3.1 Автоматизация процесса горения топлива в котлах котельной №1.

Комплексная автоматизация котельных установок обеспечивает существенную экономию топлива как за счет повышения КПД котла, так и благодаря улучшению регулирования теплопроизводительности в соответствии с графиком нагрузки.

Наиболее важной с точки зрения повышения к.п.д. котла является автоматизация процесса горения, включая автоматическое регулирование теплопроизводительности, экономичности процесса горения и разрежения в топке котла. Регулирование производительности водогрейного котла осуществляется изменением количества топлива, подаваемого в котел в соответствии с нагрузкой. Регулирование экономичности процесса горения водогрейных котлов осуществляется частотными регуляторами с учетом разрежения в топке и автомата регулирования соотношения «газ-воздух»

Поэтому все насосы и вентиляторы, установленные в котельной для обслуживания котлов, на которых планируется автоматизация процесса горения, оборудуются частотными приводами. Дутьевые вентиляторы и дымососы частотными приводами в настоящее время не не оборудованы.

Кроме автоматики регулирования, при автоматизации котельных выполняются схемы автоматики безопасности с установкой приборов современного технического исполнения.

Экономический эффект при автоматизации процесса горения котлов получается за счет повышения к.п.д. установки, который определяется в основном потерями тепла с уходящими газами и потерями тепла от химической неполноты сгорания топлива.

Для поддержания минимальной суммы потерь тепла в котлоагрегате при различных нагрузках необходимо применение регулятора соотношения топливо – воздух, обеспечивающего оптимальный избыток воздуха в топке, при котором он минимален, но достаточен для полного сгорания топлива.

В настоящее время регулирование избытка воздуха осуществляется дроссельными устройствами дутьевых вентиляторов и дымососов.

По литературным данным [12] считается, что автоматизация регулирования экономичности процесса горения позволяет повысить к.п.д. котлоагрегата в зависимости от режима его работы до -4%

В котельной №1 работает котел: ДКВР-10/13, переведенный в водогрйный режим

Нагрузка котлов в течении суток периодически (особенно в межотопительный период) изменяется от 10 до 90%.

За 2013 г котельной выработано 16112 Гкал тепла, на что израсходовано 2635 т.у.т. Время работы котельной (и агрегатов) согласно, оперативному журналу котельной составляет 5011 часов. Средняя годовая нагрузка на котельную согласно таблицы ПРИЛОЖЕНИЕ Я равна 3,22 Гкал ч. Усредненный фактический КПД «брутто» котельной за 2013 г определяется по выражению и составит:

η_бр = Q_год / В * Q^р_н * 100% (3.1)

η_бр = 16112 * 10⁶/ 2635 * 10³ * 7000 *100% = 87,4%

Снижение удельного расхода топлива на отпуск тепловой энергии после автоматизации котлов определяем по выражению:

b^в_тэ = b_тэ * η_нетто/ η^А_нетто;кг.ут/Гкал (3.2)

где: b_тэ – удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии котельной,162,9

кг у.т./Гкал;

η_нетто – К.П.Д котла нетто ,% до автоматизации;

η^А_нетто– К.П.Д котла нетто,% после автоматизации;

η_нетто= η_бр*(1-α/100) %

где: η_бр- К.П.Д котла брутто усредненный ,% до и после автоматизации;

α--коэффициент собственных нужд котельной до и после автоматизации;

η_нетто= 87,4∙* (1-4,5/100) = 83,5 %

η^А_нетто=89,6 * (1-3,9/100) = 86,1 %

b^в_тэ = 162,9 *83,5 /86,1 = 158 кг у.т./Гкал

Экономия условного топлива после автоматизации процесса горения определяется по выражению:

ΔВ_тэ = Q_сч * Т_г * (b^ф_тэ - b^в_тэ) * 10^-3, т у.т. (3.3)

где: Q_{сч кот}– среднечасовая тепловая нагрузка котельной

Т_кот– число часов работы котельной, час.

ΔВ_от = 3,22* 5011 *(162,9 – 158)* 10^-3 = 79,1 т у.т или 68783 м³

Стоимость сэкономленного топлива после автоматизации котлов при цене 1000 м³ .= 303$. и стоимости 1$= 18012 руб

ΔС_г= 68 783*·0,303 *18012 = 375 392 576 руб.

Экономия топлива от внедрения мероприятия составит:

∆В=79,1 т.у.т

Стоимость системы автоматики, ее монтажа и наладки для одного котла ДКВР-10/13 по данным предприятия УП «ЭНТАС» составляет 1 238 795 500 руб.

Срок окупаемости мероприятия составит:

Т =З/ ΔС, лет

Т =1 238 795 500 /375 392 576 = 3,3 года

Таким образом, комплексная автоматизация котельных установок обеспечивает существенную экономию топлива как за счет повышения КПД котла, так и благодаря улучшению регулирования теплопроизводительности в соответствии с графиком нагрузки.