Автоматизированные котельные на биотопливе. Новая котельная на биотопливе работает в поселке всходы

Эффективность новой котельной на биотопливе

Автоматизированные котельные на биотопливе. Новая котельная на биотопливе работает в поселке всходы

По результатам энергетического обследования было принято решение о замене физически изношенной и морально устаревшей котельной новым энергоисточником.

Эффективным направлением комплексного решения энергетических и экологических проблем при обеспечении отопительных потребностей является применение современных автоматизированных котлов, работающих на гранулированном биотопливе. Поэтому в пос.

Луговой была смонтирована и запущена в работу в 2010 г новая модульная котельная, оборудованная двумя водогрейными котлами (зарубежного производства) мощностью по 0,74 МВт (0,64 Гкал/ч) каждый, использующими в качестве топлива древесные гранулы (пеллеты).

Выбор энергооборудования был сделан на основании маркетингового исследования.

Рабочее давление теплоносителя на выходе из данных котлов не превышает 0,4 МПа, а температура – 115 ОС.

Водогрейные котлы имеют два контура, при этом в первом циркулирует химочищенная деаэрированная вода, доставляемая автотранспортом с ТЭЦ ЗАО «Лесозавод 25», расположенной на расстоянии 30 км.

Нагрев сетевой воды второго контура осуществляется с помощью пластинчатых теплообменников. На обратной линии теплосети котельной установлены два циркуляционных насоса и один подпиточный.

Для обеспечения эксплуатационного запаса топлива рядом с котельной смонтирован вертикальный цилиндрический резервуар.

Древесные гранулы автотранспортом доставляются с ЗАО «Лесозавод 25» и поступают в приемный топливный бункер, из которого разгрузочным шнеком подаются на элеватор и далее в резервуар.

Нижняя часть резервуара выполнена в виде конусной системы выгрузки и оборудована лопастным питателем, с помощью которого гранулы поступают в промежуточную емкость. Затем транспортным шнеком гранулы направляются в помещение котельной, где разделительным шнеком распределяются на два котла.

В системе подачи топлива каждого котла установлен лопастной дозатор с промежуточной емкостью, из которой гранулы поступают на шнековый питатель котла, имеющий систему защиты от обратного возгорания топлива (рис. 2).

Питатель котлоагрегата подает гранулы в профилированную подовую область топки, где через зазоры колосников проходит первичный воздух, пронизывающий слой топлива.

В над- слоевую зону топки через сопла подается вторичный воздух для обеспечения догорания горючих компонент топлива.

Продукты сгорания обеспечивают нагрев котловой воды первого контура, совершая три хода в дымогарных трубах, после чего проходят очистку в мультициклоне и дымососом направляются в дымовую трубу. Каждый котел оборудован индивидуальной дымовой трубой. Для обеспечения плавного регулирования производительности котлов привод дымососов, шнеков и вентиляторов имеет частотное регулирование.

Такая же котельная, но с более мощными котлами (по 1,5 МВт (1,3 Гкал/ч)) была смонтирована в пос. Лайский Док, который находится в 35 км от ЗАО «Лесозавод 25».

До проведения энергетического обследования новых энергоисточников были выполнены режимно-наладочные работы, обеспечившие оптимизацию воздушных режимов, условий работы газовых трактов и повышение КПД брутто котлов в котельной пос. Луговой не менее чем на 1,8% и пос.

Лайский Док – на 3,8%, по сравнению с базовыми режимами настройки систем автоматического регулирования.

Результаты экспериментов показали, что оптимальный диапазон изменения концентраций кислорода в продуктах сгорания на выходе из котлов составляет 5,2-6% (при обеспечении нормативной плотности котлов).

При проведении балансовых опытов в топки котлов подавались древесные гранулы, имеющие достаточно однородный гранулометрический состав и теплотехнические характеристики (см. табл.), приемлемые для котлов с топочными камерами данного типа и требованиям [3]. КПД брутто водогрейных котлов в котельной пос.

Луговой изменялся в диапазоне 85,3-88,6%, а удельный расход условного топлива составил 40-38,5 кг у.т./ГДж (167,3 – 161,2 кг у.т./Гкал при тепловой нагрузке 0,32 – 0,65 Гкал/ч). Для котлов пос. Лайский Док КПД брутто изменялся в диапазоне 88,3-90,4%, а удельный расход условного топлива – 38,6-37,7 кг/ГДж (161,6-157,8 кг у.т.

/Гкал при тепловой нагрузке 0,42-1,22 Гкал/ч).

Невысокие значения эмиссии NOx (см. табл.) объясняются умеренным уровнем максимальных температур, а также двухступенчатой схемой сжигания топлива. Диапазон изменения эмиссии CO в различных режимах составил 35 – 807 мг/МДж.

пос. Луговойпос. Лайский Док
Наименование величиныкотел № 1 (опыт № 3)котел № 2 (опыт № 5)котел № 1 (опыт № 4)котел № 2 (опыт № 7)
Теплопроизводительность, кВт449740916495
Рабочее давление воды на выходе, МПа0,310,310,30,33
Температура воды на входе, °С91,792,568,874,8
Температура воды на выходе, °С108,5106,882,684,6
Влажность гранул, %8,387,08
Зольность гранул, %10,77
Выход летучих веществ, %85,0985,13
Низшая теплота сгорания, МДж/кг17,0517,39
Расход воздуха первичного/вторичного, нм3/ч338/256584/407682/482412/286
Разрежение в топке, Па905070100
Сопротивление котла, Па901705030
Температура уходящих газов, °С168215126123
Избыток воздуха в уходящих газах1,361,351,341,4
Потери теплоты:
  • – с уходящими газами q2, %
  • – с химнедожогом q3, %
  • – с мехнедожогом q4, %
  • – от наружного охлаждения q5, %
КПД котла брутто, %88,5986,5290,3888,1
Полный расход биотоплива, кг/ч107180210116,3
Эмиссия NOx, мг/МДж1061057367
Эмиссия СО, мг/МДж427715981

Результаты исследований показали, что модернизация энергоисточника в пос. Луговой позволила:

¦ снизить удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии более чем в 2,8 раза;

¦ уменьшить эмиссии NOx более чем в 6 раз и CO более чем в 8 раз, снизить выбросы SO2 газа более чем на 82 т/год;

¦ уменьшить выбросы парниковых газов (СО2) в атмосферу более чем на 6500 т/год;

¦ сократить обслуживающий персонал с 13 до 5 человек;

¦ использовать здание старой котельной для других производственных нужд.

Энергетическое обследование старой котельной в пос.

Лайский Док, работавшей на дизельном топливе, не проводилось, однако достигнутый КПД брутто новых котлов (90,4%), соответствующий эффективности работы мазутных котлов, находящихся в хорошем техническом состоянии, позволяет не сомневаться в целесообразности выполненной модернизации. Обслуживающий персонал котельной также сократился с 13 до 5 человек. Требования к персоналу: среднетехническое образование, опыт работы машинистом не менее 5 лет.

Несмотря на более высокую стоимость древесных гранул (3 тыс. руб./т) по сравнению с каменным углем (1,9 тыс. руб./т) полученные результаты позволят получить период окупаемости, не превышающий 6 лет.

Исходя из вышеизложенного, генеральным направлением развития малой энергетики является замена немеханизированных морально и физически устаревших котлов новыми высокоэффективными автоматизированными теплогенерирующими установками с преимущественным использованием местных видов топлива и отходов лесоперерабатывающего комплекса.

Page 3

Перейти к загрузке файла
  • 1. Любов В.К., Любова С.В. Повышение эффективности энергетического использования биотоплив: учеб. пособие. Архангельск: ОАО «Солти», 2010. 496 с.
  • 2. Любов В.К., Попов А.Н. Модернизация объектов коммунальной энергетики // Вестник ЧГУ, технические науки. 2011. Т. 2, № 2, с. 5-9.
  • 3. ГОСТ Р 54220-2010 Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 1. Общие требования.

  Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter

Источник: //studwood.ru/1000843/tovarovedenie/effektivnost_novoy_kotelnoy_biotoplive

Котельная на биотопливе: что необходимо знать

Автоматизированные котельные на биотопливе. Новая котельная на биотопливе работает в поселке всходы

Экология потребления.Наука и техника:Статья посвящена успешно применяемой разработке отечественного производителя – твердотопливных котлах, позволяющих сжигать низкосортные угли и, что на наш взгляд, более актуально – биотопливо.

В настоящее время, в связи с повышением цен на газ и электроэнергию, возобновляется интерес к оборудованию, позволяющему использовать местные низкокалорийные топлива (древесина, торф, бурый уголь) и горючие отходы (сельхозпроизводства, деревопереработки, ТБО) для получения тепловой и/или электрической энергии.

Известные трудности, связанные с получением разрешения на использование природного газа в качестве топлива (в том числе и финансовые), заставляют потребителя искать альтернативные варианты для обеспечения промышленных и коммунальных объектов тепловой энергией. 

Стоит только обратить внимание на альтернативное топливо – твердое. И тут встает вопрос: что выбрать – уголь или биотопливо.               

К наиболее часто встречающимся видам местного биотоплива относятся:

1. дрова в виде неделовых бревен;

2. кусковые отходы лесопиления и деревообработки: горбыли, рейки, доски и брусья с недопустимыми пороками древесины, нестандартные вырезки при раскрое пиломатериалов, выбракованные заготовки и полуфабрикаты, кора, получающаяся после машинной окорки многих видов лесоматериалов, лесосечные отходы, высохшая древесная зелень, сучья, ветки, вершины и т.п.;

3. неделовые обломки стволов, здоровый валежник, подлесок, тонкомерные деревья, пни и корни, опилки и сружка, древесно-кустарниковая растительность,  подлежащая удалению на отведенных полосах вдоль дорог, трубопроводов, линий электропередач и связи;

4. травянистая растительность, камыш, солома, картофельная ботва, лигнин;

5. специально изготовленные топливные материалы из древесных отходов и биологического сырья (брикеты, пеллеты);

6. фрезерный торф.

С точки зрения процесса горения любое биотопливо, как правило, состоит из следующих компонентов: зола, горючее вещество, вода. Индивидуальные отличия  тех или иных видов биотоплива заключаются в первую очередь в различном процентном содержании влаги в зависимости от способа получения, места и продолжительности хранения, подверженности естественной или искусственной сушке.

Например, свежесрубленная древесина может иметь влажность до 50-60 %, а после двух-трех месяцев хранения под открытым небом на лесосеке в сухую погоду лесосечные отходы высыхают до 40-45 %; содержание влаги в отходах деревообработки в цеху или на крытом складе из пиломатериалов после искуственной сушки находится в пределах 12-20 %. Торф, как ископаемое, от остальных видов свежедобытого топлива (древесина, травянистые растения) существенно отличается повышенным содержанием сернистых веществ и высокой зольностью.

Сравним  теперь то, что нам известно об оборудовании, работающем на дизельном топливе, по сравнению с оборудованием для сжигания биотоплива. Широк ли выбор оборудования, позволяющего так же просто эксплуатировать  твердотопливную котельную, как и дизельную?

Выбор достаточно широк. Любой заинтересованный пользователь легко найдет достаточное количество поставщиков такого рода продукции. Вызывает ли проблему хранение топлива? Нет, существует большое количество отработанных систем хранения и подачи топлива.

Автоматизируется  и механизируется  процесс до степени полного отсутствия обслуживающего персонала? Безусловно да, но стоит это несколько дороже,  чем для жидкого и газообразного топлива.

А стоит ли игра свеч,  и какова будет стоимость конечного продукта – тепловой энергии? 

Сравним вариант эксплуатационных расходов для двух котельных мощностью  2 МВт каждая, оборудованных дизельным и твердотопливным котлом соответственно.

Предположим, что котельные работают только на отопление, отопительный сезон длится 5000 часов, котлы подобраны правильно и средняя нагрузка котла за этот период составит 50 % от номинальной. Основная статья затрат, безусловно, топливо.

Стоимость дизельного топлива приемлемого качества в  составляет 30 руб/литр. Пиковое потребление котла мощностью 2 МВт составляет приблизительно 180 л/ч. Таким образом за отопительный сезон будет потреблено:

180х0,5х5000=450000 л/сезон что при стоимости 30 руб/литр составит 13,5 млн рублей.

Мощность, потребляемая горелкой, в среднем составляет 4 кВт, затраты на электроэнергию за сезон при стоимости электроэнергии 5 руб/кВтч составят: 4х5000х5=100 000 рублей.

Котел на щепе: пиковый расход щепы при калорийности 1500 ккал/кг составит 1150 кг/час, или  3,85 м3/ч. Стоимость  щепы в среднем составляет 400 руб/м3. Таким образом затраты на топливо составят  3,85х0,5х5000х400=3 850 000 руб/сезон.

Котел на пеллетах или брикетах калорийностью 4000 ккал/кг: пиковый расход 430 кг/час, стоимость 6 руб/кг, итого за сезон: 430х0,5х5000 х6=6 450 000 руб/сезон.

Расход электроэнергии на твердотопливном котле – 15 кВт, таким образом затраты на электроэнергию за отопительный сезон составят 15х5000х5= 375 000 рублей.

Для сравнения посмотрим затраты на газ. В пике котел потребляет 240 м3/ч, стоимость газа 5 руб/м3, суммарные затраты на топливо за отопительный сезон:

240х0,5х5000х5=3 000 000  руб/сезон.

Интересные данные?

А что с капитальными затратами на строительство?

Газ: цена газификации начинается в среднем от 5 млн рублей, реально при реализации проекта эта цифра удваивается. На одном из объектов Московской области стоимость газопровода к котельной с нагрузкой 1,5 МВт составила 82 млн рублей.

Конечно проект реализован не был. Стоимость котлов и горелок аналогична дизельному варианту, но добавляется не совсем приятная добавка в виде всевозможных инспекций.

В дизельном варианте в отличие от газового добавляется топливохранилище примерной стоимостью 1 млн рублей.

Твердотопливная котельная по стоимости котлов конечно проигрывает и газовой  и дизельной. Стоимость котла примерно  выше стоимости котла и горелки в газовом и дизельном варианте. Однако совокупность капитальных и эксплуатационных затрат однозначно, на наш взгляд, позволяет рассматривать вариант котельной на биотопливе как наиболее привлекательный. 

опубликовано econet.ru 

Источник: //econet.ru/articles/130874-kotelnaya-na-biotoplive-chto-neobhodimo-znat

Важная информация о котельных, работающих на биотопливе

Автоматизированные котельные на биотопливе. Новая котельная на биотопливе работает в поселке всходы

Повышенный спрос на отопительное оборудование, предназначенное для сжигания бурого угля, дров, торфа, а также отходов, выделяющих тепловую энергию, связан с постоянным повышением тарифов на электричество и газ. Из остатков деятельности сельского хозяйства и деревоперерабатывающих предприятий изготавливают брикеты и пеллеты.

Не все организации и владельцы частных домов могут позволить себе в нынешних условиях провести газ. Это связано с большими материальными затратами. Кроме того, много времени займёт получение разрешения, подготовка проекта и непосредственно само подключение.

Потребители ищут альтернативные варианты, изучая возможность отапливать жилые и промышленные площади доступными материалами. Это может быть уголь, преимущества использования которого очевидны: он долго горит и выделяет большое количество теплоты. Но стоит обратить внимание на биотопливо.

Виды доступного биотоплива

Любой человек может заготовить на зиму материал, которым будет отапливать помещения:

  • неделовые брёвна лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятий;
  • различные древесные отходы: ветки, сучья, верхушки, снятая кора после машинной обработки стволов, заготовки, которые сочли за брак, доски с дефектами, остатки плотницких работ, горбыли;
  • обломки стволов, которым не нашли применения, части упавших деревьев. А также корни, пни, поросль и кустарники, подлежащие обрезке и вырубке. Например, вблизи линий электропередач, связи, трубопроводов, вдоль автомагистралей;
  • засохшие растения целиком или частично: стебли подсолнечника, камыша, ботва картофеля, солома;
  • торфяные брикеты;
  • пеллеты, изготовленные из прессованных древесных и растительных отходов.

Разные отопительные материалы отличаются энергоэффективностью. Чтобы определить, какой из них будет выделять больше теплоты, следует изучить их состав.

Сравним продуктивность

Любые материалы, которые относятся к биотопливу, имеют в своём составе:

  • воду;
  • смолу;
  • горючее вещество.

Процентное соотношение компонентов обусловливает его свойства, способность выделять определённое количество теплоты. Этим материалы отличаются между собой. влаги может варьироваться в зависимости от способа хранения, обработки. Влажность в процентном соотношении может быть завышена, если биотопливо плохо поддаётся сушке. Это отразится на горючих свойствах материала.

Влажность стволов деревьев после срубки может составлять 60%. Для высушивания её выдерживают два, а то и три месяца под открытым небом. Если погода будет солнечная, без осадков, да ещё с небольшим ветром, то влажность лесозаготовок составит 40–45%.

Искусственная сушка на производственных участках или складах позволяет добиться содержания влаги в пределах 15–20%.

Если сравнивать торф с другими видами биотоплива (древесиной, растительными остатками), то можно отметить повышенное содержание золы и сернистых веществ, которые источают неприятный запах при горении.

Котлы, работающие на жидком топливе

Если сравнивать оборудование, работающее на дизельном топливе и твёрдом биотопливе, то можно отметить, что ассортимент обоих вариантов довольно широк. Найти поставщиков агрегатов любого вида не проблема для заинтересованного покупателя.

К тому же на рынке представлены как российские, так и зарубежные производители. Котлы можно купить любой мощности, и таким образом отапливать большие площади.

Если производительности одного котла недостаточно, можно обустроить котельную из нескольких одновременно работающих агрегатов.

Пользователи ставят вопрос о системе хранения и автоматизированной подаче топлива. Это давно перестало быть проблемой. Разработаны схемы передачи из бункеров, сберегающих как дизель, так и биотопливо в котлах, которые горят непрерывно.

Процесс механизирован и автоматизирован, не требует частого контроля и постоянного присутствия оператора. Стоимость системы для подачи твёрдого биотоплива дороже, чем для котельных на газу или жидком топливе.

Несложно определить, будет ли выгодно её устанавливать.

Расходы на эксплуатацию

Сравнивая энергоэффективность двух котельных одинаковой мощности, равной 2 МВт, одна из которых будет отапливаться дизелем, а вторая — твёрдым топливом, нужно рассчитать стоимость горючего:

  1. Дизельный котёл потребляет 180 л/час, таким образом, расход за сезон составит 450 000 литров. Учитывая стоимость дизтоплива, расходы составят 13,5 млн рублей. Котёл потребляет ещё электроэнергию для работы горелки. Стоимость за 6 месяцев отопительного периода при цене 5 руб. за кВт/ч — 100 000 руб. Итоговая сумма: 13 600 000 руб.
  2. Если в качестве топлива использовать щепу, то при потреблении около 4 м3/час за сезон расходы составят 3 850 000 руб.
  3. Пеллеты и брикеты обойдутся дороже. Расход — 430 кг за час при цене 6 руб. за кг, отопление будет стоить 6 450 000 руб. за сезон. Нужно добавить расходы за электроэнергию, которая потребляется горелкой. Её мощность 15 кВт, поэтому придётся оплатить ещё 375 000 руб.

Можно посчитать, сколько нужно заплатить за газ при заданной потребляемой мощности. Расход газа котлом составляет 240 м3/час. Возьмём средний тариф топлива — 5 руб./м3. Тогда общая стоимость отопления за период 6 месяцев составит 300 000 руб.

Выводы делайте сами.

Затраты на капитальное строительство

Минимум в 5 миллионов рублей обойдётся газификация объекта — это официальные данные, которые включают стоимость разработки проекта и подключение. На деле всё выглядит иначе.

Оплачивать приходится непредвиденные расходы, потраченная сумма обычно удваивается к моменту окончания работ.

Можно привести пример, когда расчётная сумма по проекту газификации объекта (технические данные: котельная нагрузкой 1,5 МВт) в Московской области составила 82 млн рублей. Владелец отказался от реализации.

Стоимость оборудования для газовой и дизельной котельной приблизительно одинакова. Но следует учесть, что необходим бункер для хранения топлива. Его цена приблизительно 1 млн рублей.

Твердотопливные агрегаты, горелки и бункеры обойдутся значительно дороже двух предыдущих вариантов. Однако стоимость биотоплива быстро окупит все расходы.

Поэтому на данный момент наиболее выгодно оборудовать котельную, работающую на данном материале. Следует отметить, что горение биотоплива самое экологичное, оно меньше загрязняет окружающую среду.

В помещении не будет угольной пыли и посторонних запахов, которые обычно присутствуют при использовании дизтоплива.

Источник: //mpnu.ru/intresting/vazhnaya-informatsiya-o-kotelnyh-rabotayushhih-na-biotoplive/

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий