Энергетическое обследование котельной

1. Энергоэффективность и нормирование | ТЭР
ветствие, с одной стороны, суммарной подведен-
ной энергии и, с другой стороны, суммарной по-
лезно используемой энергии и ее потерями.
Для того чтобы разработать перечень типо-
вых общедоступных мероприятий по энерго-
сбережению и провести их стоимостную оцен-
ку, необходимо иметь наиболее качественную
и полную картину работы оборудования ко-
тельной, в частности работы котлоагрегатов.
Энергетическое обследование котлоагрегатов
в основном сводится к составлению теплового
баланса и определения их КПД.
Первая сложность, с которой может стол-
кнуться энергоаудитор, — отсутствие счетчика
природного газа на каждый котел и как след-
ствие — отсутствие данных по потреблению при-
родного газа каждым котлоагрегатом. В такой
ситуации составление теплового баланса ко-
Энергетическое
тельного агрегата при его параллельной работе с
другими котлами становится затруднительным.
Необходимо ответить на вопрос: как определить
обследование
количество газа, потребленное каждым котлом,
при наличии только общего расходомера.
котельной О
сновным документом, определяющим
порядок эксплуатации котлоагрегата,
является режимная карта, которая со-
ставляется организацией, имеющей на то полно-
мочия, после проведения режимно-наладочных
Задача энергетического обследования котельной — испытаний. В соответствии с «Правилами тех-
определение эффективности использования топливно- нической эксплуатации тепловых энергоустано-
энергетических ресурсов (ТЭР) при осуществлении вок», периодичность проведения таких испыта-
основного технологического процесса — выработки ний для газовых котельных составляет три года.
тепловой энергии посредством сжигания органического В таблице 1 в качестве примера представлена
режимная карта парового котла ДКВр-6,5/13,
топлива. Для проведения анализа и последующего установленного в одной из котельных, где прово-
определения эффективности использования ТЭР дилось энергетическое обследование.
составляется энергобаланс котельной для каждого В режимной карте котла приводятся значения
вида энергетического ресурса. основных параметров котлоагрегата для работы
на различных уровнях мощности при максималь-
Л
Владимир юбой энергетический баланс состоит из ной эффективности. Для того, чтобы определить
АФАНАСЬЕВ, приходной и расходной частей. Приход- КПД котлоагрегата при его работе на определен-
директор по научной ная часть содержит количественный ной мощности, то есть с определенным расходом
работе НИИР перечень энергии, поступающей посредством раз- топлива, можно воспользоваться данными ре-
«Сириус» личных энергоносителей (природный газ, вода, жимной карты. Для удобства следует найти функ-
воздух, электрическая энергия). Расходная часть циональную зависимость между расходом топли-
Никита ДЕНИСОВ- энергобаланса определяет расход энергии всех ви- ва и КПД котлоагрегата (рис. 1). Если организован
ВИНСКИЙ, дов во всевозможных ее проявлениях: потери при периодический, с периодом, например, 1 час, учет
начальник отдела преобразовании энергии одного вида в другой, потребляемого газа, то вопрос определения КПД
энергетических при ее транспортировке, а также при преобразова- котельного агрегата решен.
обследований ООО нии ее в энергию, накапливаемую в специальных Приведенные рассуждения относятся к одно-
«Промтехэкспертиза» устройствах. При этом приходная и расходная му котлу. В котельной же устанавливается не-
(Москва) части энергобаланса должны быть равны. Таким сколько котлоагрегатов (как минимум два). При
образом, энергетический баланс показывает соот- наличии расходомера для каждого котла, что
бывает очень редко, вопрос решается так же, как
Таблица 1. Данные из суточных ведомостей и для одного котла. При наличии же одного об-
двух параллельно работающих котлов ДКВр-6,5/13 щего расходомера задача определения КПД для
Котел №1 каждого котельного агрегата может быть реше-
Время 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 на при применении данных давления газа перед
Давление газа перед горелками котельного агрегата.
60 70 75 87 67 74 87 87 76 56
горелками, кгс/м2
С
Котел № 2 уть методики заключается в определе-
Время 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 нии доли потребления природного газа
Давление газа перед каждым котлом за заданный промежу-
76 87 86 97 98 78 76 87 98 86
горелками, кгс/м2 ток времени согласно данным режимной карты
18 ЭНЕРГОНАДЗОР

2. и суточной ведомости котлов при их параллель- Рис. 1. Зависимость КПД котла ДКВр-6,5/13 от расхода природного газа со-
ной работе и последующем расчете количества гласно данным режимной карты (y=–0,000060992x2+0,06958x+70,32)
природного газа, фактически потребленного
90,5
каждым котлом за тот же промежуток времени.
По данным, приведенным в режимной карте 90 y = -0,000060992x2 + 0,06958x + 70,32
2
котла, необходимо найти функциональную зави- R = 0,999
89,5
симость. Для котла ДКВр-6,5/13 она представлена
на рис. 2 и описывается следующим уравнением: 89
КПД
G(p)=62,709 p0,5052,
88,5
где G — расход газа, м3/ч; p — давление газа
перед горелками, кгс/м2. 88
Следующим шагом к определению доли по- 87,5
требления природного газа каждым котлом за
заданный промежуток времени является вычис- 87
ление среднего значения давления газа перед го- 0 100 200 300 400 500 600 700 800
релкой согласно суточным ведомостям работы Расход газа, м3/ч
котлов. Здесь следует ввести основное ограниче-
ние описываемой методики, которое заключает-
Рис. 2. Зависимость расхода природного газа от давления газа перед горелка-
ся в том, что все приведенные выводы справед-
ми согласно данным режимной карты котлоагрегата (y=62,709x0,5052)
ливы для котлов, у которых режимные карты в
первом приближении совпадают. 750
В таблице 1 приведены данные из суточных
700
Расход топлива, м3/час
ведомостей двух параллельно работающих кот-
лов ДКВр-6,5/13. Среднее значение давления за 650
указанный промежуток времени для первого кот- 600
ла составляет 73,9 кгс/м2, для второго — 86,9 кгс/ 550
м2. Согласно этим величинам и представленному 500
выше уравнению можно найти средний удельный 450
расход природного газа для каждого котла: 551,27
400
м3/ч — для первого котла; 598,3 м3/ч — для второго
котла. На основании полученных данных можно 350
определить долевое потребление природного газа 300
первым и вторым котлом соответственно: 0 20 40 60 80 100 120 140
g1=551,27/(551,27+598,3)=0,4795, Давление газа перед горелками, кгс/м2
g2=598,3/(551,27+598,3)=0,5205.
Таким образом, согласно вычислениям, пер-
вый котел потребил 47,95%, а второй — 52,05%
общего объема природного газа, израсходо- Таблица 2. Данные режимной карты (на примере котла ДКВр-6,5/13)
ванного котельной (по фактическим данным Паропроизводительность, %
Параметры
счетчика газа) за период времени, указанный в 66 87 106 138
таблице 1. Для рассматриваемой котельной при Паропроизводительность, т/ч 4,3 5,7 6,9 9
работе двух котлов в параллельном режиме за 10 Расход топлива, м3/ч 350 450 540 703
часов было потреблено 10114 м3 природного газа, Давление пара в барабане, кгс/см2 6–7
следовательно, первый котел потребил за этот
Давление газа перед горелками, кгс/м2:
промежуток времени 4849,6 м3 природного газа, а – левой 30 50 70 120
второй — 5264,3 м3. – правой 30 50 70 120
В результате, зная, какое количество тепло- Давление воздуха перед горелками, кгс/м2:
ты было получено при работе каждого котла – левой 6 10 14 24
– правой 6 10 14 24
за заданный промежуток времени (по данным
приборов учета тепловой энергии), а также зная Разряжение в топке, кгс/м2 2–3
теплотворную способность природного газа, Температура, °С:
– питательная вода 100–102
можно определить средний КПД каждого котла,
– дымовых газов за котлом 228 242 260 282
соответствующий рассматриваемому промежут- – то же за экономайзером 146 152 160 182
ку времени. Также определить КПД можно, вос-
Содержание за котлом, %:
пользовавшись зависимостью, указанной выше – СО2 7 8,4 9 9,6
(рис. 2), на основании данных среднего расхода – О2 8,5 6,1 5 3,9
газа (484,96 и 526,43 м3/ч для первого и второго кот- Коэффициент избытка воздуха за котлом 1,61 1,36 1,28 1,2
лов соответственно). Таким образом, для первого Содержание за экономайзером, %;
котла искомый КПД в рассматриваемый период 6,2 7,2 8 8,6
– СО2
10,7 8,2 6,8 5,7
равен 89,7%, а для второго котла — 90,5%. – О2
После определения КПД котлов и составления Коэффициент избытка воздуха 1,82 1,57 1,43 1,33
за экономайзером
теплового баланса котельной становится возмож-
на оценка эффективности использования топ- КПД «брутто» котлоагрегата, % 87,2 89,3 90,1 89,1
ливно-энергетических ресурсов и в дальнейшем Удельный расход условного топлива 163,83 159,83 158,68 159,08
на выработку единицы тепла, кг у.т./Гкал
осуществление энергосберегающих мероприятий.
№ 5 (34), май, 2012 г. 19