; СОза счет повышения качества сгорания и снижения потребления газа.

4. Работа в широком диапазоне давления газа в (низкое до 500 мм.ст., среднее до 2500 мм.в.ст.).

5. Высокая равномерность распределения температурного поля в топочном пространстве.

6. Снижение звукового давления (уровня шума) до 75–79 дБ.

Описание мероприятия
«Автоматизация горения»

Использование на котлоагрегатах ручной регулировки режимов горения вызывает перерасход топливного газа за счёт неоптимального соотношения «газ–воздух».

Установка автоматизированной запорной арматуры на газопроводе и установка ЧРП на дутьевом вентиляторе и дымососе позволит осуществлять:

·     автоматическую подготовку котлоагрегата к розжигу;

·     автоматический розжиг горелок котла с переходом в режим минимальной мощности;

·     управление нагрузкой и оптимизация соотношения топливо-воздух каждой из горелок котла;

·     управление тепловым режимом котла;

·     регулирование температуры сетевой воды на выходе из котельной в зависимости от температуры наружного воздуха;

·     защита, сигнализация и блокировка работы котла при неисправностях;

·     управление с операторских станций технологическим оборудованием (дымосос, вентиляторы, задвижки);

·     обеспечение оперативно-технологического персонала информацией о параметрах теплового режима и состоянии технологического оборудования;

·     регистрация в режиме реального времени параметров технологического процесса и действий оперативного персонала;

·     протоколирование и архивирование информации;

·     представление архивной информации и результатов расчетов.

Область применения

Газовые котельные.

Определить:

1.                           Эффективность от реализации мероприятия в натуральном и денежном выражении для котельной с годовым потреблением газа на выработку тепловой энергии В = 3457 тыс. м3.

2.                           Экономию топлива при замене горелок на струйно-нишевые с учетом коэффициента снижения потребления топлива kГ = 3%

3.                           Расчетную экономию природного газа при внедрении системы автоматизации горения при kА = 4, тыс. м3

4.                           Годовую экономию в денежном выражении

5.                           Объем инвестиций в данные мероприятия

6.                           Срок окупаемости мероприятий

Методика расчёта эффективности мероприятия

Экономия топлива (природного газа) достигается за счет повышения эффективности его сгорания и, как следствие, сокращения потребления топлива на выработку необходимого количества тепловой энергии. Опыт внедрения мероприятий по замене горелок на устройства со струйно-нишевой технологией сжигания позволяет получить экономию от 3% до 6%.

Шаг 1. Экономия природного газа при замене горелок составит, тыс. м3:

                                                                                       (1)

где В [тыс. м3] – годовое потребление топлива на выработку тепловой энергии; kГ – коэффициент экономии топлива при внедрении данного мероприятия.

Автоматизация процесса горения, исходя из анализа результатов внедрения мероприятия, позволяет сократить потребление топлива на 4–10%, уменьшить себестоимости тепловой энергии, повысить безопасности процесса выработки тепловой энергии, уменьшить число аварийных остановов котлов на 80% и снизить затраты на капитальный ремонт на 15%.

Шаг 2. Экономия топлива при внедрении системы автоматизации

                                                                                      (2)

где kА – коэффициент экономии топлива при внедрении данного мероприятия.

Шаг 3. Годовая экономия в денежном выражении, тыс. руб.:

                                                                        (3)

где TВ [руб./м3] – стоимость природного газа.

Пример расчёта

Годовое потребление газового топлива котельной – 3457 тыс. м3.

Объем выработанной тепловой энергии за год – 26516,7 Гкал.

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период составляет  °С.

Длительность отопительного периода n = 219.

Тариф на газовое топливо Т = 3,78 руб./м3.

Количество котлов – 3 шт.