Efikasiteti i funksionimit të dhomës së bojlerit. Rritja e efikasitetit të njësive të bojlerit E. K. Safonova, profesor i asociuar, D. L. Bezborodov, bashkëpunëtor, A. V. Studennikov, student i masterit. përshkrim i përgjithshëm i punës

Departamenti i Inxhinierisë Termike Industriale

Ese
“Rritja e efikasitetit të njësive të kaldajave dhe dhomave të bojlerit”

Plotësuar nga: Bondareva P.M.
Pranuar nga: V.I. Dozhdikov

Lipetsk 2011
përmbajtja
Prezantimi

Auditimi energjetik i kazanit………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Monitorimi i temperaturës së gazrave të shkarkimit dhe ajrit të tepërt në to. 9
Hartimi i hartave të regjimit…………………………………………….12
Rregullore shumë efikase…………………………………………14
Përdorimi i emetuesve dytësorë………………………………..18
Instalimi i një djegësi të modernizuar të çarës së poshtme në hinkën e ftohtë të bojlerit (për kaldaja PTVM-100 dhe PTVM-50 …………………………20
Teknologjitë e integruara për rritjen e efikasitetit të shtëpive të kaldajave të shërbimeve……………………………………………………………….22
Bibliografia…………………………………………………………….28

Prezantimi
Çështjeve të kursimit të lëndëve djegëse dhe burimeve energjetike i kushtohet një rëndësi e madhe në të gjithë sektorët e ekonomisë kombëtare dhe veçanërisht në sektorin e energjisë - industria kryesore që konsumon karburant. Në çdo stacion dhe kazan, po zhvillohen masa organizative dhe teknike për përmirësimin e proceseve teknologjike, modernizimin e pajisjeve dhe përmirësimin e kualifikimeve të personelit.
Më poshtë do të shqyrtojmë disa mënyra për të rritur efikasitetin e njësisë së bojlerit dhe dhomës së bojlerit në tërësi.

Auditimi i energjisë i dhomës së bojlerit

Treguesit aktualë të performancës së pajisjeve të dhomës së bojlerit.
Krahasimi i treguesve ekzistues të performancës së kazanit me vlera të standardizuara.
Identifikimi dhe analiza e arsyeve të mospërputhjes midis vlerave aktuale të efikasitetit të dhomës së bojlerit dhe atyre të standardizuara.
Mënyrat për të arritur funksionimin me efikasitet energjetik të dhomës së bojlerit.

mbledhja dhe dokumentimi i informacionit - përcaktimi i karakteristikave kryesore të objektit të kërkimit: informacione për pajisjet e dhomës së bojlerit, dinamikën e konsumit të energjisë, informacionin për konsumatorët e nxehtësisë, etj. Përcaktohen gjithashtu vëllimet dhe pikat e matjes së nxehtësisë dhe energjisë elektrike;
sondazh instrumental - plotëson informacionin që mungon mbi karakteristikat sasiore dhe cilësore të konsumit të energjisë dhe ju lejon të vlerësoni efikasitetin aktual të energjisë të dhomës së bojlerit;
ekzaminimi dhe përpunimi i rezultateve dhe analiza e tyre - matje duke përdorur njësitë matëse ekzistuese, ose në mungesë të tyre, pajisje portative të specializuara;
zhvillimi i rekomandimeve për masat e kursimit të energjisë dhe përgatitja e një raporti.

Analizuesi i produkteve të djegies
Imazhi termik (imazheri termik)
Matësi dixhital i temperaturës
Termometër infra të kuqe pa kontakt
Analizues i fuqisë trefazore
Matësi i rrjedhës së lëngjeve tejzanor
Matës i trashësisë tejzanor

Masat e kursimit të energjisë në shtëpitë e kaldajave me ujë të ngrohtë me gaz

Kryeni RNI rregullisht.
Gjatë periudhës së ndërkomisionimit, kryhen rregullisht teste dhe analiza të përshpejtuara të gazrave të gripit për përputhjen me hartat e regjimit.
Furnizimi me ngrohje duhet të kryhet në përputhje me oraret e temperaturës.
Ulni fuqinë e pompave të rrjetit si rezultat i rregullimit të rrjetit.
Zvogëloni humbjet për shkak të defekteve të izolimit.
Zëvendësimi i pajisjeve me një pajisje më ekonomike.
Eliminimi i skemave të shkurtra dhe shkurtimeve të orarit duke përmirësuar skemën e furnizimit me ngrohje.
Luftimi i rrjedhjeve.
Kontabiliteti dhe analiza e gjithçkaje.
Shndërrimi i kaldajave me avull në modalitetin e ngrohjes së ujit.
Aplikimi i makinës me frekuencë të ndryshueshme.
Përdorimi i djegësve që funksionojnë me një raport të ulët të ajrit të tepërt.
Marrja e ajrit të fryrë nga dhoma e bojlerit.
Eliminimi i thithjes në kaldaja që funksionojnë me vakum në furrë.
Instalimi i ekonomizuesit ose shkëmbyesit të nxehtësisë.
Aplikimi i deaerimit të ujit.
Rritja e temperaturës së ujit të ushqimit.
Pastrimi i sipërfaqeve ngrohëse në të dyja anët.

rritja e efikasitetit energjetik të njësive të bojlerit kur
përdorimi i kaldajave me temperaturë të ulët dhe kondensimi;
përdorimi i parimeve të reja të djegies së karburantit në shtëpitë e kaldajave
njësi;
rritja e besueshmërisë së njësive të bojlerit;
përdorimi i pajisjeve moderne të djegies;
automatizimi i njësive të bojlerit;
automatizimi i shpërndarjes së ftohësit midis ngarkesave;
trajtimi kimik i ujit të ftohësit;
termoizolimi i tubacioneve;
instalimi i ekonomizuesve në oxhaqe;
kontroll qark i ndjeshëm ndaj motit;
njësi moderne kaldajash me tuba gazi zjarri.

2. Monitorimi i temperaturës së gazrave të shkarkimit dhe ajrit të tepërt në to.

Hartimi i hartave të regjimit

Rregullim shumë efikas

Si dorëshkrim

RRITJA E EFIÇENCËS SË MOTORËVE ME AVULL

SHPITET E KALDADAVE KUR PERDOREN NJESI KOGJENERIMI ME MOTOR ME VIDA

Specialiteti 05.14.04- Inxhinieri Termoenergjetike Industriale

disertacione për një diplomë akademike

kandidat i shkencave teknike

Krasnodar-2006

Puna u krye në Universitetin Teknologjik Shtetëror Kuban.

Udhëheqës shkencor: Dr.Tek. shkencave, profesor

Kundërshtarët zyrtarë:

Dr Teknike. shkencave, profesor

Dr Teknike. shkencave, profesor

Organizata drejtuese:

Qendra e Inxhinierisë së Energjisë", Krasnodar

Sekretar shkencor i këshillit të disertacionit

Ph.D. teknologjisë. Shkenca, Profesor i Asociuar

PËRSHKRIMI I PËRGJITHSHËM I PUNËS

Rëndësia e punës . Ndryshimet që kanë ndodhur në ekonominë ruse na detyrojnë të hedhim një vështrim të ri në problemet e energjisë në shkallë të vogël. Sipas vlerësimeve të ndryshme, nga 50 deri në 70% e territorit të Rusisë, ku jetojnë më shumë se 20 milionë njerëz, nuk mbulohet nga furnizimet e centralizuara të energjisë dhe energjisë elektrike. Në këtë territor të gjerë, jetesa e njerëzve sigurohet kryesisht nga energjia në shkallë të vogël: furnizimi me energji elektrike - nga termocentralet autonome me naftë (DPP), furnizimi me ngrohje - nga impiantet lokale të kaldajave që funksionojnë me lëndë djegëse të ngurta, të lëngshme dhe, më rrallë, të gaztë.

Analiza e mënyrave të funksionimit dhe gjendjes teknike të burimeve ekzistuese të energjisë termike tregon efikasitetin dhe besueshmërinë e tyre të ulët të energjisë. Kjo e fundit konfirmohet nga rastet gjithnjë e më të shpeshta të mbylljes emergjente të shtëpive të kaldajave të shkaktuara nga një humbje e furnizimit me energji elektrike, për shembull, për shkak të prishjes së linjave të energjisë. Si rezultat i aksidenteve të tilla, qarkullimi i ftohësit ndalon, gjë që në kushte të temperaturës së ulët mund të çojë në shkrirjen e tubacioneve dhe të gjithë sistemit në tërësi.

Në këtë drejtim, çështja e organizimit të prodhimit të energjisë elektrike në shtëpitë e kaldajave me avull për të mbuluar nevojat e tyre dhe për shpërndarjen tek konsumatorët e palëve të treta është shumë e rëndësishme. Në shumicën e kaldajave komunale dhe industriale janë instaluar kaldaja të llojeve DKVR, DE, KE etj., që prodhojnë avull me presion 1.3 MPa. Në të njëjtën kohë, konsumatorët e përdorin atë, si rregull, me një presion prej 0.3-0.4 MPa. Reduktimi i presionit kryhet në pajisjet reduktuese me anë të mbytjes, ku çdo ton avull humbet 40-50 kWh energji. Diferenca e specifikuar e presionit mund të përdoret për të prodhuar energji elektrike në një instalim autonom gjenerues të energjisë që përbëhet nga një motor me avull dhe një gjenerator elektrik.

Kjo jo vetëm që do të zvogëlojë ndjeshëm koston e nxehtësisë së gjeneruar, por gjithashtu do të sigurojë furnizim të besueshëm të energjisë në dhomën e bojlerit.

Qëllimi i punës. Qëllimi i punës është të rrisë efikasitetin e funksionimit të shtëpive të kaldajave me avull duke përdorur presionin e lirë diferencial të avullit për të gjeneruar energji elektrike në një impiant kogjenerimi me një motor me vidë.

Për të arritur këtë qëllim, duhet të zgjidhen detyrat e mëposhtme:

Zhvilloni një model matematikor të një motori me vidë dhe bëni një studim llogaritës të mënyrave të funksionimit të tij;

Kontrolloni në mënyrë eksperimentale performancën e motorit dhe përshtatshmërinë e modelit të zhvilluar matematikor;

Për të optimizuar karakteristikat e një motori me vidë për kushtet e funksionimit të tij sipas orarit termik në shtëpitë e kaldajave me avull;

Zhvilloni një metodologji për llogaritjen dhe përzgjedhjen e parametrave gjeometrikë të motorit dhe mënyrave të funksionimit të impiantit të kogjenerimit në përputhje me fuqinë termike të ndryshueshme të dhomës së bojlerit për të marrë prodhimin maksimal vjetor të mundshëm të energjisë elektrike.

Risi shkencore.

Puna e disertacionit mori rezultate të reja shkencore:

Është zhvilluar një model matematikor i një motori me vidë që funksionon në lëngje të ndryshme pune, duke përfshirë avullin e ujit;

Është kryer një verifikim eksperimental i përshtatshmërisë së modelit matematikor të një zgjeruesi me vidë;

Janë marrë karakteristikat e funksionimit të një motori me vidë kur funksionon me avull uji;

Propozohet një metodologji për zgjedhjen e parametrave gjeometrikë të motorit dhe mënyrave të funksionimit të tij në përputhje me fuqinë termike të ndryshueshme të dhomës së bojlerit për të marrë prodhimin maksimal vjetor të energjisë elektrike.

Metodat dhe mjetet e kryerjes së hulumtimit .

Për zgjidhjen e problemeve të shtruara në punimin e disertacionit, u përdorën metoda të pranuara përgjithësisht të llogaritjeve termodinamike të proceseve me masë të ndryshueshme të lëngut punues. Gjatë zhvillimit të metodologjisë së llogaritjes, u përdorën metodat e analizës matematikore, paketat e aplikimit (Excel, Mathcad), si dhe ekuacionet e përafërta për zonën e përdorur të diagramit h-s të avullit të ujit. Testimi eksperimental i modelit matematikor u krye në kompleksin e gjeneratorit elektrik DGU-250.

Për mbrojtjen janë paraqitur dispozitat kryesore të mëposhtme :

Modeli matematik i një motori me vidë që funksionon në lëngje të ndryshme pune, duke përfshirë avullin e ujit;

Rezultatet e hulumtimit llogaritës dhe eksperimental të një motori me vidë;

Rezultatet e optimizimit të karakteristikave gjeometrike dhe funksionuese të një motori me vidë;

Metodologjia për zgjedhjen e parametrave gjeometrikë të motorit dhe mënyrave të funksionimit të tij në përputhje me fuqinë e ndryshueshme të ngrohjes së dhomës së bojlerit për të marrë prodhimin maksimal vjetor të energjisë elektrike;

Rëndësia praktike.

Futja e impianteve të kogjenerimit me një motor me vidë në shtëpitë e kaldajave me avull është një masë e kursimit të energjisë, pasi do të eliminojë humbjet e energjisë kur zvogëlohet avulli.

Refuzimi i energjisë elektrike të blerë do të zvogëlojë ndjeshëm koston e nxehtësisë së prodhuar, do të rrisë besueshmërinë e furnizimit me energji në burim dhe gjithashtu do të zvogëlojë dëmtimin mjedisor nga emetimet në atmosferë.

Rekomandimet e zhvilluara në bazë të një analize të mënyrave të funksionimit të përbashkët të sistemeve të furnizimit me nxehtësi dhe një motori me avull bëjnë të mundur që të bëhet një zgjedhje racionale e parametrave gjeometrikë dhe performanca e një motori me vidë, si dhe mënyra e funksionimit të tij, në varësi të madhësisë. dhe natyrën e ngarkesës termike të lidhur. Metodat e propozuara bëjnë të mundur përcaktimin e sasisë së prodhimit vjetor të energjisë elektrike, rentabilitetit, efiçencës ekonomike dhe periudhës së shlyerjes së këtij instalimi.

Zbatimi i rezultateve .

Rezultatet e studimeve llogaritëse dhe eksperimentale të kryera duke përdorur metodologjinë e zhvilluar formojnë bazën për përditësimin e dokumentacionit teknik për njësinë zgjeruese-gjenerator në mënyrë që të vihet në prodhim

Mostra industriale pilot e prodhuar dhe e testuar e një motori me vidë si pjesë e impiantit të bashkëgjenerimit DGU-250 është planifikuar të instalohet në një nga shtëpitë e bojlerit me avull.

Metodologjia për zgjedhjen e parametrave gjeometrikë dhe performancës së motorit për të maksimizuar mbulimin e orarit vjetor të ngarkesës termike të dhomës së bojlerit është transferuar për përdorim në projektimin e komplekseve zgjerues-gjenerator.

Miratimi i punës .

Rezultatet e hulumtimit të paraqitura në punimin e disertacionit u raportuan dhe u diskutuan në Seminarin Ndërkombëtar Shkencor dhe Teknik "Kursimi i Energjisë dhe Energjia e Rinovueshme - 2005" (Soçi), Konferenca e V Shkencore dhe Teknike Ndërkombëtare "Rritja e Efikasitetit të Prodhimit të Energjisë Elektrike" (Novocherkassk, 2005 ), Konferenca ndërkombëtare shkencore dhe teknike "Energjia e shekullit 21" (Krime, 2005), seminar shkencor dhe teknik i ndërmarrjes "Termocentrali Krasnodar" i SHA "Kubanenergo" (Krasnodar, 2005), takimi i Departamenti "Inxhinieria Industriale e Energjisë së Ngrohjes dhe Termocentraleve" të Universitetit Teknik Shtetëror Kuban (Krasnodar, 2006), konferenca e katërt shkencore e Rusisë së Jugut. "Teknologjitë dhe instalimet e kursimit të energjisë dhe burimeve."

Publikimet . Në bazë të rezultateve të hulumtimit të kryer janë publikuar 9 punime.

Struktura dhe qëllimi i disertacionit.

Disertacioni përbëhet nga një hyrje, katër kapituj, një përfundim dhe një listë referencash. Punimi është paraqitur në 118 faqe, duke përfshirë 36 figura, 5 tabela. Lista e literaturës së përdorur përfshin 117 tituj.

Në hyrje rëndësia e punës është e justifikuar. Vihet re prania e humbjeve të energjisë në shtëpitë e bojlerit kur zvogëlohen rrjedhat e avullit dhe tregohet mosbesueshmëria e burimeve të nxehtësisë në rast të aksidenteve në sistemet e furnizimit me energji elektrike, të cilat çojnë në ndërprerjen e furnizimit me nxehtësi. Formulohen qëllimet dhe objektivat e studimit.

Kapitulli i parë Puna e disertacionit i kushtohet një rishikimi të literaturës vendase dhe të huaj në fushën e rritjes së efikasitetit të burimeve të nxehtësisë gjatë organizimit të prodhimit të energjisë elektrike në to, d.m.th., gjatë rindërtimit të shtëpive të bojlerit në mini-CHP.

Janë rishikuar dhe analizuar metodat e njohura për organizimin e prodhimit të kombinuar të energjisë termike dhe elektrike në kaldajat ekzistuese, duke përfshirë përdorimin e njësive të turbinave me gaz (GTU), motorëve me djegie të brendshme dhe njësive të turbinave me avull (STU). Vërehen avantazhet dhe disavantazhet e secilës prej këtyre zgjidhjeve teknike.

Argumentohet fizibiliteti i përdorimit të motorëve me vidë në fushën e fuqisë elektrike të komplekseve të kogjenerimit deri në 500 kW.

Analizohet përvoja vendase dhe e huaj në përdorimin e makinerive të zgjerimit të vidhave në industri të ndryshme.

Duke marrë parasysh sa më sipër, u formuluan objektivat e kërkimit.

Në kapitullin e dytë Tregohet se për të zbatuar funksionimin e përbashkët të kazanit, kompleksit të gjeneratorit elektrik dhe sistemit të furnizimit me nxehtësi, është e nevojshme të jeni në gjendje të parashikoni me një shkallë të mjaftueshme saktësie karakteristikat e motorit me vidë dhe parametrat e lëngun e punës gjatë procesit të zgjerimit.

Për të zgjidhur këtë problem, në këtë kapitull është zhvilluar një model matematikor i procesit të funksionimit të zgjeruesit. Aspektet kryesore ndërlikuese ishin ndryshueshmëria e masës së avullit që zgjerohej në zgavrën e punës, rrjedhja e avullit nga zgavrat me presion të lartë në zgavra me presione më të ulëta, si dhe shfaqja e procesit në rajonin e avullit të lagësht pranë kurbës kufitare. .

Modeli matematikor i një motori me vidë bazohet në ekuacionin e ligjit të parë të termodinamikës në formën

dQsub=d(Gh)-Vdp=hdG+Gdh-Vdp, (1)

ku dG është ndryshimi i ngarkesës në masë në zgavër;

dh – ndryshimi i entalpisë specifike të avullit në zgavër gjatë rrotullimit

rrotullues i rotorit sipas këndit dφ.

Nxehtësia e furnizuar në zgavrën dQin përbëhet algjebrikisht nga heqja e nxehtësisë përmes mureve të kutisë së BRM në mjedisin dQext, furnizimi me nxehtësi me avull që rrjedh në zgavrën i nga zgavrat e pasme dGi-4, dGi-1, si dhe heqja e nxehtësisë. me rrjedhje në kavitetet e përparme të drejtimit dGi+1,dGi+4,dGi+5.

dQin = dQext + dGi-4*hi-4+dGi-1*hi-1-(dGi+1+dGi+4+dGi+5)*hi, (2)

Sipas studiuesve të tjerë, heqja e nxehtësisë në mjedis dQext arrin deri në 0.5% të fuqisë VRM dhe mund të mos merret parasysh.

Duke marrë parasysh (1), ndryshimi i presionit në zgavër kur vidhosja rrotullohet përmes një këndi dφ do të jetë:

Integrimi i ekuacionit 3 mund të kryhet vetëm duke përdorur metoda numerike për shkak të mungesës së marrëdhënieve analitike midis sasive të përfshira në të.

Ndryshimi i presionit në zgavrën e avullit kur rotori lëvizës rrotullohet përmes një këndi në diferenca të fundme

Ndryshimi që rezulton në masën e avullit në zgavër;

Rritja e entalpisë në zgavër, e cila është

vlera rezultuese e tre komponentëve:

Rritja e volumit gjatë zgjerimit isentropik nga në

Ndryshimi i masës së avullit për shkak të rrjedhjeve dhe rrjedhjeve

Nga përzierja me avull që derdhet në zgavër.

Bazuar në ekuacionin (4), u zhvilluan programe për llogaritjen e procesit të punës së VRM në avull të thatë, të mbinxehur dhe të lagësht.

Për të llogaritur procesin e funksionimit të një motori duke përdorur avull të lagësht, ne kemi zhvilluar një përshkrim matematikor të diagramit hS në zonën e proceseve të studiuara në formën e një grupi ekuacionesh të përafërta.

Një nga karakteristikat kryesore të funksionimit të një motori me vidë është efikasiteti adiabatik, i cili mund të përfaqësohet si një produkt i koeficientëve të pjesshëm.

, (5)

ku janë përkatësisht koeficientët duke marrë parasysh humbjet për shkak të rrjedhjeve, devijimet e regjimit nga ai projektues dhe humbjet hidraulike.

Punimi propozon ekuacione për llogaritjen e këtyre treguesve.

Lëngu i punës rrjedh përmes VRM

. (6) Fuqia e brendshme VRM . (7)

Fuqia elektrike në terminalet e gjeneratorit përcaktohet duke marrë parasysh humbjet mekanike në motor, kuti ingranazhi dhe gjenerator.

Materialet e marra në llogaritjet duke përdorur metodën e propozuar bëjnë të mundur parashikimin e performancës së instalimeve të gjeneratorit zgjerues me VRM dhe optimizimin e parametrave të tyre gjeometrikë për të maksimizuar mbulimin e ngarkesës termike të një burimi të caktuar nxehtësie, si dhe kryerjen teknike dhe ekonomike. llogaritjet për të vlerësuar efektivitetin e zgjidhjeve teknike të propozuara.

Në kapitullin e tretë jepet një përshkrim i modelit dhe diagramit të një kampioni industrial pilot të njësisë së gjeneratorit zgjerues DGU-250 me një motor me vidë, si dhe jepen rezultatet e një studimi llogaritës dhe eksperimental të funksionimit të tij në ajër të kompresuar dhe një krahasim jepen karakteristikat eksperimentale me të dhëna të llogaritura.

Njësia e bashkëgjenerimit DGU-250 përbëhet nga një motor me vidë, një kuti ingranazhi, një gjenerator elektrik dhe një panel kontrolli. Stenda në të cilën është testuar instalimi është e pajisur me instrumente për matjen dhe regjistrimin e temperaturave, presioneve, rrjedhjes së lëngut të punës, si dhe shpejtësisë së rrotullimit të rotorëve të makinës së zgjerimit të vidhave.

Gjatë testimit të VRM në ajër të kompresuar në kushtet e uzinës së prodhuesit, u konfirmua funksionimi i kompleksit dhe të gjitha sistemeve dhe u morën varësi eksperimentale.

Duke përdorur modelin e zhvilluar matematikor të VRM-së, të njëjtat varësi u morën me llogaritje.

Rezultatet e një krahasimi të treguesve eksperimentalë dhe të llogaritur (mospërputhja nuk i kalon 7%) na lejojnë të konkludojmë se modeli matematikor i propozuar është mjaftueshëm i përshtatshëm.

Për më tepër, në kushtet e funksionimit të VRM në shtëpitë e bojlerëve me avull të përfshira në sistemin e furnizimit me ngrohje, faktori kryesor që përcakton mënyrën e funksionimit të kompleksit është ndryshimi i ngarkesës termike të burimit të nxehtësisë, dhe si pasojë, ndryshimi në Presioni i avullit në hyrje Pin. Kjo kërkonte marrjen në konsideratë të ndikimit të Рвх dhe n në treguesit kryesorë të instalimit Fig (1,2,3)

Një avantazh i rëndësishëm i VRM ndaj llojeve të tjera të makinerive të zgjerimit është efekti pozitiv i pranisë së një faze të lëngshme në rrjedhën e gazit në zgjerim në performancën e motorit.

Kur punoni me avull uji, kondensata jo vetëm që mund të formohet në zgavrën e punës kur presioni ulet, por edhe të hyjë në makinë së bashku me avullin. Si rezultat, nën ndikimin e forcave centrifugale, një film kondensate shfaqet në sipërfaqen e shpimit të strehës dhe në sipërfaqet anësore të dhëmbëve, trashësia e të cilit, në varësi të sasisë së kondensatës, mund të jetë e krahasueshme me madhësinë. i boshllëqeve në makinë. Mbushja e boshllëqeve me një film të lëngshëm zvogëlon ndjeshëm rrjedhjen midis zgavrave, gjë që rrit ndjeshëm efikasitetin e vidës

Figura 1 - Varësia e konsumit të avullit nga shpejtësia e rrotullimit të rotorit kryesor në vlera të ndryshme të Pvx.

Figura 2 - Varësia e fuqisë së grupit të gjeneratorit me naftë nga shpejtësia e rrotullimit të vidës së plumbit dhe vlerave të ndryshme të Pvx.

motorri. Llogaritjet duke përdorur programin e zhvilluar treguan se kur madhësia e boshllëqeve zvogëlohet me 2 herë, efikasiteti i makinës rritet me 8%.

Kapitulli i katërt i kushtohet shqyrtimit të kushteve për funksionimin më efektiv të përbashkët të VRM dhe sistemeve të furnizimit me ngrohje nën ngarkesë të ndryshueshme të nxehtësisë së konsumatorëve. Figura 4 tregon një diagram skematik të përfshirjes së një kompleksi gjenerues elektrik në qarkun termik të një dhome bojleri. Mbulimi i pjesës së pikut të kurbës termike sigurohet përmes rregullatorit të presionit 5.

Figura 4 - Diagrami skematik i dhomës së kaldajave me avull me VRM

1 - bojler me avull, 2 - deaerator, 3 - makinë zgjerimi, 4 - gjenerator, 5 - valvul reduktuese të presionit, 6 - rregullator presioni, 7 - ngrohës rrjeti, 8 - pompë ushqimi, 9 - pompë rrjeti, 10 - konsumator.

Gjatë funksionimit të kompleksit, detyra nuk është vetëm të sigurohet rrjedha e avullit përmes VRM-së që korrespondon me ngarkesën e ndryshimit të nxehtësisë, por edhe të marrë prodhimin maksimal vjetor të mundshëm të energjisë elektrike.

Prodhimi i nxehtësisë së VRM (me këtë tregues do të kuptojmë me kusht sasinë e nxehtësisë së transferuar nga rrjedha e avullit duke lënë VRM në instalimin e ngrohjes në rrjet) shprehet me ekuacionin e njohur.

Nga ekuacioni (9) rrjedh se rregullimi i prodhimit termik të VRM në përputhje me ndryshimin e ngarkesës termike është i mundur në dy mënyra:

· ndryshimi i rrjedhës së avullit përmes VRM, i cili mund të kryhet duke rregulluar shpejtësinë e rotorit dhe Рвх;

· rregullimi i presionit përfundimtar, i cili çon në një ndryshim të entalpisë në fund të zgjerimit isentropik dhe, për rrjedhojë, në vlerë.

Duhet gjithashtu të merret parasysh se kur të dyja, dhe lëkunden, ndodh një ndryshim, kryesisht për shkak të shfaqjes së humbjeve nga mospërputhja midis shkallëve të brendshme dhe të jashtme të uljes së presionit, e cila merret parasysh nga efikasiteti i funksionimit të motorit. .

Ky kapitull diskuton mundësitë e rregullimit të rrjedhës së avullit nëpër VRM duke ndryshuar shpejtësinë e rotorit, si dhe me presionin e avullit në hyrje dhe dalje të makinës.

Është vërtetuar se mundësitë më të gjera për ndryshim

Rrjedha e avullit arrihet duke rregulluar shpejtësinë e rotorit, megjithatë, kur punoni paralelisht me sistemin e furnizimit me energji elektrike, nuk është e mundur të përdoret ky opsion kontrolli.

Përcaktimi i varësisë së performancës termike të BRM nga presioni para dhe pas makinës së zgjerimit tregoi se një ndryshim në Pin çon në një ndryshim pothuajse linear në rrjedhën e avullit nëpër motor, dhe ndryshimi i presionit të daljes P2 ka një efekt jashtëzakonisht të parëndësishëm (2-3%) mbi vlerën e Q. Rrjedhimisht, rregullimi i performancës termike të BRM në përputhje me ndryshimin e ngarkesës së nxehtësisë së dhomës së bojlerit është praktikisht i mundur vetëm për shkak të ndryshimit të presionit të avullit në hyrjen në makinë.

Në këtë rast, kufiri i sipërm i kapacitetit të ngrohjes përcaktohet nga vlera maksimale e presionit të avullit që hyn në makinë. Kur presioni i hyrjes zvogëlohet, shkalla e rrjedhës së masës së avullit dhe, rrjedhimisht, kapaciteti i ngrohjes dhe fuqia e VRM zvogëlohen në përputhje me rrethanat.

Propozohet të përcaktohet kapaciteti minimal i ngrohjes së VRM nga kushti i barazisë së fuqisë elektrike Ne të gjeneruar nga gjeneratori elektrik me vlerën e nevojave të vetë dhomës së kaldajave Nсн. Natyrisht, nëse fuqia e prodhuar nuk mbulon nevojat e vetë burimit, përdorimi i një impianti kogjenerimi bëhet i pakuptimtë.

Për të siguruar përdorimin gjatë gjithë vitit të impiantit të kogjenerimit, është gjithashtu e nevojshme të plotësohet kushti.

Një zgjerim i konsiderueshëm i gamës së rregullimit të performancës termike të makinës mund të merret duke ndryshuar shkallën gjeometrike të zgjerimit të motorit, ku Vнр është vëllimi i zgavrës së avullit në momentin që fillon zgjerimi.

Një rritje në performancën termike të VRM është e mundur duke ulur shkallën gjeometrike të zgjerimit, pasi kjo rrit rrjedhën e avullit nëpër makinë. Kjo do të rrisë ndjeshëm mbulimin e ngarkesës termike me avull të shteruar në VRM. Në të njëjtën kohë, prodhimi i përgjithshëm vjetor i energjisë elektrike rritet. Meqenëse është një parametër i projektimit, vlera e tij mund të specifikohet gjatë projektimit të dritares hyrëse të makinës, bazuar në performancën termike të kërkuar të VRM për një dhomë të caktuar bojleri.

Në Fig. 5, kurba e sipërme tregon prodhimin vjetor të energjisë elektrike P.sh. për njësinë në studim në vlera të ndryshme. Vlera maksimale e P.sh. arrihet në = 2,15 dhe arrin në 1,98 milion kWh, duke përfshirë 1,36 milion kWh për periudhën e ngrohjes dhe 0,62 milion kWh për sezonin veror.

Analiza e grafikëve sezonalë të mësipërm tregon se për të mbuluar ngarkesën e verës të furnizimit me ujë të ngrohtë, këshillohet që të ketë vlera të mëdha të , pasi në këtë rast energjia potenciale e avullit që hyn në VRM do të përdoret në maksimum. Prodhimi total i energjisë elektrike gjatë stinës së verës rritet me .

Figura 5 - Prodhimi i energjisë elektrike për ngrohje

dhe periudhat verore të funksionimit të dhomës së bojlerit.

Gjatë sezonit të ngrohjes, për shkak të nevojës për të mbuluar ngarkesën në rritje të nxehtësisë, këshillohet që të keni një makinë me vlera të ulëta. Në këtë rast, prodhimi i energjisë elektrike gjatë sezonit të ngrohjes rritet për shkak të një rritje të rrjedhës së avullit përmes makinës pasi vëllimi i zgavrës së mbushur rritet.

Duke marrë parasysh sa më sipër, propozohet, bazuar në planin vjetor të ngarkesës së nxehtësisë, gjatë projektimit të një makinerie për një dhomë të caktuar kaldajash, të parashikohet mundësia e zëvendësimit të dritares së hyrjes gjatë kalimit nga sezoni i ngrohjes në verë dhe anasjelltas. . Dimensionet e dritares së hyrjes përcaktojnë në mënyrë unike vëllimin e zgavrës në fillim të zgjerimit dhe rrjedhimisht rrjedhën e avullit nëpër makinë.

Llogaritjet kanë treguar se për gjeometrinë e adoptuar të helikës, vlera optimale për periudhën e verës është 3.5; Në të njëjtën kohë, prodhimi i energjisë elektrike për sezon sigurohet në masën 854 mijë kW * h Vlera optimale për periudhën e dimrit është 1.2; Në të njëjtën kohë, prodhimi i energjisë elektrike për sezonin është 1545 mijë kWh. Prodhimi total vjetor i energjisë elektrike në këtë opsion është 2,400 mijë kW * h, që është 420 mijë kW * orë (21,2%) më i lartë se sa me atë optimal gjatë gjithë vitit pa zëvendësuar dritaren e marrjes.

Modelet dhe të gjetura në procesin e eksperimenteve dhe llogaritjeve tregojnë mundësinë e përdorimit të ndryshimit të presionit prapa VRM për të rritur fuqinë elektrike dhe prodhimin vjetor të energjisë elektrike të kompleksit duke mbuluar pa kushte pjesën bazë të grafikut termik.

Për të zbatuar këtë propozim, mjafton të instaloni një rregullator të presionit të kundërt pas VRM-së, që funksionon sipas një programi të lidhur me temperaturën e kërkuar të ngrohjes së ujit të rrjetit në përputhje me orarin e temperaturës së sistemit të ngrohjes. Në veçanti, gjatë verës, presioni i avullit pas VRM P2 mund të reduktohet sa më shumë që të jetë e mundur, gjë që do të bëjë të mundur rritjen e fuqisë së motorit gjatë gjithë periudhës, dhe rrjedhimisht rritjen e prodhimit të energjisë elektrike.

Pjesa e fundit e kapitullit paraqet fushat e llogaritura të ngarkesave termike të mbuluara me motorë me vidë të bazës së 6-të (d=250 mm) dhe të 7-të (d=315 mm). Është përshkruar metodologjia për zgjedhjen e parametrave të projektimit të VRM-së për një dhomë të caktuar të bojlerit. Janë dhënë rekomandime që synojnë arritjen e prodhimit maksimal vjetor të energjisë elektrike.

Një vlerësim teknik dhe ekonomik i zbatimit të DGU-250 në një nga kaldajat tregoi se prodhimi vjetor i energjisë elektrike është 2,400 mijë kWh dhe periudha e shlyerjes nuk i kalon 1.8 vjet.

REZULTATET DHE KONKLUZIONET KRYESORE

1. Është kryer një analizë e zgjidhjeve teknike të njohura për organizimin e gjenerimit të kombinuar të energjisë termike dhe elektrike në shtëpitë e kaldajave. Është vërtetuar se në kushtet e ndryshimit të ngarkesës termike, funksionimi i njësive sipas orarit termik shoqërohet me një përkeqësim të ndjeshëm të efikasitetit të tyre.

2. Është propozuar një model matematik i VRM-së, mbi bazën e të cilit është zhvilluar një metodologji për llogaritjen e procesit të punës për avujt e ujit, duke marrë parasysh ndryshueshmërinë e masës, fenomenin e kondensimit në zgavrat e punës dhe praninë e një fazë e lëngshme në rrjedhë.

3. U rregulluan sistemet e kampionit të zgjerimit kryesor

Janë marrë grupi i gjeneratorit dhe karakteristikat eksperimentale të VRM, duke konfirmuar performancën e tij dhe përshtatshmërinë e modelit të zhvilluar matematikor të makinës.

4. U krye një studim llogaritës i funksionimit të VRM-së në avujt e ujit. Është vërtetuar se efikasiteti i motorit është në intervalin 0,65-0,75 dhe ndryshon pak në një gamë të gjerë të shpejtësive të rotorit dhe presionit fillestar të avullit, gjë që tregon mundësinë e funksionimit efikas të grupit të gjeneratorit me naftë me luhatje të konsiderueshme në ngarkesën termike. .

5. Është treguar se mbushja e boshllëqeve në një makinë me lagështi të kondensuar çon në një rritje të dukshme të efikasitetit të saj duke ulur sasinë e rrjedhjeve

6. Është kryer një analizë e funksionimit të përbashkët të kompletit të gjeneratorit me naftë me sistemin e furnizimit me ngrohje në kushtet e ndryshimit të ngarkesës termike. Analizohen mundësitë e rregullimit të mënyrës së funksionimit të VRM-së.

7. Është zhvilluar një metodologji për optimizimin e prodhimit vjetor të energjisë elektrike bazuar në konsumin e nxehtësisë për kaldaja me vlera dhe raporte të ndryshme të ngarkesave dimërore dhe verore.

8. Janë dhënë rekomandime për zgjedhjen e madhësisë standarde dhe parametrave gjeometrikë të VRM-së për të përftuar prodhimin maksimal vjetor të energjisë elektrike. Është treguar se pothuajse i gjithë diapazoni i ngarkesave termike nga 4 në 75 GJ/h kur përdoren metodat e propozuara të kontrollit mbulohet nga dy madhësi standarde të VRM (baza e 6-të dhe e 7-të).

9. Rezultatet e studimit do të na lejojnë të ngremë çështjen e futjes së gjerë të instalimeve të këtij lloji në shtëpitë e kaldajave me avull industriale dhe të ngrohjes.

1. Instalimi i repin për shtëpitë e bojlerit me avull // Materialet e konferencës V ndërkombëtare - Novocherkassk, 2005. - S. 31-34.

2. Repin kërkimi i një impianti kogjenerimi për shtëpitë e kaldajave me avull // Kursimi i energjisë dhe trajtimi i ujit Nr. 2, 2006.-P.71-72.

3. Repin prodhimin e energjisë elektrike dhe të ftohtë në stacionet e turbinave me gaz. // Materialet e konferencës së katërt shkencore të Rusisë së Jugut. "Teknologjitë dhe instalimet e kursimit të energjisë dhe burimeve." Krasnodar. 2005.-S. 27-30.

4. Për çështjen e rritjes së besueshmërisë së furnizimit me energji elektrike në shtëpitë e bojlerëve me avull // Materialet e konferencës së katërt shkencore të Rusisë së Jugut. "Teknologjitë dhe instalimet e kursimit të energjisë dhe burimeve." Krasnodar. 2005. - fq 27-30.

5. , Ripërdorimi i energjisë me presion të gazit natyror në stacionet e vogla të shpërndarjes së gazit / Kursimi i energjisë. Nr.3, 2004.- fq.70-72.

6. Llogaritja e përsëritjes së procesit të punës së një motori me avull me vidë // Punimet e konferencës V ndërkombëtare. Novocherkassk, 2005. - fq 28-31.

7. , Kompleksi Repin për një kazan me avull // Materialet e Seminarit Ndërkombëtar Shkencor dhe Teknik. Soçi, 2005

8. Rivendosni furnizimin me energji elektrike në një dhomë kazani duke përdorur një cikël në një lëng pune me valë të ulët // Punime të konferencës ndërkombëtare "Problemet e Energjisë", Krime, 2004

9. , Repin, rezultatet e një studimi llogaritës të një kompleksi gjenerues të energjisë elektrike për një kazan me avull // Materialet e Seminarit Ndërkombëtar Shkencor dhe Teknik. Soçi, 2005

Pjesa e kaldajave në furnizimin me ngrohje të të gjithë konsumatorëve të ngrohjes në vendin tonë është rreth 45%. Në të ardhmen, pjesa e shtëpive të kaldajave do të rritet më tej.

Kjo situatë është krijuar për shkak të rritjes së performancës teknike të impianteve të kaldajave dhe, si pasojë, rritjes së kufirit ekonomikisht të mundshëm për përdorimin e furnizimit me ngrohje të kombinuar. Furnizimi me ngrohje industriale karakterizohet nga një kërkesë shumë e konsiderueshme për avull: ai përbën rreth 50% të kërkesës totale për ngrohje të ndërmarrjeve industriale.

Në të ardhmen, numri i kaldajave të fuqishme me një kapacitet prej më shumë se 58 MW (50 Gcal/h) do të rritet ndjeshëm. Megjithatë, shtëpitë e vogla të kaldajave do të kenë ende një pjesë të konsiderueshme; Aktualisht, në vend numërohen rreth 120 mijë kaldaja me kaldaja seksionale prej gize, të cilat sigurojnë deri në 40% të nevojave për ngrohje të sektorit të banesave dhe shërbimeve komunale. Numri i kaldajave në zonat rurale do të rritet ndjeshëm për shkak të përmirësimit të kushteve sociale dhe të jetesës në zonat rurale. Një nga këto kushte është përdorimi i sistemeve të furnizimit me ngrohje që do të ulnin ndjeshëm kostot e punës së banorëve për mirëmbajtjen e tyre dhe do të siguronin një nivel më të lartë të komoditetit termik në ambiente.

Rritja e kapacitetit të kaldajave është ekonomikisht e realizueshme, pasi nëse ka një numër të mjaftueshëm të konsumatorëve të energjisë termike, një rritje e kapacitetit të njësisë dhe numrit të njësive të kaldajave çon në një ulje të kostove të prodhimit dhe koeficientit të personelit. Sidoqoftë, rezultati mund të jetë i ndryshëm nëse shtëpitë e bojlerit funksionojnë për një periudhë të gjatë me një koeficient të ulët të përdorimit të fuqisë termike të instaluar - një fenomen karakteristik për qytetet dhe qytezat e reja, gjatë ndërtimit të të cilave ngarkesa termike fillimisht është shumë e parëndësishme dhe e fuqishme. shtëpitë e kaldajave arrijnë kushte normale funksionimi vetëm pas disa vitesh. Në kushte të tilla funksionimi, shumë komponentë të kostos së energjisë termike rriten në mënyrë specifike (në rubla për njësi të nxehtësisë së gjeneruar): tarifat e amortizimit, kostot e energjisë elektrike, pagat e personelit të shërbimit, etj.

Shkalla e efikasitetit ekonomik të ndërtimit të kaldajave të fuqishme varet nga ritmi i ndërtimit të qytetit: sa më të larta të jenë këto norma, aq më shpejt shtëpitë e bojlerit do të arrijnë kushtet normale të funksionimit.

Llogaritjet kanë treguar se në qytetet e reja, në këtë drejtim, është më e këshillueshme të ndërtohen bojlera të grupit të gazifikuar dhe të dispeçuar, pasi ato ofrojnë kostot më të ulëta të reduktuara gjatë jetës së tyre të shërbimit me një koeficient relativisht të ulët të personelit. Numri i shtëpive të tilla të kaldajave po rritet vazhdimisht. Në ndërmarrjet e specializuara të krijuara të shtëpive të integruara të kaldajave dhe rrjeteve të ngrohjes, janë bashkuar rreth 5000 shtëpi kaldajash, në të cilat numri i kaldajave prej gize është më shumë se 85% e numrit të tyre të përgjithshëm.

Performanca teknike dhe ekonomike e kaldajave universale prej gize (kur funksionojnë me lëndë djegëse të ngurta ose të lëngshme) është përmirësuar ndjeshëm gjatë 20 viteve të fundit: fuqia e njësisë së tyre është rritur nga 0,35 në 0,76 MW (nga 0,3 në 0,65 Gcal/h), dhe Konsumi specifik i metaleve u ul nga 8,2 në 4,1 t/MW (nga 9,5 në 4,8 t/Gcal). Sidoqoftë, pengesa më serioze e kaldajave të ngrohjes universale është efikasiteti i tyre operacional relativisht i ulët: kur punoni me qymyr të papërpunuar - 0,55-0,6, dhe kur digjen gaz - 0,75-0,78. Efikasiteti i kaldajave në shtëpitë e bojlerëve në grup mund të rritet duke përmirësuar dizajnet e njësive të bojlerit, duke ulur temperaturën e gazrave të gripit, duke zgjedhur një mënyrë racionale të djegies, duke automatizuar dhe shpërndarë funksionimin e shtëpive të bojlerit.

Mënyra kryesore për të rritur efikasitetin e shtëpive të bojlerëve të ngrohjes është prodhimi i njësive të bojlerit që kanë një dizajn që është më efikas për sa i përket efikasitetit të djegies së karburantit.

Efikasiteti i djegies së qymyrit rritet kryesisht nëpërmjet mekanizimit gjithëpërfshirës të procesit të djegies. Efekti më i madh (sipas Institutit Kërkimor të Pajisjeve Sanitare TsNIIEP Inxhinierike Equipment) arrihet me një kuti zjarri mekanike me një shufër vidhosje, e cila është mjaft e thjeshtë dhe e besueshme në funksionim, e cila ju lejon të mekanizoni furnizimin me karburant në grilë, lëvizja përgjatë zonës së hekurës, vidhosja e shtresës së djegies dhe heqja e skorjeve të formuara.

Testet e kaldajave me një kuti të tillë zjarri kanë treguar se efikasiteti i tyre funksional rritet me 15-20% për shkak të reduktimit të humbjeve të nxehtësisë me gazrat e gripit (të mëdha kur sipërfaqet e ngrohjes konvektive të kaldajave universale rriten me blozë dhe shtesa, si dhe me një tepricë e shtuar e ajrit që hyn në kutinë e zjarrit) dhe si rezultat i djegies kimike dhe mekanike të karburantit.

Efikasiteti i njësisë së bojlerit të mekanizuar "Bratsk-1", i pajisur me një kuti zjarri të tillë, arrin 87%, gjë që bën të mundur rikuperimin e investimeve kapitale shtesë (një njësi kogjenerimi është më e shtrenjtë se një kazan universal me të njëjtën fuqi) vetëm 3-4 vjet (në varësi të fuqisë së dhomës së bojlerit dhe kohëzgjatjes së funksionimit gjatë vitit).

Me rëndësi të konsiderueshme për rritjen e efikasitetit të kaldajave është dendësia e gazit të tyre, me një rritje në të cilën kohëzgjatja e funksionimit të kaldajave rritet njëkohësisht (rrjedhja e gazrave të nxehtë nga furra në kanalet konvektive përmes boshllëqeve midis seksioneve ngroh metalin). Siç kanë treguar studimet, me një gjerësi hendeku deri në 2 mm të lejuar sipas GOST, koeficienti i ajrit të tepërt arrin 1.5-1.7 në vend të 1.2 të rekomanduar dhe, në përputhje me rrethanat, humbjet e nxehtësisë me gazrat e gripit rriten dhe efikasiteti i kaldajave zvogëlohet.

Mbyllja e boshllëqeve me kordonin e asbestit nuk siguron ngushtësinë e kërkuar të gazit. Rekomandohet përdorimi i mastikës izoluese rezistente ndaj nxehtësisë "Vixisant" e zhvilluar nga Instituti i Kërkimeve Shkencore të Hidraulikës, i prodhuar nga

bazuar në elastomerë silikoni me aditivë dhe mbushës që stabilizojnë nxehtësinë dhe gomë me peshë të ulët molekulare. Kjo mastikë aplikohet nga tubat në sipërfaqen e brinjëve të bashkimit.

Aktualisht, kaldaja prej gize që funksionon nën presion po përhapet gjerësisht jashtë vendit. Përparësitë e kaldajave të tillë janë qëndrueshmëria e koeficientit të ajrit të tepërt dhe, rrjedhimisht, efikasiteti i lartë, largimi i lartë i nxehtësisë nga sipërfaqja e ngrohjes. Kaldaja të tilla po zhvillohen edhe në vendin tonë. Puna e tyre është e pamundur pa vulosjen e mastikëve si Vixisant.

Përmirësimet në modelet e kaldajave me fuqi të ulët dhe të mesme kanë eliminuar praktikisht perspektivat për futjen në vendin tonë të ngrohësve të kontaktit të mbushur me hundë FNKV, efikasiteti i të cilave, për shkak të pranisë së transferimit të nxehtësisë së kontaktit, ishte afër unitetit. Disavantazhi i pajisjeve të tilla - kostoja e energjisë elektrike për të ngritur ujin e nxehtë në lartësinë e kërkuar dhe për të kapërcyer rezistencën hidraulike të sistemit - nuk është vendimtar kur krahasohet me opsionin bazë - kaldaja që kanë një efikasitet relativisht të ulët. Tani kjo teknikë e re ka rezultuar të jetë ekonomikisht jopraktike.

Temperatura e gazit të tymit zakonisht zvogëlohet duke përdorur ekonomizues të instaluar pas kaldajave. Sa më e shtrenjtë të jetë karburanti i djegur në to, aq më i përshtatshëm është ftohja e gazeve më thellë në ekonomizues. Temperatura ekonomikisht e realizueshme e këtyre gazeve pas ekonomizuesit t`` eq.cel duhet të plotësojë kushtin.

Ku t eq.kor- temperatura minimale e lejuar e gazit në ekonomizues, e përcaktuar në bazë të papranueshmërisë së korrozionit të sipërfaqeve të tij;

t` ek-temperatura e gazrave që hyjnë në ekonomizues.

Ekonomizuesit sipërfaqësor nuk e ulin temperaturën e gazit të gripit në një vlerë ekonomikisht të mundshme. Për më tepër, në shtëpitë e kaldajave me kapacitet të vogël, nuk është praktike të instalohen ekonomizues konvencionalë, pasi vendosja e tyre kërkon hapësirë ​​të konsiderueshme shtesë, dhe prodhimi i ekonomizuesve konvencional kërkon një sasi të madhe metali. Këto disavantazhe mungojnë në ekonomizuesit e kontaktit, të cilët përdorin jo vetëm nxehtësinë e ndjeshme të gazrave të shkarkimit, por edhe nxehtësinë latente të avullimit, e cila siguron një efekt të lartë ekonomik të përdorimit të tyre.

Aktualisht, ekonomizuesit e kontaktit EK-BM me fuqi deri në 1.22 MW (1.05 Gcal/h) janë duke u prodhuar në masë, të përdorur në shtëpitë e kaldajave të ndërmarrjeve industriale dhe komunale; Ngrohin ujin për nevoja teknologjike. Përparësitë e ekonomizuesve të kontaktit: kursime metalike, intensitet i lartë i shkëmbimit të nxehtësisë midis gazeve dhe një shtrese paketimi unazash qeramike, një sipërfaqe e madhe e shkëmbimit të nxehtësisë për njësi vëllimi dhe një rritje e mprehtë e efikasitetit të impianteve të bojlerit (me 10-15%). .

Sidoqoftë, ekonomizuesit EK-BM kanë gjithashtu disavantazhe të rëndësishme: dimensionet e mëdha të njësisë (me një fuqi prej 1,22 MW, gjatësia e saj është 2,44, gjerësia 2 dhe lartësia 5 m; masa e madhe - 5 t, duke përfshirë masën e pjesëve metalike 2,2 t ); pamundësia e përdorimit të presionit të krijuar në rrjetin e ujësjellësit të qytetit për të ngritur ujin e ngrohur tek konsumatorët (për shkak të një këputjeje të rrjedhës së ujit brenda ekonomizuesit); papërshtatshmëria e ekonomizuesve për furnizimin me ujë të ngrohtë shtëpiak, pasi substancat kancerogjene, azoti dhe oksidet e karbonit që përmbahen në gazrat e shkarkimit transferohen në ujë gjatë ngrohjes me kontakt.

Këto disavantazhe eliminohen në një ekonomizues kontakti me qark të dyfishtë i zhvilluar nga T.P nevojave.

" Gazrat nga derri i grumbullimit të dhomës së bojlerit hyjnë në ekonomizuesin e kontaktit dhe, pasi kanë hequr dorë nga nxehtësia e tyre në një temperaturë prej rreth 30°C, hiqen me anë të një shkarkimi tymi në oxhak. Uji hyn në ekonomizues përmes një shpërndarësi uji, ngrohja kryesore e ujit ndodh në një grykë të përbërë nga unaza qeramike. Uji i ngrohur në një temperaturë prej 65°C më pas hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë, ku i jep nxehtësinë e tij ujit të rubinetit dhe pompohet në shpërndarësit e ujit, dhe uji i rubinetit i ngrohur në afërsisht 55°C shkarkohet në rezervuarin e akumulatorit të ujit të nxehtë. sistemi i furnizimit. Megjithatë, jeta e shërbimit të shkëmbyesit të nxehtësisë dhe pompës është e shkurtër për shkak të pranisë në ujin e qarkut primar të një sasie të madhe dhe vazhdimisht në rritje të dioksidit të karbonit të lirë dhe oksigjenit. Në këtë drejtim, janë instaluar pompa të ujërave të zeza rezistente ndaj acidit dhe përdoren tuba plastikë dhe shkëmbyes nxehtësie.

Kapaciteti ngrohës i një ekonomizuesi të tillë për një kazan me gjashtë kaldaja Minsk-1 me një kapacitet ngrohjeje prej 0,93 MW (0,8 Gcal/h) secili u përcaktua të jetë 1 MW (0,86 Gcal/h), gjë që bëri të mundur braktisjen instalimi i një bojleri (efiçenca e bojlerit u rrit me 18%). Me rritjen e kostove të karburantit, periudha e kthimit të investimeve kapitale nuk i kalon 2 vjet.

Efikasiteti ekonomik i përdorimit të një ekonomizuesi të tillë varet kryesisht nga dendësia e ujitjes së grykës së tij me ujë, shpejtësia e gazrave në të dhe lartësia e miratuar e grykës. Me rritjen e shpejtësisë së gazeve, kostoja e ekonomizuesit zvogëlohet dhe niveli i shfrytëzimit të nxehtësisë së tyre rritet, por rriten kostot e energjisë. Në të njëjtën kohë, këto kosto dhe niveli i ujit rriten me rritjen e densitetit të ujitjes ose lartësisë së grykës.

Është e qartë se ekzistojnë disa kombinime të vlerave të parametrave të listuar në të cilat kostot e dhëna të instalimit do të ishin minimale. Vështirësia për të gjetur një kombinim të tillë optimal zvogëlohet ndjeshëm nëse fillimisht gjendet një interval i efikasitetit të lartë termik të grykave, i cili është një herës i koeficientit vëllimor të transferimit të nxehtësisë k v , W/(m 3∙ K) [kcal/(h ∙m 3∙ C), pjesëtuar me fuqinë N, shpenzuar për tejkalimin e rezistencës së hundës. Së pari, koeficienti i tij i transferimit të nxehtësisë kn përcaktohet duke përdorur formulën e N. M. Zhavoronkov:

. (13.2)

Koeficienti vëllimor i transferimit të nxehtësisë kv është prodhimi i k n dhe sipërfaqes prej 1 m 3 të grykës (për unazat 25X25 mm kjo sipërfaqe është ≈205 m 2).

Fuqia e kërkuar përcaktohet duke përdorur formula të njohura. Shpejtësia mesatare e gazit në ekonomizues nuk duhet të kalojë 1-1,2 m/s, dhe dendësia e ujitjes nuk duhet të kalojë 5-10 m3/(m2 ∙h). Në kushte të tilla, është e mundur që procesi i transferimit të nxehtësisë të kryhet mjaft ekonomikisht dhe të shmanget instalimi i një strehimi ekonomizues tepër të rëndë dhe të shtrenjtë.

Efikasiteti ekonomik i një njësie ekonomizuesi mund të rritet gjithashtu duke përdorur lloje të tjera paketimi që kombinojnë një sipërfaqe më të madhe të shkëmbimit të nxehtësisë me një formë më të efektshme aerohidrodinamike. Zgjedhja e një ose një hundë tjetër përcaktohet nga llogaritjet ekonomike.

Një skemë ekonomikisht shumë efektive për përdorimin e shkëmbyesve të nxehtësisë së kontaktit në dhomat e bojlerit u zhvillua nga Instituti Kërkimor i Inxhinierisë Sanitare dhe Pajisjeve të Ndërtimit (Kiev). Prania në shtëpitë e tilla të kaldajave të jo vetëm ekonomizuesve të kontaktit, por edhe ngrohësve të ajrit të kontaktit bën të mundur uljen e konsumit të karburantit në të njëjtën kohë dhe eliminimin e përdorimit të trajtimit kimik të ujit për të ushqyer sistemin e furnizimit me ngrohje. Ky rezultat arrihet për faktin se procesi i formimit të kondensatës që ndodh në ekonomizuesin e kontaktit (nga avujt e ujit që përmbahen në gazrat e gripit) përmirësohet duke lagështuar ajrin që hyn në ngrohësin e ajrit të kontaktit. Përdorimi i një skeme të tillë në dhomën e integruar të bojlerit të kompleksit të teknologjisë së energjisë të Uzinës së Plexiglasit Chelyabinsk (dy kaldaja KV-GM-50 dhe një kazan GM-50) tregoi se kur ngrohni ajrin që hyn në kaldaja, aq shumë kondensatë mund të të sigurohet se dhoma e bojlerit mund të funksionojë pa trajtim kimik të ujit (kur ktheheni nga sistemet e ngrohjes më shumë se 66% kondensatë). Një efekt shtesë është emetimi i oksideve të azotit (nga oxhaku në atmosferë) i reduktuar disa herë.

Uji i ngrohur në ekonomizues derdhet në dekarbonizues dhe më pas, duke përdorur një pompë, dërgohet në shkëmbyesin e ndërmjetëm të nxehtësisë dhe shkëmbyesin e nxehtësisë të sistemit të furnizimit me ujë të nxehtë dhe më pas kthehet në ekonomizues. Një pjesë e këtij uji furnizohet në rezervuar, nga ku më pas pompohet në deaerator dhe më pas futet në sistemin e ngrohjes.

Uji qarkullues në ngrohësin e ajrit përzihet me ujin e rubinetit, një pjesë e të cilit kompenson humbjet e tij për shkak të avullimit në ngrohësin e ajrit, dhe pjesa e mbetur largohet në kanalizim, duke marrë me vete kripërat që përmbahen në ujë.

Funksionimi i një impianti të tillë kaldajash në Uzinën e Plexiglasit Chelyabinsk bëri të mundur uljen e kostos së energjisë termike të gjeneruar me 15% dhe investimeve kapitale specifike me 10% krahasuar me të njëjtët tregues ekonomikë për një kazan konvencional me të njëjtin kapacitet.

Një rritje e konsiderueshme e efikasitetit të shtëpive të bojlerëve të grupit arrihet duke zhvilluar (gjatë projektimit të tyre) një mënyrë funksionimi racional për kaldaja; në këtë mënyrë, efikasiteti i kaldajave në çdo ngarkesë në dhomën e bojlerit duhet të jetë afër maksimumit të mundshëm për një lloj të caktuar kazani dhe lloj karburanti.

Dihet se me një rritje të prodhimit të nxehtësisë së bojlerit, humbjet specifike në mjedis q 5 zvogëlohen dhe humbjet specifike me gazrat e gripit. q2, nën djegie kimike q 3 dhe mekanike q 4 rritje nën djegie. Së pari, ulja e humbjeve q 5 është më e madhe se rritja e humbjeve q 2 + q 3 + q 4 dhe efikasiteti i bojlerit rritet, por më pas humbet q 2 + q 3 + q 4 rritet dhe jo zvogëlohet q 5 , dhe efikasiteti fillon të ulet.

Duke ditur varësinë e efikasitetit të kaldajave nga ngarkesa e tyre termike, është e mundur të vendoset një mënyrë racionale e funksionimit të tyre.

Sipas AKH (Akademia e Shërbimeve Publike), funksionimi më ekonomik i kaldajave Kch-3 dhe Kch-2, të pajisur me djegës paradhomësh ose injeksioni për djegien e gazit, me një efikasitet prej të paktën 85%, dhe kur digjen karburant. vaj - të paktën 82% për kaldaja Kch-2 dhe 85% për kaldaja Kch-3. Duke marrë parasysh këtë, orari i funksionimit për secilin bojler hartohet sipas kushteve themelore të mëposhtme: 1) numri i kaldajave që funksionojnë gjatë gjithë periudhës së ngrohjes duhet të sigurojë funksionimin e tyre me një efikasitet të paktën minimumin e lejuar; 2) fillimisht vihen në punë kaldaja me efikasitet më të lartë.

Bazuar në këto kushte, është e mundur të hartohet një orar për funksionimin e katër kaldajave Universal-5 të vendosur në një dhomë kazan me një kapacitet ngrohjeje prej 1.58 MW (1.36 Gcal/h). Një kazan duhet të funksionojë me një ngarkesë të dhomës së bojlerit deri në 0,35 (0,3), dy kaldaja - në intervalin e ngarkesës nga 0,35 në 0,62 (0,3 në 0,53), tre kaldaja - nga 0,62 në 0,87 (nga 0,53 në 0,75) dhe katër kaldaja - me një ngarkesë prej më shumë se 0,87 MW (0,75 Gcal/h). Natyrisht, duke pasur parasysh prodhimin e nxehtësisë së projektuar të dhomës së bojlerit, kaldaja do të funksionojë më pak ekonomikisht; kjo periudhë e shkurtër kohore do të ndodhë kur ngarkesa kalon 0,36∙4=1,44 MW (1,24 Gcal/h). Në temperaturat e projektimit të ajrit të jashtëm - 32°C dhe ajrit të brendshëm 18°C, një kazan duhet të funksionojë në një temperaturë të ajrit të jashtëm mbi 5°C, dy kaldaja - në intervalin nga 5 në -2°C, tre kaldaja - në variojnë nga -2 deri në -10°C dhe katër kaldaja - në temperatura nën -10°C. Një efekt edhe më i madh do të arrihet nëse, përveç këtyre llogaritjeve, temperaturat e ujit që del nga çdo kazan përcaktohen në të ndryshme t"H.

Orare të ngjashme duhet të hartohen për shtëpitë e kaldajave me kaldaja më të mëdha. Në të gjitha rastet, prania e orareve të tilla si pjesë e projekteve të shtëpive të kaldajave përkatëse do të kursejë një sasi të konsiderueshme karburanti pa investime kapitale shtesë.

Praktika ka treguar se kur rregulloni manualisht fuqinë e ngrohjes së kaldajave, efikasiteti i tyre është dukshëm më i vogël se ai i llogaritur. Kur përdorni rregullatorë që funksionojnë automatikisht, efikasiteti i kaldajave të gazifikuar rritet ndjeshëm. Në këtë rast, fuqia e ngrohjes së dhomës së bojlerit rregullohet duke ruajtur temperaturën e ujit që del nga kaldaja në përputhje me orarin e llogaritur të ngrohjes. Në të njëjtën kohë, duke ndryshuar sasinë e ajrit të furnizuar në zonën e djegies (me një shpejtësi të rregulluar të rrjedhës së gazit), sigurohet djegie me cilësi të lartë.

Një rritje në efikasitetin e impianteve të kaldajave arrihet gjithashtu duke shpërndarë funksionimin e tyre dhe praninë e pajisjeve automatike të kontrollit të djegies së gazit në kaldaja të gazifikuara. Sipas Institutit të Kërkimeve të Shën Petersburgut AKH, kur përdoren pajisje të tilla, konsumi i gazit zvogëlohet me 7% nga vlera e tij e llogaritur kur rregullon manualisht procesin e djegies. Dispeçimi i funksionimit të dhomave të bojlerit siguron kursime shtesë të nxehtësisë, pasi lejon zbulimin në kohë dhe eliminimin e të gjitha shkeljeve të procesit të djegies. Në të njëjtën kohë, po zgjidhet një detyrë e dytë, shumë e rëndësishme - zvogëlimi i numrit të punëtorëve që servisin shtëpitë e kaldajave. Në shumë raste, kjo arrihet duke hequr të gjithë personelin operativ nga dhomat e bojlerit dhe duke i servisuar periodikisht ato nga mekanikët e stafit në qendrën e kontrollit.

Kështu, në një sërë qytetesh të vendit, veçanërisht, është kryer dispeçimi i punës së kazanëve në grup, të organizuar sipas një skeme një ose dy faza. Në skemën e parë, të gjitha shtëpitë e bojlerit janë të lidhura drejtpërdrejt me qendrën qendrore të kontrollit, në skemën e dytë, pika qendrore është e lidhur me qendrat lokale të kontrollit, të cilat marrin sinjale për funksionimin e secilës kazan të lidhur me këtë pikë. Skema me një fazë është më e thjeshtë, por kërkon linja të pavarura komunikimi për secilën dhomë të bojlerit të lidhur. Me një skemë me dy faza, kostoja e këtyre linjave është më e ulët, por kostot e ngritjes së dhomave të kontrollit rriten.

Fizibiliteti ekonomik i dërgimit të funksionimit të shtëpive të bojlerit përcaktohet duke krahasuar kostot e dhëna, rubla, për shtëpitë e kaldajave konvencionale P n.a. dhe për të dërguar P d:

Ku Zko t dhe Z d- pagat e personelit që shërben në shtëpitë e kaldajave të padërguara dhe të dërguara (me akruale); K o- investimet kapitale në pajisje dhe instrumente;

K p, K zd, K l- kostot e punës projektuese, ndërtimi i ambienteve të dhomës së kontrollit dhe linjave të komunikimit;

R o, R l, R a- shpenzimet për riparime të mëdha të pajisjeve për sistemin e dispeçimit të linjës së komunikimit dhe për marrjen me qira të ambienteve;

∆T- zvogëlimi i kostove për ngrohjen e konsumuar në sistemet e ngrohjes dhe furnizimit me ujë të nxehtë të lidhur me këto kazane të dërguara;

U– faktori i kostos.

Mësimi i shërbimit të sistemit të dërgimit të dhomës së bojlerit aktualisht mund të përcaktohet vetëm në mënyrë tentative, pasi perspektivat për përparimin teknik në këtë fushë të banesave dhe shërbimeve komunale janë ende të paqarta. Megjithatë, mund të supozohet se do të jetë afër jetëgjatësisë mesatare të shërbimit të pajisjeve inxhinierike të ndërtesave të banimit, e cila aktualisht konsiderohet të jetë 30-35 vjet, duke marrë parasysh vjetërsimin; në këtë rast U≈ 12.

Një rënie e ndjeshme e efikasitetit të kaldajave të ngrohjes industriale vihet re për shkak të luhatjeve të mprehta të ngarkesave, të mëdha në përmasa dhe të shkurtra në kohë (në rastet kur ngarkesat termike për nevoja teknologjike tejkalojnë ndjeshëm ato të ngrohjes dhe ventilimit dhe ato janë të pabarabarta). Për shkak të konsumit të ndryshueshëm të nxehtësisë, ndryshon mënyra e funksionimit të furrës, e cila, për shkak të inercisë së saj, nuk përshtatet menjëherë me ngarkesën e ndryshuar, dhe kaldaja funksionon në një gjendje të paqëndrueshme; në të njëjtën kohë, efikasiteti i kaldajave vertikale të tubave të ujit zvogëlohet me 4-8%.

Përdorimi i akumulatorëve termikë siguron funksionimin e kaldajave me ngarkesë konstante me efikasitet të lartë në rastet kur luhatjet e tij midis konsumatorëve janë shumë të rëndësishme. Përveç kësaj, bateritë thithin një pjesë të ngarkesës maksimale, gjë që shpesh bën të mundur zvogëlimin e numrit të kaldajave të instaluar ose fuqisë së njësisë së tyre.

Nëse ka kaldaja me avull në dhomën e kaldajave të ngrohjes industriale, këshillohet përdorimi i akumulatorëve me presion të ndryshueshëm me avull-ujë. Kur presioni në to zvogëlohet, uji do të mbinxehet dhe pjesërisht do të shndërrohet në avull, i cili furnizohet shtesë për konsumatorët. Kur ngarkesa zvogëlohet, një pjesë e avullit të krijuar hyn në bateri, ku kondensohet, duke rritur entalpinë e ujit në bateri.

Bateri të tilla përdoren gjerësisht jashtë vendit. Fizibiliteti i instalimit të tyre përcaktohet nga llogaritja ekonomike, e cila merr parasysh një rritje të efikasitetit të shtëpisë së bojlerit me një mesatare prej 10%. Zona e përdorimit ekonomikisht të mundshëm të baterive varet nga raporti i kapacitetit të tyre të ruajtjes L, t avullit, ndaj ngarkesës mesatare të kazanit D mesatar, t/h. Sipas Yu. L. Gusev dhe I. I. Pavlov, me L/Dsr deri në 4.2, kur krahasohen kostot e dhëna për një dhomë bojler me katër kaldaja të gazifikuara DKVR-10 dhe një dhomë kazan me tre kaldaja të njëjta dhe një akumulator.

Efekti më i madh nga përdorimi i baterive arrihet në shtëpitë e kaldajave që funksionojnë me lëndë djegëse të ngurtë, pasi në raste të tilla, për shkak të inercisë së lartë termike të furrës dhe shtresës së karburantit, kaldaja sillen në modalitetin e funksionimit me efikasitet të lartë (pas pikut ose ngarkesa të reduktuara ndjeshëm) pas një intervali të konsiderueshëm kohor.

Në shumë ndërmarrje, humbjet e avullit ndonjëherë arrijnë 15-20% të prodhimit të tyre total. Shkaqet më të zakonshme të këtyre humbjeve janë mosfunksionimi i kurtheve të avullit, formimi i avullit dytësor në rezervuarët e grumbullimit të kondensatës dhe fryrja e kaldajave me avull.

Për funksionimin normal të kurthit të kondensatës, është e nevojshme që presioni i avullit në montimin e tij të hyrjes të jetë së paku 35 kPa (0,35 kgf/cm 2) dhe të jetë në gjendje të shtrydhë kondensimin në vijën e kondensatës nëse kjo e fundit ndodhet mbi kurth i kondensatës. Nëse ka më pak presion, instalohen rondele mbajtëse, por kur presioni i avullit ndryshon, ato nuk mund të rregullojnë sasinë e kondensatës së shkarkuar në përputhje me rrethanat. Rondele mbajtëse e rregullueshme nuk i ka këto disavantazhe, seksioni kryq i vrimës së të cilit mund të ndryshohet duke përdorur një vidë.

Rondele është instaluar midis dy fllanxhave. Për ta riparuar atë, si dhe për të kaluar shpejt një sasi të madhe kondensate të formuar në fillim të funksionimit të tubacionit të avullit, një linjë anashkalimi me një valvul mbyllëse mbi të është instaluar pranë rondele.

Përshkrim:

Kostot e energjisë përbëjnë një pjesë të konsiderueshme të kostove operative për çdo ndërtesë komerciale. Modernizimi i sistemeve inxhinierike mund të zvogëlojë këto kosto. Investimet kapitale në modernizimin e pajisjeve të bojlerit në shumë raste kanë një periudhë të shkurtër kthimi.

Efikasiteti ekonomik i modernizimit të dhomës së bojlerit

Kostot e energjisë përbëjnë një pjesë të konsiderueshme të kostove operative për çdo ndërtesë komerciale. Modernizimi i sistemeve inxhinierike mund të zvogëlojë këto kosto. Investimet kapitale në modernizimin e pajisjeve të bojlerit në shumë raste kanë një periudhë të shkurtër kthimi.

Rregullim shumë efikas

Një nga mënyrat më të mira për të garantuar funksionimin efikas të një kazani është rregullimi me efikasitet të lartë, i cili mund të zbatohet si për kazanët me avull ashtu edhe për ato me ujë të nxehtë. Kontrolli me efikasitet të lartë ju lejon të kurseni mesatarisht 4 deri në 5% të energjisë termike të përdorur dhe të paguani vetë brenda një viti.

Si mund ta përmirësoni efikasitetin e bojlerit tuaj? Dihet se në një raport të caktuar të normave të rrjedhës së ajrit dhe karburantit, djegia më e plotë ndodh brenda bojlerit. Në këtë rast, është e nevojshme të arrihet procesi i djegies me një sasi minimale të ajrit të tepërt, por nën kushtin e detyrueshëm të sigurimit të djegies së plotë të karburantit. Nëse ajri i tepërt i furnizohet kutisë së zjarrit në sasi më të mëdha se sa kërkohet për procesin e djegies normale, atëherë ajri i tepërt nuk digjet dhe vetëm ftohet në mënyrë të padobishme kutinë e zjarrit, e cila nga ana tjetër mund të çojë në humbje për shkak të djegies jo të plotë kimike të karburantit.

Është gjithashtu e nevojshme të kontrollohet temperatura e gazrave të gripit. Kur temperatura e gazrave të gripit në daljen e bojlerit është shumë e lartë, efikasiteti i njësisë zvogëlohet ndjeshëm për shkak të lëshimit të nxehtësisë së tepërt në atmosferë, e cila mund të përdoret për qëllimin e saj të synuar. Në të njëjtën kohë, kur punoni në lëndë djegëse të lëngshme, temperatura e gazrave të gripit në daljen e bojlerit nuk duhet të lejohet të ulet nën 140 °C kur përmbajtja e squfurit në karburant nuk është më shumë se 1% dhe nën 160 °C kur përmbajtja e squfurit në karburant nuk është më shumë se 2-3%. Këto vlera të temperaturës përcaktohen nga pika e vesës së gazrave të gripit. Në këto temperatura, procesi i kondensimit fillon në tubat e tymit dhe në dhomën e grumbullimit të tymit. Kur squfuri që përmbahet në lëndë djegëse bie në kontakt me kondensat, një reaksion kimik rezulton në formimin e acidit sulfurik fillimisht dhe më pas acidit sulfurik. Rezultati është korrozioni intensiv i sipërfaqeve ngrohëse.

Për të arritur një efikasitet më të madh të rregullimit me saktësi të lartë, është e nevojshme që fillimisht të kryhet një pastrim bazë i kutisë së zjarrit dhe oxhaqeve. Për të reduktuar ajrin e tepërt dhe për të ulur temperaturën e gazrave të gripit është e nevojshme:

– eliminoni rrjedhjet në dhomën e djegies;

– kontrolloni tërheqjen e oxhakut dhe, nëse është e nevojshme, instaloni një damper në oxhak;

– rritja ose ulja e fuqisë nominale hyrëse të bojlerit;

– monitoroni përputhshmërinë e sasisë së ajrit të djegies;

– optimizoni modulimin e djegësit (nëse djegësi është i pajisur me këtë funksion).

Për kaldaja me gaz, duke përdorur një matës gazi dhe një kronometër, mund të zbuloni nëse sasia e kërkuar e karburantit furnizohet me djegësin. Nëse kaldaja ndizet me vaj të rëndë, kontrollohet nëse prurja e matur nga gryka e matësit të rrjedhës dhe presioni i krijuar nga pompa e vajit janë të përshtatshme për funksionimin efikas të bojlerit.

Një analizues i gazit të shkarkimit përdoret për të vlerësuar efikasitetin e djegies. Matjet bëhen para dhe pas rregullimit.

Më të përshtatshmet për rregullim me efikasitet të lartë janë kaldaja me kuti zjarri me gaz të fryrë dhe kuti zjarri vaji. Më pak të përshtatshme janë kaldaja me ndezës të kombinuar për dy lloje karburantesh, si dhe kaldaja me gaz me ndezës atmosferikë.

Për djegësit e kombinuar, funksionimi me një lloj karburanti është shpesh një kompromis për të ruajtur funksionalitetin në një lloj tjetër karburanti. Dhe rregullimi i kaldajave me gaz me një djegës atmosferik është i kufizuar nga rregulloret teknike dhe karakteristikat fizike të pajisjeve.

Rregullimi me kalime

Për kaldaja prej gize në sistemet e ngrohjes, kur rregulloni furnizimin me nxehtësi në sistemin e ngrohjes sipas temperaturës së brendshme të ajrit në dhomën e kontrollit të ndërtesës (rregullimi i "devijimit"), mund të kryhet duke fikur periodikisht sistemin (" rregullimi i anashkalimit) duke përdorur një sensor të temperaturës. Kjo do të kursejë 10 deri në 15% të energjisë termike të konsumuar dhe do të paguajë veten brenda dy viteve.

Për kaldaja çeliku, kjo metodë e rregullimit të temperaturës së ujit është e padëshirueshme. Nga pikëpamja e karakteristikave të forcës për një kazan çeliku, një ndryshim i madh i temperaturës nuk është i rrezikshëm, por bojleri nuk duhet të funksionojë me një temperaturë uji në tubacionin e kthimit (në hyrje të bojlerit) nën 55 °C. Fakti është se në këtë temperaturë të ujit të bojlerit, temperatura e gazrave të gripit në pikat e kontaktit me murin e tubit të tymit mund të jetë nën temperaturën e pikës së vesës, gjë që do të shkaktojë formimin e kondensimit në muret e tymit. tubacionet dhe çojnë në korrozionin e parakohshëm të tyre. Prandaj, ata shpesh përdorin kontrollin e temperaturës së ujit duke përdorur një valvul me tre drejtime me një sensor të temperaturës, disavantazhi i kësaj metode është një periudhë e gjatë kthimi, nga 5 vjet e lart. Si alternativë, kontrolli i kapërcimit mund të përdoret në kombinim me një sensor termostatik të temperaturës së ujit të kthimit. Kjo metodë është më pak ekonomike dhe do të paguhet brenda 4-5 viteve.

Rregullimi duke fikur

Në praktikën e zakonshme, në vjeshtë, me fillimin e sezonit të ngrohjes, shërbimi i mirëmbajtjes fillon sistemin e ngrohjes dhe e fiket vetëm në pranverë. Kjo çon në faktin se edhe në ditët e ngrohta kaldaja nuk fiket dhe vazhdon të punojë.

Kontrolli automatik duke fikur kur temperatura e jashtme arrin +8 °C mund të kursejë nga 3 deri në 5% të energjisë termike të konsumuar dhe do ta paguajë veten në 2-3 vjet.

Rregullimi i ciklit të bojlerit

Nëse funksionimi i bojlerit rregullohet me "kalime" në varësi të temperaturës së ajrit të jashtëm, shpesh lind problemi i mëposhtëm: gjatë periudhave të tranzicionit, kur temperatura e jashtme ndryshon ndjeshëm gjatë ditës, cikli i ndezjes/fikjes së bojlerit është zakonisht i shkurtër, tubat dhe pajisjet e ngrohjes nuk kanë kohë për t'u ngrohur siç duhet dhe kjo çon në nënnxehje të ndërtesës; në dimër, kur temperatura e ftohtë mbetet konstante, cikli i ndezjes/fikjes së bojlerit është tepër i gjatë, gjë që çon në mbinxehje të tepërt të ndërtesës. Për të eliminuar këtë problem, rekomandohet instalimi i një kontrolluesi që rregullon kohën minimale dhe maksimale të ndezjes së bojlerit. Kjo kursen nga 3 deri në 5% të energjisë termike të konsumuar dhe do ta paguajë veten në afërsisht 3 vjet.

Artikulli i përgatitur N. A. Shonina, pedagoge e lartë në MArchI

P.B. Roslyakov, K.A. Pleshanov,
Instituti i Energjisë në Moskë (Universiteti Teknik)

SHËNIM

Më poshtë do të shqyrtojmë një metodë të djegies së karburantit me djegie të kontrolluar kimike, e cila lejon zvogëlimin e emetimit të oksideve të azotit me 20-40% dhe rritjen e efikasitetit të bojlerit. Prezantohen rezultatet e zbatimit të metodës, studimet eksperimentale dhe teorike.

1. HYRJE

Strategjia ruse e energjisë për periudhën deri në vitin 2030, e miratuar nga qeveria ruse, vendos detyra të reja për të përmirësuar efikasitetin energjetik dhe mjedisor të kompleksit rus të karburantit dhe energjisë në tërësi. Këto kërkesa janë formuluar për pajisjet e reja dhe tashmë funksionale të fuqisë dhe në veçanti për kaldaja me avull.

2. METODAT E DJEGJES SË KARBURANTIT

2.1. Idetë tradicionale për djegien e karburanteve në furrat e bojlerit

Shumica e flotës teknike të kaldajave në Rusi u zhvilluan para viteve '80. Në ato ditë, besohej se karburanti duhet të digjej me tension të lartë termik të seksionit kryq të dhomës së djegies qF, koeficienti i ajrit të tepërt a, në temperatura të larta në zonën e djegies aktive (ACZ) - Kjo lejon minimizimin e humbjeve me djegie kimike dhe mekanike. të karburantit. Por në kushte të tilla, emetimi i oksideve të azotit NOX është maksimal. Prandaj, problemi i përmirësimit të karakteristikave mjedisore të kaldajave ekzistuese është veçanërisht i mprehtë.

2.2. Mënyrat për të përmirësuar karakteristikat mjedisore të kaldajave, të zbatuara në fazën e djegies së karburantit

Prezantimi i masave për reduktimin e emetimeve të substancave të dëmshme (HS) në kaldaja të vjetra, si djegia në shkallë, faza, riqarkullimi i produkteve të djegies, etj. çon, si rregull, në një ulje të efikasitetit të bojlerit, kërkon një sasi të konsiderueshme rindërtimi dhe kosto të konsiderueshme financiare.

Pas miratimit në vitin 2004 të Ligjit Federal "Për ratifikimin e Protokollit të Kiotos të Konventës Kuadër të Kombeve të Bashkuara për Ndryshimet Klimatike", vendi i kushtoi vëmendje të veçantë efikasitetit të termocentraleve dhe reduktimit të emetimeve të gazeve serrë CO2 në Atmosferë. Prandaj, mjetet moderne të reduktimit të oksideve

azoti jo vetëm që duhet të përmirësojë sigurinë mjedisore të bojlerit, por edhe të rrisë efikasitetin e funksionimit të tij. Metoda e djegies së karburantit me nën djegie të kontrolluar kimike, e zhvilluar në MPEI, kombinon kërkesat për përmirësimin e efikasitetit mjedisor dhe ekonomik të bojlerit.

Metoda është optimale nga pikëpamja e zbatimit, sepse është e thjeshtë, me kosto të ulët dhe zbatohet shpejt.

3. DJEGJE E KARBURANTIT ME NËNDJEJE TË KONTROLLUAR KIMIKE

3.1. Thelbi fizik i metodës

Ideja kryesore e metodës së djegies së karburantit me djegie të moderuar është zvogëlimi i ajrit të tepërt lokal në dhomën e djegies duke zvogëluar sasinë e ajrit të organizuar të furnizuar në furre. Një rënie e oksigjenit të lirë në zonën e djegies shtyp formimin e oksideve të azotit termik dhe karburantit, ndërsa emetimi i produkteve të djegies jo të plotë të karburantit, i kontrolluar nga përmbajtja e monoksidit të karbonit CO në produktet e djegies, rritet paksa (Fig. 1). .

3.2. Përcaktimi i mënyrës optimale të djegies së karburantit

Në studimet eksperimentale të kryera gjatë djegies së llojeve të ndryshme të karburantit në kaldaja me kapacitete të ndryshme, u përcaktuan karakteristikat mjedisore dhe ekonomike të kaldajave. Prandaj, gazrat e gripit nga termocentralet përmbajnë sasi të ndryshme të papastërtive të dëmshme për mjedisin

Siguria mjedisore e funksionimit të bojlerit u vlerësua nga treguesi total i rrezikut toksik ΠΣ, i cili merr parasysh përmbajtjen e papastërtive të dëmshme dhe toksicitetin e tyre. Rezultatet e studimeve me përmbajtjen e CO në gazrat që dalin nga kaldaja brenda kufijve të standardizuar 300-400 mg/nm3* japin një ulje të ΠΣ me 1,5-2 herë. Në të njëjtën kohë, rritja e kontributit të produkteve të djegies jo të plotë të karburantit (benzo(a)piren (B(A)P) dhe CO) u rrit në vetëm 2-10% (Fig. 2).

Efikasiteti i bojlerit u vlerësua nga efikasiteti i tij. Gjatë studimit të kaldajave që djegin gaz natyror, rendimenti maksimal ndodh kur përmbajtja e CO në gazrat e gripit është nga 50 në 100 mg/Nm3 (Fig. 3).

Eksperimentet numerike të kryera duke përdorur ROSA-2 SPP, të zhvilluara në Departamentin e Inxhinierisë së Gjeneratorëve të Avullit të Institutit të Inxhinierisë së Energjisë në Moskë, treguan se përmbajtja e CO në gazrat e shkarkimit të bojlerit në nivelin 50 mg/nm korrespondon me djegien e një përzierje e parapërzier homogjene karburant-ajër në<х=1. При этом КПД котла максимален, т.к. потери от недожога топлива

Në kushtet reale të djegies së gazit natyror me nën djegie, ulja e emetimeve të NOΧ bie në intervalin nga 20 në 40%. Një rritje e mëtejshme e CO në gazrat e shkarkimit të bojlerit është jopraktike, sepse efikasiteti i bojlerit zvogëlohet dhe emetimet e NOΧ ndryshojnë pak.

bКз- /5-i.yi M; ί - eksperiment numerik

Si një kriter i përgjithshëm për efektivitetin e metodës, duke marrë parasysh sigurinë mjedisore dhe efikasitetin e bojlerit, pagesa totale e stacionit S^ për emetimin e substancave të dëmshme (HS) 5ВВ në përputhje me karburantin e përdorur 5T: 5Σ = 5T + Sm. Çmimi për karburant u mor i barabartë me 2230 rubla. për 1000 m3 gaz natyror (çmimet e përcaktuara në tremujorin e parë të vitit 2009).

Me tarifat aktuale rregullatore për emetimet e dëmshme, vlera mbizotëruese në varësinë 5Σ = DSO), e paraqitur në Fig. 5, ka një ngarkesë karburanti (më shumë se 99.9%). Duhet të theksohet veçanërisht se gazi natyror është aktualisht karburanti më i lirë në Rusi. Megjithatë, gjatë djegies së llojeve të tjera të karburantit, vlera e 5Σ do të përcaktohet kryesisht nga kostoja e karburantit, d.m.th. efikasiteti i bojlerit.

Nga sa më sipër rezulton se mënyra optimale e funksionimit të bojlerit kur funksionon me djegie të moderuar është mënyra në të cilën arrihet efikasiteti maksimal. Përqindja e parëndësishme e tarifave të TEC-it për emetimet e substancave të dëmshme në atmosferë në kostot totale të operimit tregon për papërshtatshmërinë e vendosjes së masave të shtrenjta për mbrojtjen e ajrit. Shpesh zbatimi i tyre në kaldaja ekzistuese, përveç kostove të dukshme kapitale për rindërtimin e bojlerit, çon në një rritje të kostove të funksionimit. Kjo gjendje është një argument në favor të rritjes së tarifave rregullatore ekzistuese për emetimet e substancave të dëmshme në atmosferë.

Të gjitha vlerat në tekst dhe ilustrime janë dhënë në bazë të kushteve standarde: temperatura 0 "C, presioni 101.3 kPa dhe ajri i tepërt në gazrat a = 1.4.

3.3. Rezultatet e punës së studiuesve të huaj

Rezultatet e hulumtimit dhe zbatimit të metodës së propozuar të djegies me nën djegie të kontrolluar konfirmohen nga përfundimet e punimeve të huaja, në të cilat kjo teknologji djegieje konsiderohet si një zgjidhje e kombinuar për problemet e rritjes së sigurisë mjedisore dhe efikasitetit të funksionimit të bojlerit.

Në veçanti, në punimet kushtuar djegies së karburantit të ngurtë në kaldaja, u vu re një ulje e emetimeve të oksidit të azotit nga 10 në 30%. Për gazin natyror, efikasiteti i reduktimit të NOX varion nga 10 në 20%.

Gjatë studimit të metodës së propozuar të djegies së karburantit, zbatimi i saj u krye në termocentralet (BKZ-75-3.9GM, TsKTI-75-3.9, TP-150, TGM-84B, TPE-430) dhe impiantet e ngrohjes së ujit ( KVGM-180-150) kaldaja mbi të cilat u morën rezultate pozitive.

Rezultatet e studimeve na lejojnë të rekomandojmë metodën e propozuar të djegies së karburantit me djegie të moderuar për të reduktuar emetimin e oksideve të azotit në kaldaja ekzistuese me presion nënkritik (SCP) me një kapacitet avulli deri në 500-640 t/h, ku është joprofitabile për të zbatuar masa të kushtueshme për mbrojtjen e ajrit.

4. HYRJA E DJEGJES SË KARBURANTIT ME SHKRIHJE KIMIKE TË KONTROLLUAR

Me djegien tradicionale, djegia përfundimtare e karburantit duhet të ndodhë ekskluzivisht në dhomën e djegies. Djegia e plotë e karburantit në kutinë e zjarrit u arrit duke rritur sasinë e ajrit të furnizuar në kutinë e zjarrit në mënyrë të organizuar dhe duke mbajtur temperatura të larta në zonën e djegies. Kjo u shkaktua nga mungesa e instrumenteve të nevojshme për monitorimin e përbërjes së produkteve të djegies. Një tepricë e shtuar e ajrit në furre çoi në një rritje të formimit të oksideve të azotit dhe humbje të tepërta në gazrat e gripit nga kaldaja. Niveli aktual i zhvillimit teknologjik bën të mundur instalimin e pajisjeve për monitorimin e përbërjes së produkteve të djegies në kanalet e gazit të kaldajave, të cilat mund të përmirësojnë si efikasitetin e bojlerit ashtu edhe karakteristikat e tij mjedisore.

Metodat moderne miqësore me mjedisin për djegien e karburantit karakterizohen nga vonesa e procesit të djegies. Shumë shpesh, si në rastin e djegies së karburantit me nën djegie kimike të kontrolluar, shndërrimi përfundimtar i produkteve kimike të nën djegies ndodh në boshtin konvektiv të bojlerit. Meqenëse kur zbatohet një metodë e djegies së karburantit me nën djegie kimike të kontrolluar, është e nevojshme të ruhet një tepricë optimale e ajrit, sistemet për monitorimin e vazhdueshëm instrumental të produkteve të djegies duhet të instalohen në kaldaja për të përcaktuar përqendrimet e CO, O2 dhe NO në produktet e djegies.

Shumica e kaldajave që funksionojnë aktualisht në termocentralet janë vënë në punë më shumë se 20 vjet më parë, prandaj, si rregull, karakteristikat e tyre funksionale nuk korrespondojnë më plotësisht me vlerat e projektimit. Kjo lidhet kryesisht me thithjen e ajrit të ftohtë në dhomën e djegies dhe kanalet e gazit të bojlerit, si dhe me shpërndarjen uniforme të karburantit dhe ajrit përmes pajisjeve të djegies. Prandaj, përpara se të futni mënyrat e djegies së karburantit me djegie të moderuar të kontrolluar në kaldaja të tilla, është e nevojshme të mbyllni furrën, të kontrolloni instrumentet standarde dhe të eliminoni shtrembërimet në kanalet e karburantit ajër. Kjo e fundit ju lejon të optimizoni procesin e djegies së karburantit dhe të zvogëloni rendimentin e CO dhe B(A)P.

Identifikimi i plotë i mënyrës së djegies së karburantit kërkon instalimin e pajisjeve të monitorimit të përbërjes së gazit në disa seksione të shtegut të gazit të bojlerit.

Ky rekomandim është për faktin se shndërrimi i produkteve të djegies jo të plotë të karburantit përgjatë rrugës së bojlerit çon në një ndryshim në dëmtimin e gazrave të gripit. Varësitë e llogaritura të dëmshmërisë totale të produkteve të djegies në seksionet e funksionimit (prapa dhomës rrotulluese) dhe të kontrollit (pas shkarkimit të tymit) do të ndryshojnë kur punoni me djegie nën djegie. Prandaj, zgjedhja e kushteve optimale të funksionimit për një kazan me djegie të moderuar vetëm bazuar në rezultatet e matjes së përbërjes së gazrave në seksionin e funksionimit do të jetë e gabuar.

Kjo është arsyeja pse kontrolli i përqendrimeve të O2 dhe CO është i nevojshëm në seksionet e regjimit dhe kontrollit. Dihet se formimi i oksideve të azotit përfundon plotësisht në dhomën e djegies dhe më tej përgjatë rrugës së gazit rrjedha e masës dhe përqendrimi i tyre (përsa i përket gazrave të thatë dhe α = 1,4) praktikisht nuk ndryshojnë. Prandaj, kontrolli i përmbajtjes NOX, në parim, mund të organizohet në cilindo nga seksionet e treguara të shtegut të gazit, ku sigurohet përfaqësimi më i madh i rezultateve.

Gjatë kryerjes së testeve të rregullimit për qëllimin e hartimit të hartave të performancës, këshillohet gjithashtu të kryhen matje instrumentale të përmbajtjes së benzo(a)pirenit në seksionet e regjimit dhe të kontrollit të shtegut të gazit. Duhet të kihet parasysh se përmbajtja B(a)P jep një kontribut të parëndësishëm në dëmtimin total të gazrave të shkarkimit të emetuar në atmosferë (shih Fig. 2, kurba 4).

Më vete, duhet të theksohet se një sistem i monitorimit të vazhdueshëm të përbërjes së gazit, duke përfshirë instrumente për analizën e Cb, CO dhe NO, mund të përdoret jo vetëm për zbatimin e mënyrave të djegies me toksicitet të ulët, por edhe si një sistem monitorimi për llogaritjen e tarifave për emetimet e dëmshme në atmosferë dhe shpërndarjen e tyre në territoret ngjitur.

Kërkesat moderne për automatizimin e procesit të gjenerimit të energjisë elektrike dhe kontrollin e djegies së karburantit kërkojnë integrimin e një sistemi monitorimi të gazrave të gripit në sistemin e automatizuar të kontrollit të stacionit. Bazuar në këtë, në dhjetor 2007, Këshilli Shkencor dhe Teknik (STC) i RAO UES të Rusisë, në një takim të seksionit "Kursimi i energjisë dhe problemet mjedisore të energjisë", shqyrtoi dhe miratoi rezultatet e punës për kërkimin. dhe zbatimin e metodës së propozuar të djegies. NTS e njohu si të mundur futjen e një metode të djegies së karburantit me djegie të moderuar të kontrolluar në termocentralet e pajisura me sisteme matëse të palëvizshme për monitorimin e gazit të shkarkimit, CO dhe NOX në produktet e djegies që funksionojnë si pjesë e sistemit të automatizuar të kontrollit të kaldajave.

PËRFUNDIM

Studimet eksperimentale u kryen në kaldaja me dalje avulli nga 75 në 500 t/h (BKZ-75-39GM, TsKTI-75-39, TP-150, TGM-84B, TPE-430) kur digjen gaz natyror.

Rezultatet e testit tregojnë një reduktim të vazhdueshëm të emetimeve të NOX prej 20-40%. Dëmtimi total i produkteve të djegies zvogëlohet me 1,5-2 herë.

Është arritur një rritje e efikasitetit bruto të bojlerit në 1%. Në të njëjtën kohë, ka një ulje të kostove të tërheqjes dhe fryrjes në 0.1%.

Kursimet në karburant dhe tarifat për emetimet e substancave të dëmshme arrijnë në 0,5-2 milion rubla / vit për çdo 100 t/h të prodhimit të avullit të bojlerit.

Zbatimi i metodës së propozuar të djegies nuk kërkon kosto të konsiderueshme materiale dhe kohore. Për të rritur efikasitetin e tij, kaldaja duhet të pajiset me instrumente për monitorimin e përbërjes së gazrave të gripit (O2, CO dhe NOX).

LISTA E SIMBOLEVE

FEC - kompleksi i karburantit dhe energjisë; Efikasiteti - faktori i efikasitetit; PPP - paketë softuerike aplikative; ACS - sistem automatik i kontrollit.

BIBLIOGRAFI

1. Strategjia energjetike e Rusisë për periudhën deri në vitin 2030.

http://minenergo.gov.ru/news/min_news/l 515.html

2. Djegia e gazit natyror me nën djegie të kontrolluar kimike si mjet efektiv për reduktimin e emetimeve të oksidit të azotit / P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, L.E. Egorova//E re në industrinë e energjisë elektrike ruse. 2006. Nr 12. fq 23-35.

3. Djegie efikase e karburanteve me nën djegie kimike të kontrolluar / P.V. Roslyakov, I.L. Ionkin, K.A. Pleshanov // Inxhinieri e energjisë termike. 2009. Nr. 1. fq 20-23.

4. Kontrolli i shkarkimeve të dëmshme nga termocentralet në atmosferë. P.V Roslyakov, I.L. Ionkin, I.A. Zakirov dhe të tjerët; M.: Shtëpia Botuese MPEI, 2004.

5. GOST 50831-95. Instalimet e kaldajave. Pajisje termomekanike. Kërkesat e përgjithshme teknike. - M.: Shtëpia Botuese e Standardeve IPK, 1996.

6. Dekreti i Qeverisë së Federatës Ruse i datës 12 qershor 2003 Nr. 344 "Për standardet e pagesës për emetimet e ndotësve në ajrin atmosferik nga burime të palëvizshme dhe të lëvizshme, shkarkimet e ndotësve në trupat ujorë sipërfaqësorë dhe nëntokësorë, asgjësimin e produkteve industriale dhe mbetjet e konsumit” (i ndryshuar nga 1 korriku 2005)

7. Matja e monoksidit të karbonit në kaldaja me energji elektrike me qymyr. Korporata Yokogawa e Amerikës, 2008.

8. Reduktimi i emetimeve të NOX duke përdorur matjen e monoksidit të korbonit (CO). Rosemount Analytical, 1999.

9. Analiza e emisioneve. Toyota, 2001.

10. Përfitimet e matjes dhe kontrollit të rrjedhës së qymyrit/ajrit në emetimin e NOx dhe performancën e bojlerit. S. Laux, J. Grusha, Foster Wheeler Power Group, 2003.

11. Studimi i proceseve të shndërrimit të monoksidit të karbonit dhe benzo(a)pirenit përgjatë rrugës së gazit të impianteve të kaldajave / P.V. Roslyakov, I.A. Zakirov, I.L. Ionkin et al. // Inxhinieria e energjisë termike. 2005. Nr. 4. fq 44-50.

12. Djegia e kontrolluar kimike është një metodë efektive për reduktimin e emetimeve të oksidit të azotit. Procesverbali i 18 dhjetorit 2007 i mbledhjes së seksionit "Kursimi i energjisë dhe problemet mjedisore të energjisë" të Këshillit Shkencor dhe Teknik të RAO UES të Rusisë.