Секція Технічні науки

Підсекція Енергетика

Єпіфанов О.А., Димо Б.В., Кузнецов В.В., кандидати техн. наук, Щіголєва Е.В., магістр

Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова,

м. Миколаїв

Підвищення експлуатаційної ефективності роботи котельних агрегатів малої потужності

Актуальною для України є проблема запровадження енергозберігаючих технологій. Значної економії паливних ресурсів можна досягти підвищенням ефективності роботи котельних агрегатів малої потужності (паропродуктивністю до 2 т\год), які широко використовуються на опалювальних котельних для теплопостачання. Такі котельні агрегати, як правило, не обладнують хвостовими поверхнями нагріву – економайзерами або повітропідігрівниками. Їх ККД не перевищує 86 %, а температура відпрацьованих газів становить 250...350 º С. Підвищення ефективності роботи таких котельних можливо за рахунок обладнання їх хвостовими поверхнями нагріву. А оскільки сучасна економічна ситуація потребує зменшення кількості обслуговуючого персоналу та зведення до мінімуму вартості ремонтних робіт, актуальною задачею є розробка високоефективних та надійних економайзерів. Ця задача може бути вирішена застосуванням в якості теплопередавальної поверхні нагріву економайзера двофазних гравітаційних термосифонів.

Основна перевага таких теплообмінників – надійність у роботі, бо пошкодження стінки одного чи кількох термосифонів це лише часткова відмова, яка не призводить до зупинки всього пристрою.

Фахівцями кафедри Технічної теплофізики і суднових паровиробних установок Національного університету кораблебудування розроблено конструкцію такого економайзера (див. рисунок 1). Економайзер має невеликі масогабаритні характеристики, що дозволяє розмістити його безпосередньо у приміщенні котельної та знизити вартість додаткових будівельних робіт. Приріст ККД котельного агрегату за рахунок встановлення такого економайзера становить 2…4%.

Рис.1. Конструкція термосифонного економайзера

та його компонування з котлом типу Е – 1/9

Враховуючи складну схему руху гріючих газів по теплосприймальної поверхні термосифонів, розроблена математична модель перехідних режимів роботи, яка дозволяє вибрати оптимальні режими запуску та зміни навантаження такого теплообмінника.

Модернізація подібних котельних агрегатів, особливо муніципальних котелен в Україні, можлива за рахунок додаткового інвестування. Тому було проведено укрупнену оцінку ефективності інвестиційного проекту встановлення термосифонного економайзера за котлом малої продуктивності. В якості річного економічного ефекту прийнято вартість збереженого за рік роботи котельної установки палива у зв’язку із підвищенням ККД котлоагрегату. Це складає 20,5 тис. грн на одну котельну установку типу Е - 1/9.

Розрахунки показали економічну ефективність подібних технічних рішень. Технологічність виготовлення термосифонних теплообмінних апаратів, а відповідно і більш низька вартість їх виготовлення, у порівнянні з іншими видами економайзерів, дозволяють отримати чистий прибуток від експлуатації вже на 2…3 рік роботи установки (рис.2.). Термін окупності, враховуючи термін будівництва, складає 0,5…1 рік.

Рис.2. Зростання чистого прибутку по роках

Проведені роботи дозволяють проектувати термосифонні економайзери різної теплової потужності для котлоагрегатів різних типів.