Энергосбережение в паровых котельных

КПД-брутто котла определяется следующим выражением:

,

где  потери теплоты с уходящими газами;

 потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива;

 потери теплоты от механического недожога топлива;

 потери теплоты в окружающую среду;

 потери теплоты со шлаками.

Дымовые газы, покидающие котел, имеют температуру 110-160С,  = 4-8% от располагаемой теплоты топлива.

Пути утилизации теплоты дымовых газов:

1) применение экономайзеров;

2) применение воздухонагревателей;

3) применение усилителей турбулентности потоков.

Экономайзер  это система труб для подогрева питательной воды. Трубы располагаются в канале для отвода отходящих газов. Экономайзер подогревает воду для систем центрального отопления или горячего водоснабжения. Воздухонагреватель и экономайзер выбираются исходя из уровня температуры дымовых газов, сопротивления газового тракта, давления рабочего пара, капитальных и эксплуатационных затрат. Экономайзеры более предпочтительны для небольших котлоагрегатов, производительностью 6-23 т воды/ч. Экономайзер требует меньше капитальных затрат, расходует меньшее количество энергии, не оказывает влияния на выбросы окислов азота. На крупных котлоагрегатах с давлением выше 2,8 МПа используется комбинация воздухонагревателя и экономайзера. Общий КПД котлоагрегата растет приблизительно на 2,5% на каждые 55С снижения температуры газов в дымовой трубе.

Воздухонагреватели служат для передачи тепла от дымовых газов к воздуху, поступающему в топку котла. Общий КПД котлоагрегата увеличивается приблизительно на 2% на каждые 55С увеличения температуры воздуха. Подогрев воздуха осуществляется с помощью рекуператоров, регенераторов или тепловых труб.

В качестве усилителей турбулентности потоков используют дефлекторы, устанавливаемые во вторичных газоходах котла с дымогарными трубами. Они увеличивают турбулентность пламени и тем самым конвективный теплообмен с окружающей котловой водой и способствуют более эффективному использованию теплопередающих поверхностей.

Потери q₃ возникают из-за незавершенных химических реакций горения топлива под действием высокой температуры. Величина q₃ = 0,35-1% и зависит от содержания несгоревших газов (Н₂, СО₂, СН₄) и теплоты составляет их сгорания. На величину q₃ влияют вид топлива, коэффициент избытка воздуха в горелках и тепловая нагрузка котла.

Потери q₄ от механической неполноты сгорания обусловлены неучастием в горении некоторой части топлива, поступившего в топку. Для разных видов топлива и конструкций топок q₄ составляет 0,5-5% от располагаемой теплоты. При сжигании жидкого и газообразного топлива q₄ = 0. На величину q₄ влияют зольность топлива, тонкость помола, выход летучих, избыток воздуха в горелках, время пребывания частиц топлива в топках, уровень температур и аэродинамика в топке.

Потери q₅ зависят от конструкции, состояния футеровки и удельной поверхности охлаждения. Для котлов большой производительности q₅ = 0,25-0,5%, для котлов небольшой производительности q₅ достигает 1%.

Потери q₆ вызваны высокой температурой удаляемых шлаков и зависят от способов их удаления. При сухом удалении шлаков q₆ = 0,1%, при жидком шлакоудалении q₆ = 2%. При сжигании жидкого и газообразного топлива q₆ = 0. Доля затрат энергии на собственные нужды котла (насосы, дымососы) составляют от 2 до 5% располагаемой теплоты.