Архивная версия статьи, 2003 год (без графики и таблиц)

  Как повысить эффективность теплоснабжения

Человечество потребляет для своих нужд громадное количество энергии, и каждые 25 лет потребность в ней увеличивается вдвое. Соответственно растет и добыча энергетических ресурсов – угля, нефти, природного газа. И как бы не была наша страна богата этими ресурсами, они исчерпаемы. Поэтому каждый, кто смотрит дальше сегодняшнего дня, не может не понимать, что пока единственный способ не оставить своим потомкам в наследство энергетический кризис — это расходовать имеющиеся ресурсы бережно и без потерь. В нашей стране, как известно, едва ли не большая часть вырабатываемой энергии расходуется на обеспечение теплом жилых, производственных, административных и других объектов. Поэтому одним из важнейших ресурсов экономии энергии у нас является эффективная работа оборудования по выработке тепла и систем теплоснабжения. Именно такое оборудование было представлено на 4-й специализированной выставке «Энергетика. Ресурсосбережение». Для участия в ней в столице Татарстана Казани собрались более 100 предприятий и фирм. Многие из них продемонстрировали довольно оригинальный подход к решению проблем теплоснабжения. Котлы без накипи Одна из проблем, с которой постоянно имеют дело предприятия, обеспечивающие нас теплом и горячей водой, — накипь в котлах. Слой накипи в 1 мм снижает производительность котла на 5-20%. В связи с этим весьма актуальной и перспективной представляется продукция ООО «Ижевский котельный завод» (Республика Удмуртия). Это предприятие предлагает необычные водогрейные котлы с вращающимся потоком воды в трубах. По теплотехническим характеристикам и конструкции они не имеют аналогов в мире. Уникальность котлов заключается в том, что вода, двигаясь по трубам, интенсивно вращается. Этот эффект достигается за счет особой конструкции трубной части (изобретение защищено патентом). Благодаря вращению воды в трубах котлы работают без накипи и не требуют водоподготовки. Напомню: стоимость подготовки воды для отопительной системы составляет 12–15% от стоимости отпущенного тепла. Поскольку срок жизни котла и его КПД в основном зависят от накипи, при ее отсутствии срок «жизни» котла увеличивается, как минимум, в 1,5–2 раза, а КПД котла остается постоянным в течение всего срока службы. Кроме того, отсутствие накипи в котлах позволяет осуществлять горячее водоснабжение потребителей путем непосредственного водоразбора из отопительной системы. В результате отпадает необходимость в прокладке к потребителям двух труб — горячей воды и линии циркуляции, а также в наличии бойлера. Это почти в 2 раза сокращает расходы на строительство и на 30% снижает эксплуатационные расходы. Сами котлы не имеют коллекторов, гибов и собираются из труб большого диаметра (159–219 мм). Это обусловлено тем, что циркуляция воды осуществляется не вдоль трубы, а как бы поперек. При вращении воды теплообмен происходит значительно интенсивнее, чем у традиционных котлов: коэффициент теплопередачи увеличивается в 2,5 раза. Еще одна особенность котла заключается в том, что за счет вращения воды происходит отделение растворенных в ней газов, которые отводятся автоматическим воздухоотводчиком, что, в свою очередь, предотвращает внутреннюю коррозию стенок котла и наружных трубопроводов. Котлы оборудованы несложной, но достаточной для экономичного сжигания топлива автоматикой и потому просты в эксплуатации. Обслуживание котельных установок на базе этих котлов не требует высокой квалификации персонала. Котлы поставляются готовыми к подключению и не создают никаких сложностей при монтаже. Заводские испытания на герметичность под давлением, двукратно превышающим рабочее, гарантируют их надежность и безопасность. Габариты котлов позволяют без расширения здания котельной увеличить ее мощность и ликвидировать дефицит тепла или подключить дополнительную нагрузку. Котлы работают на любом виде топлива. КПД котла, работающего на угле, составляет не менее 84% (вместо традиционных 65%), на жидком топливе — не менее 91%, на газе — не менее 94%. Они одинаково хорошо подходят как для жилищно-коммунального сектора, так и для сельских хозяйств, а также для нефтяников, газовиков и т. д. Завод выпускает котлы нескольких марок с различной мощностью от 0,63 до 1,74 МВт и номинальной производительностью от 0,5 до 1,5 Гкал/ч. Отапливаемый объем может составлять от 15 750 до 43 800 м3. В зависимости от марки габариты изделий варьируются в следующих пределах: длина — 3162-4170, ширина — 2100–2552, высота — 2160–2700 мм. В настоящее время завод занимается разработкой теплообменников без накипи, работающих по тому же принципу вращающегося потока воды. Котлы пульсирующего горения Еще один оригинальный тип котельного оборудования представило на выставке ООО «Интеко» (Московская обл.). Фирмой разработаны, запатентованы, сертифицированы и внедрены в производство не имеющие аналогов в России и СНГ автоматические котлы пульсирующего горения типа ПВ (водогрейные) и ряд одномодульных котельных полной заводской готовности мощностью 0,4–2,4 МВт. (Благодаря малым габаритам эти котельные можно перевозить обычным автотранспортом.) Повышенный интерес к пульсирующему горению как научно-техническому направлению теплотехники связан с развитием «малой» энергетики. В оборудовании ООО «Интеко» реализована принципиально новая технология выработки тепла, что позволило значительно снизить ее себестоимость. Принцип работы этих котлов основан на периодическом объемном (бесфакельном) сжигании газообразного топлива. Этим обстоятельством обусловлены их конструктивные особенности, например, отсутствие горелки, трубы самотяги или дымососа и механически движущихся частей. При использовании установок пульсирующего горения нет необходимости в высокой дымовой трубе для обеспечения самотяги. Площади поперечного сечения дымоходов ПВ-котла в 3–5 раз меньше, чем у котлов факельного горения, что обеспечивает, по меньшей мере, двукратную экономию средств при сооружении устройств дымоудаления в котельной с ПВ-котлами (по сравнению с обычными решениями). Дымовая труба предельно малого сечения и дымоходы ПВ-котлов по существу являются выхлопными трубами двигателя внутреннего сгорания. Кроме перечисленных выше отличий, устройства пульсирующего горения имеют и ряд других достоинств. Независимо от тепловой производительности котла мощность электрооборудования не превышает 100 Вт. При минимальном энергопотреблении котлы имеют высокий КПД — 93–95%. Малые габариты (не более 2,2 дм3/кВт) и масса (1,2 т/МВт) на единицу теплопроизводительности обусловлены высоким коэффициентом теплоотдачи от продуктов сгорания стенкам теплообменного аппарата и высокими скоростями течения газовых сред, которые в 3–4 раза выше, чем в традиционных котлах. Работа котлов характеризуется низким уровнем угарного газа, оксидов азота на единицу выработанного тепла. Например, эмиссия оксидов азота в 1,5-2 раза ниже, чем в традиционных котлах. Еще одно достоинство, особенно актуальное для российских условий эксплуатации: ПВ-котлы могут работать при сверхнизком давлении газового топлива (менее 70 мм вод. ст.). Даже при нулевом избыточном давлении в питающем газопроводе котел сохраняет работоспособность, т. к. работает по принципу самовсасывающего реактивного двигателя. ООО «Интеко» выпускает три модификации автоматических котлов пульсирующего горения для отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений по закрытой схеме — ПВ-100, ПВ-400, ПВ-800. Номинальная производительность котлов соответственно равна 100, 400, 800 кВт, максимальная температура воды — 115 °С, проток теплоносителя (воды) — 3,5; 15 и 30 м3/ч. КПД при температуре воды 70 °С — не ниже 93%. В качестве резервного топлива можно использовать пропан-бутан или другие горючие газы (биогаз, генераторный газ). Срок службы котлов составляет 20 лет. Тепло без котельных и тепломагистралей Котлы без накипи, котлы пульсирующего горения — не единственные примеры оригинальных решений проблемы получения тепла и горячей воды. Казанское ООО «Теплосинтез» представило на выставке теплогенератор «Гравитон», который способен снабжать потребителей теплом и горячей водой вообще без сжигания какого-либо топлива. «Гравитон» состоит из насосного агрегата и смонтированного на нем теплогенератора, а нагрев жидкости происходит за счет ее циркуляции по энергетическому кольцу, в котором реализуется определенный физический процесс, при этом коэффициент преобразования составляет не менее 180%. Принцип работы теплогенератора содержит, как теперь говорят, ноу-хау, а удивительный эффект достигается за счет создания определенных условий прохождения воды через конструкцию и изменения гравитационного поля. Вследствие этого изменяются свойства воды. В частности, за счет происходящих в воде на молекулярном уровне процессов происходит самонагрев воды и продолжается еще некоторое время после выключения насоса. Такой теплогенератор, укомплектованный автоматикой, можно сравнить в работой холодильника, только с обратным эффектом. Уникальность принципа работы «Гравитона» — не единственное его достоинство. Он представляет собой весьма экономичный источник теплоснабжения, особенно при отсутствии тепломагистралей или в случаях, когда они нуждаются в серьезной реконструкции и ремонте. И, что особенно важно в наши дни, реализованный в «Гравитоне» способ обогрева и горячего водоснабжения — экологически чистый. Установки с теплогенераторами «Гравитон» могут обогревать в заданных диапазонах температур отдельно стоящие жилые здания, коттеджи, производственные, складские и иные помещения, а также теплицы и другие сооружения, в т. ч. сельскохозяйственного назначения. Если подключить «Гравитон» к теплообменнику, можно одновременно решить проблемы горячего водоснабжения. Для этой установки нет надобности копать траншеи, прокладывать теплотрассы — тем самым обеспечивается значительное сокращение связанных с этими работами эксплуатационных затрат и хлопот. Нет надобности и в строительстве или ремонте котельных, содержании технического персонала и т. п. Процессы, происходящие в теплогенераторе, позволяют повысить срок службы систем отопления из черного металла в 2–3 раза. Надежность эксплуатации установок с теплогенераторами «Гравитон» определяется надежностью электродвигателя и насоса. Их ресурс работы до капитального ремонта составляет не менее 3 лет. Рабочий ресурс самого теплогенератора составляет не менее 5 лет. В качестве рабочей жидкости в теплогенераторе и системе отопления может использоваться как вода, так и другая негорючая жидкость. Установки просты в обслуживании, предоставляют возможность выбора температуры теплоносителя (для контроля температуры используются автоматические терморегуляторы) и обеспечивают быстрый возврат вложенных средств. В настоящее время в производстве находятся теплогенераторы шести модификаций с различными электронасосными агрегатами. В зависимости от модели их потребляемая мощность может составлять от 1,85 до 18 кВт, номинальная — от 2,5 до 22 кВт. Теплопроизводительность генераторов — от 3,7 до 36 кВт. Средняя температура теплоносителя — 60-80 °С. Обогреваемый объем — от 150 до 1625 м3. Необходимое напряжение в электросети — 220 или 380 В в зависимости от модели теплогенератора. «Буржуйка» в третьем тысячелетии Несмотря на развитие новейших технологий получения тепла есть вещи, которые в силу российских климатических, географических и других условий никогда не выйдут из обихода. Например, «буржуйки». Они недороги, просты в обращении и в самых суровых условиях могут обеспечить необходимые для жизни условия. Большой популярностью среди посетителей выставки пользовалась усовершенствованная модель такой печки производства ОАО «Татсельхозтехника» (г. Казань). Универсальную печь ВП-00 сами производители называют «чудо-печью». Ее можно использовать для отопления самых разных помещений. Например, она способна обогреть помещение объемом до 120 м3 или времянку, палатку объемом до 60 м3 (в зависимости от климатических условий). Причем использовать печку можно не только для воздушного отопления, но и для приготовления пищи как в верхнем жарочном шкафу, так и на верхней плите. Печь работает на твердом топливе: на угле, дровах, включая отходы. Регулирование доступа воздуха с помощью заслонки позволяет обеспечить эффективный процесс сжигания топлива, при котором топливо не горит, а тлеет в печи и, стало быть, горит дольше и лучше сгорает. КПД «чудо-печи» составляет 75%. При габаритах 50і50і60 см и массе 75 кг ее тепловая мощность может достигать 5 кВт. Гарантийный срок службы — 10 лет. Высокоэффективное сжигание топлива Сжигание нефти, природного газа и угля остается пока основным способом получения энергии. Однако при этом возникают две технологические проблемы, связанные с эффективностью и экологичностью процесса сжигания. Существует и разрабатывается много способов решения этих проблем. Свой вариант предложило на выставке НПП «Внедрение» (г. Казань). Изначально это предприятие занималось разработкой и производством для авиационной и ракетной техники форсунок, обеспечивающих лучший распыл топлива. Принципиальное отличие форсунок НПП «Внедрение» состоит в том, что для лучшего распыла топлива используется энергия пара и акустических колебаний, которые генерируются в конструкции форсунок. Чем лучше распыл топлива — тем лучше оно сгорает, тем экономичней процесс. В связи с тем, что сегодня технологии двойного применения получают все большее распространение, НПП «Внедрение» и для энергетики стало разрабатывать форсунки, работающие по аналогичному принципу. Конверсионная авиационная разработка предприятия — пароакустические форсунки «Факел», обеспечивающие высокоэффективное сжигание мазута. В общем балансе сжигаемого топлива жидкое топливо (мазут) составляет 5%. Актуальность новой разработки обусловлена тем, что мазут как резервное топливо используется практически на всех ТЭЦ. Кроме того, есть целые регионы, куда газ не подведен, и там ТЭЦ работают только на мазуте. Форсунки «Факел» дают возможность с очень высокой полнотой сжигать топливо, т. к. обеспечивают очень мелкую дисперсность при его распыле. На сегодняшний день использование этих форсунок обеспечивает наивысший КПД сжигания мазута. Форсунки «Факел» решают и еще одну проблему сжигания жидкого топлива — экологическую. Как известно, сжигание топлива сопровождается выделением экологически вредных веществ — оксидов азота, которые образуются при очень высоких температурах в ядре пламени. Для снижения вредных выхлопов применяются различные методы, но способ, предложенный НПП «Внедрение», признан наиболее экономичным, т. к. уже в самом процессе сжигания обеспечивается меньшее образование вредных соединений. Конструкция форсунок позволяет формировать факел таким образом, что он обеспечивает снижение высоких температур в ядре пламени. Более того, разработчикам удалось снизить температуру в ядре пламени и тем самым понизить содержание оксидов азота в продуктах сгорания, не снижая при этом полноты сгорания топлива. Предприятие изготавливает пароакустические форсунки «Факел», рассчитанные на расход от 300 (ФЗУ-300) до 9000 (ФЗУ-9000) кг/ч. Наряду с улучшением экономических и экологических характеристик сжигания мазута они обеспечивают возможность работы при низком давлении подачи мазута — от 5 до 20 кг/см2. Следующим шагом разработчиков стало решение использовать идею подавления содержания оксидов азота и при сжигании газа. В результате был изобретен пароакустический генератор. Уже первые результаты его применения показали снижение содержания оксидов азота на 10–15%. Пароакустический генератор может применяться для сокращения вредных выбросов в атмосферу и снижения расхода топлива при сжигании газа и угля как на ТЭЦ, так и в котельных и других энергетических установках. Он устанавливается в горелку котла. В генераторе реализован комбинированный способ воздействия на процесс горения. Создание в зоне горения акустического поля положительно влияет на кинетику химических реакций. Следствием этого является снижение расхода топлива и существенное снижение образования в продуктах сгорания оксидов азота и углерода. Снижение температуры пламени обеспечивается за счет подачи определенного количества пара в зону активного горения, что уменьшает образование «термических» оксидов азота (NOx). Основным элементом пароакустического генератора является паровой излучатель, который и генерирует акустические колебания широкого спектра. Работает устройство следующим образом. Определенная часть пара в виде закрученного потока поступает в центральную часть генератора, а оставшаяся часть пара проходит к каналам парового излучателя, достигая на выходе из них звуковых и сверхзвуковых скоростей. Взаимодействие высокоскоростных потоков пара приводит к возникновению акустических колебаний, которые, распространяясь по зоне горения, активизируют физико-химические процессы в пламени. Для расширения эксплуатационных преимуществ предприятие разработало устройство двойного применения и непрерывного действия при сжигании газа и мазута — пароакустическую форсунку-генератор. После прекращения сжигания мазута и перевода котла на сжигание газа пароакустические форсунки-генераторы из горелок не вынимаются. При этом обеспечивается подача пара в мазутный и паровой каналы устройства, но под меньшим, чем при работе на мазуте, давлением. Форсунки продолжают работу в режиме генерации акустических колебаний, оказывая положительное влияние на процесс горения газообразного топлива. Наложение акустических колебаний на газовый факел активизирует различные процессы в пламени — смесеобразования и горения, тепло- и массообменные процессы. В поле акустических колебаний в присутствии паров воды значительно снижается образование оксидов в зоне активного горения. Применение пароакустической форсунки-генератора позволит повысить мобильность, удобство и безопасность перевода котла с газа на мазут и обратно, а также снизить содержание оксидов азота в продуктах сгорания при работе котла на газе на 15–20%. Кроме того, повышаются безопасность и надежность эксплуатации котла и его КПД. А еще при использовании пароакустических форсунок-генераторов снижаются трудозатраты на обслуживание котла, т. к. обслуживание форсунок проводится только в периоды плановых остановок котла. Потребление тепла — под контроль! В ближайшее время ЗАО «Тесс-инжиниринг» (г. Чебоксары, Республика Чувашия) планирует запустить в серийное производство прибор для коммерческого учета теплопотребления СТУ4К. Это четырехканальный ультразвуковой теплосчетчик с дополнительными каналами учета холодного водоснабжения и каналом учета электроэнергии. Прибор может одновременно измерять потребление тепла по двум независимым тепловым узлам. Это могут быть системы отопления, горячего, холодного водоснабжения. Теплосчетчик содержит два встроенных ультразвуковых канала измерения расхода жидкости, выполненных на базе ультразвукового расходомера УРЖ2КМ. К остальным двум каналам могут подключаться расходомеры любого типа, имеющие импульсный выход. Библиотека прибора включает 11 алгоритмов работы тепловых узлов. Прибор выполнен по современной SMD-технологии. Параметры расходомерной части прибора идентичны параметрам ультразвукового расходомера УРЖ2КМ. СТУ4К измеряет температуру жидкости в пределах от 1 до 150 °С, при этом погрешность измерения составляет 0,1 °С. Вес, размер, потребляемая мощность, питание у этого прибора такие же, как и у ультразвукового расходомера УРЖ2КМ. Еще один прибор ЗАО «Тесс-инжиниринг» — ультразвуковой расходомер УРЖ2КМ. Принцип его работы основан на современном время-импульсном методе измерения. Этот прибор промышленного применения предназначен для измерения расхода воды, протекающей по двум или одному напорному трубопроводу с внутренним диаметром труб от 15 до 1800 мм. Прибор создан на современной элементной электронной базе (SMD), имеет программную защиту от несанкционированного доступа. Запрограммированные параметры и накопленная информация сохраняются в случае отключения питания. Ввиду отсутствия движущихся частей и препятствий на пути движения потока прибор характеризуется высокой надежностью. Среди других достоинств прибора стоит отметить его высокую помехозащищенность, а также небольшие размеры (330і200і108 мм) и массу (0,5 кг). Напряжение питания прибора — 220 В, потребляемая мощность — не более 3 Вт. Максимальная скорость измеряемого потока жидкости — 12,0 м/сек. при температуре 1-150 °С. Вязкость жидкости — не более 1,792 м2/сек. Межпроверочный интервал работы составляет 4 года. Безотказная работа прибора гарантируется в течение 50 000 часов, срок службы — 10 лет. Ольга Горгома, фото автора

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок