Отраслевой аналитический журнал
ENG
РУС
Подписаться Реклама Партнеры О журнале
Российско-немецкая компания Eurocylinder Systems RUS
ООО Гермес-газ - поставки технических газов и газовых баллонов
Главная / Полезно знать

Использование теплоты уходящих газов в котельных

12 октября 2016
Все мы хорошо представляем себе, что собой представляет газовая котельная. В её основе лежит относительно простой и доступный агрегат, чьё приобретение и эксплуатация связаны с целым рядом весомых преимуществ. Прежде всего, подобные устройства экономичны. Газовая котельная с точки зрения её приобретения ничуть не дороже, например, дизельного конкурента. Зато цена топлива для них просто-таки несравнима. Кроме того, газовые котельные гораздо более технологичны. Они легко поддаются автоматизации, что минимизирует необходимость человеческого участия в соответствующих процессах. Наконец, в настоящее время на рынке присутствует огромный ассортимент подобных агрегатов: начиная от промышленных агрегатов, и заканчивая мини-установками, необходимыми для обеспечения загородного дома или дачи. Однако ещё несколько десятилетий назад в нашей стране была поставлена и другая задача: как наладить полезное использование не входящих, а исходящих из котельной газов? Вопрос нетривиальный. По подсчётам специалистов, отходящие от котельной отработанные газы уносят с собой порядка 4-5 процентов всего тепла. По существу, это крупнейший источник потерь энергии в подобной системе (к слову сказать, для некоторых видов топлива, например влажной древесины, данный показатель ещё выше: до 15 процентов). Совершенно очевидно: если добиться заметного снижения температуры уходящих газов, это приведёт к заметному повышению КПД всей установки. Однако сделать это не так-то просто. Отходящие из котельной газы, как правило, имеют высокую температуру: порядка 120-130 градусов по Цельсию. Это связано с коррозийными процессами, которые неизбежно начнутся при понижении температуры вследствие конденсации находящейся в газах влаги. Причём такой конденсат особенно агрессивен, т.к. речь идёт не о чистой воде, а смеси пара с другими газами, зачастую с серой. Точка же росы для подобных смесей как раз и составляет те самые 120-130 градусов. Кроме того, высокая температура исходящих газов позволяет без особого труда (а значит, затрат) создавать естественную тягу. Вследствие нерешённости данной проблемы советская коммунальная энергетика несла колоссальные энергетические потери. Они составляли порядка 2,7 миллиона тонн условного топлива в год. Именно поэтому на рубеже 80-х – 90-х годов прошлого столетия отечественными учёными был предложен целый ряд методов, призванных позволить утилизировать тепло дымовых газов таких котельных. Список оказался длинным. В него вошли не только очевидные решения наподобие развития систем горячего водоснабжения и подогрева воздуха для технических нужд предприятий, но также и снабжение энергией теплиц, и обогрев бассейнов, и разморозка твёрдого топлива, и даже обеспечение работы снегоплавильных пунктов. Тем не менее, с началом 90-х годов идея основательно подзабылась. Складывается впечатление, что это было связано не только с резким падением инвестиций, но также и с общей деградацией плановой экономики. Ведь предложения советских учёных предполагали работу разнородных предприятий в рамках единого народнохозяйственного комплекса. Наладить же подобные производственные цепочки в условиях, когда предприятия принадлежат абсолютно разным собственникам, а их заинтересованность в энергосбережении минимальна, оказалось попросту нереально. Однако сейчас отечественная экономика находится в принципиально иной фазе. В условиях высокой конкуренции предприятия вынуждены всё чаще задумываться над снижением производственных издержек. А рост цен на топливо – как существующий, так и прогнозируемый в перспективе – подогревает дополнительный интерес к энергосбережению. Наконец, государство начинает «спрашивать» с властей на местах за реализацию программ энергоэффективности. В таких условиях реализация проектов по утилизации тепла дымовых газов, исходящих из котельных, может рассматриваться многими предприятиями как весьма привлекательный вариант. Тем более что, по оценкам специалистов, «продвигающих» подобные технические решения, срок окупаемости дополнительных затрат, необходимых на дооборудование системы, в некоторых случаях может составлять всего 1,5-2 года. Главный принцип здесь остаётся ровно тем, который сформулировали ещё советские учёные: выбор способа утилизации тепла определяется, прежде всего, не моделью или мощностью котла, а наличием реальных потребителей подобной услуги. С точки зрения теории, потребности делятся на две группы: внешние и внутренние. В последнем случае речь идёт о возврате ресурса непосредственно в установку. Самым очевидным примером такого подхода к энергосбережению может быть возврат части воздуха из системы вентиляции. Но для котельных такой способ не больно-то применим. Ведь отходящие газы представляют собой смесь, которая, аккуратно, говоря, неполезна для здоровья. Однако при помощи отходящих газов возможен, скажем, обогрев ресурсов, поступающих в котельную. Делаться это может через теплообменник. Таким образом, можно нагревать воздух, используемый в процессе горения в качестве окислителя. Либо – воду, направляемую в установку. Либо – поступающее туда топливо. В любом случае это приведёт к определённому снижению расхода топлива. Что же касается внешнего использования, то здесь речь может идти, например, о нагреве воды. Интересное направление, используемое в котельных, работающих на твёрдом топливе (например, дровах) – сушка сырья. Значимое преимущество здесь заключается в том, что газ, выходящий из котельной, можно направлять в сушильную камеру напрямую, без использования теплообменников. А это заметно снижает капитальные вложения. Кстати, полезно помнить: количество теплоты, «скрытых» в отходящих из котельной газах, гораздо выше, чем это принято считать. Связано это с тем самым процессом, который мы называли в начале статьи в качестве основной проблемы: с конденсацией влаги. Иными словами, речь идёт об использовании не только явно присутствующей теплоты газов, но и «скрытой» теплоты парообразования воды. Кстати, в некоторых случаях вторая компонента может оказаться заметно больше первой. Для более эффективного использования теплоты сгорания отходящих газов их нужно остудить до температуры ниже точки росы. В таком случае пары воды, образующиеся в процессе функционирования котельной, сконденсируются. А выделившаяся теплота парообразования будет передана теплоносителю. Конструкция же соответствующего теплообменника может быть различной. Конкретное технологическое решение зависит, прежде всего, от температуры исходных газов и охлаждающей воды (именно её обычно выбирают в качестве промежуточного теплоносителя). Правда, остаётся ещё «маленькая» техническая проблема. Остуженный таким образом газ подаётся, как правило, в трубу: кирпичную либо железобетонную. Если не предпринять каких-либо мер, то она также превратится в конденсационный теплообменник. Между тем работать она должна, конечно же, в «сухом» режиме. Поэтому на практике реализуется следующая схема утилизации тепла. Порядка 70-80 процентов отходящих от котельной газов действительно направляется в специальную установку, обеспечивающую, в том числе, конденсацию пара, и отводящую энергию. Затем охлаждённая до 50 градусов смесь перемешивается с остатками горячего газа. Вследствие этого температура вновь поднимется до приблизительно 70 градусов по Цельсию. И лишь после этого газы удаляются в атмосферу через трубу. В заключение необходимо отметить, что создание подобных установок всё же требует определённых капитальных затрат. В некоторых случаях они окупаются, и довольно быстро. Однако возможны и ситуации, когда необходимые инвестиции, а также энергия, требующаяся для работы «контура энергоэффективности», делают проект попросту невыгодным. Тем не менее, в случае продолжения роста цен на топливо интерес к данной теме, несомненно, будет лишь расти.
Анонсы мероприятий
Анонсы
мероприятий
Подписка на обновления
Будте в курсе всех событий в отрасли подпишитесь на рассылку
Самое читаемое
за неделю
за месяц
за все время
08 апреля 2014Технологии
03 августа 2017Экспертиза
04 декабря 2013Полезно знать
Cкачать электронную версию
октябрь 2017 (, 4 Кб)
  • Вице-президент некоммерческое партнёрство «Национальный платёжный совет»
    20 статей
  • Начальник отдела технологий дистанционного обучения, кандидат военных наук, доцент (ООО "Газинформсервис")
    2 статьи
  • 1 статья
  • Коллектив авторов
    73 статьи
  • Начальник отдела сопровождения информационной безопасности — удостоверяющего центра управления информационной безопасности Департамента безопасности (ОАО «Россельхозбанк»)
    1 статья
  • Президент Московской областной общественной организации инвалидов и семей с детьми-инвалидами «Мир для всех»
    1 статья
  • Редакция
    32 статьи
Рубрики
Будте в курсе всех событий в отрасли подпишитесь на рассылку
Москва, Хорошевское шоссе, д. 25
Тел./факс: +7 (800) 775-84-16
Эл.почта: info@gas-technology.ru