16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/393-394/4156145.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 13-14 (393-394) июль 2020 года

Ноябрьский проект: энергоэффективная котельная

Трубная система нового котла

АО «Энерго-Газ-Ноябрьск» завершило глобальное техническое перевооружение центральной котельной города Ноябрьск (ЯНАО). Оно длилось пять лет и затронуло практически все составляющие технологического процесса.

В результате проведения целого комплекса мероприятий Энерго-Газ-Ноябрьск (входит в группу компаний ООО «Корпорация СТС») стал фактически первым предприятием в России, где проведены столь масштабные работы по полной модернизации водогрейных котлов модификации КВГМ-100 с внедрением системы оперативного мониторинга и оценки энергоэффективности. Основное финансирование проекта велось в рамках инвестиционной программы акционерного общества по развитию системы теплоснабжения г. Ноябрьска на 2015‑2020 гг. (266 млн руб.) и частично – за счет средств капитального ремонта (52 млн руб.).

Первым этапом технического перевооружения основного теплоисточника города – центральной котельной КВГМ-100 – стала замена поверхностей нагрева четырех из пяти водогрейных котлов, установленных в котельной (лучший по физическому состоянию котел не проходил модернизацию с целью дальнейшего проведения сравнительной оценки энергоэффективности выполненных работ).

Предремонтный анализ показал, что фактическое значение их КПД брутто – не более 87 %. Причин тому сразу несколько: это и неудовлетворительное техническое состояние поверхностей нагрева (в конвективных пакетах заглушено много труб), и наличие на внутренних поверхностях экранных труб значительных отложений растворенного железа и грязи. Фактическое гидравлическое сопротивление превышало паспортное значение в 2,55‑3,06 раза. Котлы имели «запертую» тепловую мощность – их максимальная тепловая нагрузка ограничивалась значениями не более 60 Гкал / ч, при более высокой нагрузке происходило повреждение поверхностей нагрева (перегрев металла с последующим разрывом труб).

На помощь пришел производитель тех же котлов – Дорогобужский котельный завод. Свою продукцию он модернизировал, повысив ее надежность за счет увеличения диаметра труб конвективного пакета и полного исключения поворотных гибов, засорения в которых чаще всего приводили к повреждениям котла.

Экранная форма «Расчет запаса по невскипанию ВК-1»



Энерго-Газ-Ноябрьск одним из первых взял новую разработку на вооружение. Полученное снижение гидравлического сопротивления позволило увеличить сетевой расход воды, а значит, и существенно повысить коэффициент теплопередачи. В результате полученное фактическое значение КПД котлов брутто стало больше нормативных (паспортных) значений. Ограничение по «запертой» тепловой мощности снято, температура уходящих газов снижена во всем диапазоне нагрузок.

Для еще большего обеспечения надежности смонтированы и введены в эксплуатацию автоматизированные системы: контроля технического состояния котлов (гидравлического сопротивления, запаса по невскипанию воды), обеспечения расчетной минимальной температуры сетевой воды (для исключения наружной коррозии конвективных поверхностей нагрева).

Устаревшие горелки типа ПГМГ-40, разработанные более 35 лет назад, также требовали замены. Их главные конструктивные недостатки – низкий диапазон регулирования нагрузки, неустойчивое горение. А одноступенчатая схема подачи газа и воздуха не обеспечивала достаточного смешения газовоздушной массы. В результате полного сжигания природного газа не происходило, часть ресурса в прямом смысле слова улетала в трубу. Проблему решила установка современных высокоэффективных горелок ГМУ-40М российского производства.

Новые высокоэффективные горелки ГМУ-40М



Их схема горения – вихревая двухступенчатая с пилотной горелкой, факел устойчив во всем диапазоне нагрузок, значение выбросов NOx низкое, а КПД выше, чем у старых горелок, минимум на 5 процентов. Кроме того, Санкт-Петербургское ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова» индивидуально для Ноябрьска доработало свою продукцию с целью увеличения количества первичного воздуха, подаваемого к пилотной горелке. Для точного регулирования подачи воздуха неэффективные трехлопаточные заслонки были заменены на новые регулирующие клапаны типа «Кедр» с симметричным расположением лопаток.

По индивидуальному техническому заданию было доработано и программное обеспечение микропроцессорных устройств АГАВА 6432 и введены в эксплуатацию автоматизированные системы индивидуального (а не группового, как было раньше) регулирования подачи газа и воздуха для каждой из трех горелок котла. На котлах, прошедших модернизацию, также были смонтированы стационарные комбинированные анализаторы кислорода О2 и химического недожога СОе = (СО + Н2 + СхНy) в дымовых газах для экономии топлива и контроля технологических процессов. Выполнены работы и по реконструкции схем газовой обвязки.

Графики зависимости расхода газа на котел и теплопроизводительности котла



Существенное снижение потребления электроэнергии обеспечила установка частотных приводов на дымососы. Анализ работы одного из котлов в течение 215 дней после установки преобразователей частоты показал, что суммарное снижение потребления электроэнергии на тягу и дутье составило 60,2 % от нормативного значения потребления электрической мощности.

Выполнению задач по достижению энергоэффективности и надежности оборудования способствовал и ввод в эксплуатацию автоматизированных систем регулирования постоянной температуры воздуха, подаваемого на горение. До ее внедрения диапазон температур приточного воздуха в течение отопительного сезона составлял от + 4 оС до + 45 оС. Это приводило к изменению его плотности и удельного объема в зависимости от температуры, что не позволяло обеспечить постоянное оптимальное значение стехио­метрического отношения для сжигания природного газа.

Зависимость плотности воздуха от температуры



Сейчас постоянная температура приточного воздуха регулируется автоматически. За счет этого обеспечена автоматическая оптимизация горения на базе микропроцессорных устройств АГАВА 6432 с точным регулированием требуемого расхода воздуха, подаваемого на горение, по давлению воздуха перед горелками.

Внедренная система регулирования также дает возможность точного контроля режимов работы горелок котла, оснащенных двумя сенсорами (О2 + СОе), с целью исключения «химического недожога» с дополнительным снижением выбросов оксидов азота NOx на 20‑40 %. Кроме того, система обеспечила индивидуальное управление секциями калориферов, их технологическую защиту от замораживания, определение режимов работы котла (в резерве или в работе), управление группой циркуляционных насосов, автоматический контроль и сигнализацию неисправностей.

Анализ снижения потребления электрической энергии дутьевым вентилятором и дымососом водогрейного котла ВК-3 за период с 01.01.2019 года по 15.03.2020 года после установки преобразователей частоты



Таким образом, в результате выполнения полного комплекса мероприятий повышена надежность котельной (существенное увеличение межремонтного периода, снижение аварийности), ее экологичность (снижение выбросов в атмосферу углекислого газа и оксидов азота) и ее энергоэффективность.

Снижение расходов только на электроэнергию составит около 6 млн рублей в год. Максимальная разница в фактическом потреблении удельного расхода условного топлива брутто на выработку теплоты между котлами, прошедшими модернизацию, и старым котлом, по предварительной оценке, – 22,06 кг.у.т. / Гкал, или 14,23 %. А полученные значения фактических КПД брутто составило 96,14 % и превысило нормативные (паспортные) значения в среднем на 3,86 %, что близко к лучшим мировым показателям.


Энерго-Газ-Ноябрьск


Энергоэффективность, Модернизация в энергетике

Похожие Свежие Популярные