Характеристика проблемы выбора котла для проектируемой установки

К ВОПРОСУ ВЫБОРА КОЛИЧЕСТВА КОТЛОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Санников Дмитрий Иванович, кандидат технических наук, Руководитель проектов,.

г. Калининград.

Тел.:+7911 493 65 07.

E-mail: dsannikov1.

Одним из важнейших мероприятий по повышению эффективности котельной установки является правильный выбор мощности и количества котлов для проектируемого источника теплоснабжения. Выбор котла для проектируемой установки представляет собой сложную и неоднозначную задачу, определяемую не только качественными показателями котла на номинальной нагрузке, но и зависящую от средней наиболее вероятной нагрузки, наработки и характеристик вспомогательного энергооборудования, оснащения средствами контроля, управления и защиты.

Использование типовых решений при проектировании в своей основе субъективно и не гарантирует высокого качества установки и ее приемлемых потребительских свойств. Использование ПЭВМ в проектирование котельных установок позволяет еще на этапе выбора основных показателей качества и потребительских свойств установить границы их приемлемости для эксплуатации, которая будет осуществляться в течение 15−20 лет.

Как правило, заказчик согласует характеристики котельной установки с проектантом по основным показателям: паропроизводительности, параметрам пара или воды, сорту топлива, количеству котлов, их КПД, стоимость технических средств, массогабаритным показателям оборудования.

Одно из важнейших характеристик котельной установки, определяющее ее потребительское свойства, являются приведенные затраты на получение тепловой энергии. Для потребителя важно, по какой цене он будет получать тепловую энергию, и какую часть составит ее производство. Отсутствие методики определения приведенных затрат на получение тепловой энергии является причиной использования в проектах котельных устарелых технических решений, которые были освоены машиностроительной промышленностью на базе проектных разработок 30−40 летней давности. Такие решения не пригодны для нынешних рыночных условий, поскольку отличаются низкими эффективностью, надежностью, значительными затратами на получение тепловой энергии. Применение на практике методики по определению приведенных затрат на получение тепловой энергии, позволяет оценить эффективность новых разработок и целесообразность модернизации эксплуатируемых котельных [1].

Напомним, что расчетная производительность котельной определяется суммой часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические цели. При определении расчетной производительности котельной должны учитываться также расходы теплоты на собственные нужды котельной и потери теплоты в котельной и в тепловых сетях. Количество и единичную производительность котлоагрегатов, устанавливаемых в котельной, следует выбирать по расчетной производительности котельной. Максимальное количество котлов, устанавливаемых в котельной, определяется на основании технико-экономических расчетов. В котельных должна предусматриваться установка не менее двух котлов, за исключением производственных котельных второй категории, в которых допускается установка одного котла [2].

Перед автором данной работы была поставлена задача, разработать проект котельной для микрорайона с тепловыми потоками потребителя 6,93 МВт. С учетом расчетных расходов теплоты на мазутное хозяйство 0,087 МВт и на подогрев подпиточной воды 0,47 МВт общий расход теплоты составляет 7,5 МВт. По решению заказчика проектируемая котельная оснащается котлами типа УВКа производства «ДальСТАМ». Жидкотопливные котлы УВКа, в качестве основного, имеют расширенный диапазон тепловых мощностей: 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15 МВт [3].

Для определения числа котлов, устанавливаемых котельной, были проанализированы варианты установки котлов различной производительности. Анализ производился с помощью программы «POVERA» [4]. В первом варианте рассматривалась установка трех котлов УВКа-2,5 М, тепловой мощностью 2,5 МВт, во втором варианте — четырех котлов УВКа-2,0 М, тепловой мощностью 2,0МВт, в третьем варианте — шести котлов УВКа-1,25 М, тепловой мощностью 1,25МВт, в четвертом варианте — восьми котлов УВКа-1,0 М, тепловой мощностью 1,0 МВт. Вариант установки двух котлов тепловой мощностью 3,15МВт не рассматривался, так как суммарная установленная мощность котельной не обеспечила бы потребителя в полном объеме, а установка третьего котла приведет к увеличению капитальных затрат на котельную. В качестве экономических условий эксплуатации были приняты цены на топливо (мазут М-200), электроэнергию и подпиточную воду по состоянию на 2006 год. В табл. 1 приведены результаты экономического расчета сопоставляемых вариантов.

котельная установка теплоснабжение микрорайон.

Из таблицы видно, что установка трех котлов УВКа-2,5 М имеет более низкие годовые затраты на получение тепловой энергии по сравнению с другими вариантами. Себестоимость в этом в случае также ниже по сравнению с другими вариантами. Исходя из условия минимизации затрат на получение тепловой энергии автором принято решение установить три котла УВКа-2,5 М.

Этот расчет еще раз подтверждает тот факт, что при снижении установленной мощности котла затраты на производство тепловой энергии растут [5]. Поэтому децентрализация теплоснабжения, т. е. замена крупных котельных на котельные малой производительности, является экономически нецелесообразной, и приводит к росту тарифа на отопление.

На рис. 1 для наглядности приведена зависимость себестоимости тепловой энергии от относительной нагрузки потребителя для различных вариантов.

Рис. 1. Зависимость себестоимости тепловой энергии от относительной нагрузки потребителя

• 1 — установка 3 котлов УВКа-2,5 М; 2 — установка 4 котлов УВКа-2,0 М;
• 3 — установка 6 котлов УВКа-1,25 М; 4 — установка 8 котлов УВКа-1,0 М.

При снижении нагрузки потребителя себестоимость тепловой энергии увеличивается и наблюдается существенное расхождение между вариантами. В связи с этим во избежание роста затрат на производство тепловой энергии необходимо обеспечить эксплуатацию котлов в течение всего отопительного периода на тепловой мощности, близкой номинальному значению, что достижимо при условии подключения дополнительных тепловых потребителей. Возможность подключения дополнительных потребителей можно реализовать только в кольцевых системах теплоснабжения, однако перераспределение потребителей между источниками теплоты является сложной и неоднозначной задачей.

Для проектируемой котельной автором с помощью программы «POVERA» был определен режим работы котлов табл. 2 на номинальной и долевых нагрузках абонентов.

Эксплуатация котлов на этом режиме позволяет снизить среднегодовую себестоимость тепловой энергии, так как относительная нагрузка работающего котла на долевых нагрузках абонентов остается постоянной и близкой номинальной, изменяется только число котлов в работе. При снижении относительной мощности котла менее 0,5 температура уходящих газов снижается ниже значения температуры точки росы топлива, что приводит к появлению низкотемпературной сернокислотной коррозии в газоходах, поэтому работа котла на этом режиме неэффективна, а увеличение нагрузки котла более 0,5 позволит продлить срок службы установленных котлоагрегатов.

Таким образом, вышеприведенные результаты расчетов свидетельствуют о том, что для правильного выбора количества устанавливаемых в проектируемой котельной котлов необходимо произвести анализ тепловых нагрузок потребителей и поиск оптимального варианта котла, обладающего низкими затратами на производство тепловой энергии. Использование программных продуктов позволяет определить технико-экономические характеристики котельной установки при условии изменения количества устанавливаемых котлов и их производительности.

• 1. Сень Л. И. Оптимизация технико — экономических решений при проектировании и эксплуатации котельных установок малой мощности. Владивосток, 2004.
• 2. Строительные нормы и правила. СНиП II-35−76 «Котельные установки».
• 3. Захаров Г. А. Новое поколение стальных водогрейных теплогенераторов для жилищно-коммунального комплекса Приморского края. Сборник статей ДВГТУ. Владивосток: ДВГТУ, 2005.
• 4. Сень Л. И., Сень А. Л., Семенюк Л. А. Методические указания по использованию программных продуктов при проектировании и модернизации судовых котельных установок. Владивосток, 2003.
• 5. Сень Л. И., Сень А. Л. Улучшение качества и потребительских свойств котельных установок. Владивосток: Интермор, 1997.