- Возможности оборудования
- Где лучше поставить тт-котел
- О подготовке помещения
- Дополнительные модули
- Как подобрать теплогенератор
- Как работает отопительная система?
- Конструктивные особенности газовых теплогенераторов
- Оптимизация предварительного подогрева холодного воздуха перед воздухоподогревателями котлов (на примере харанорской грэс)
- По указанию свыше…
- Не газом единым!
- Что такое плохо?
- Так лучше…
- Хорошо дешево не бывает!
- Расчет и выбор оборудования для обогрева дома общей площадью 100 кв.м
- Самое простое решение
- Разгон – торможение
Возможности оборудования
Воздушное отопление с газовым воздухонагревателем обычно применяют в домах площадью от 50 до 1000 м2, в коттеджах площадью 200–400 м2 его устанавливают фактически в массовом порядке. В базовой комплектации система обеспечивает только нагрев воздуха.
Однако стоит дооснастить ее дополнительным оборудованием, и она сможет справиться с охлаждением комнат, научится очищать воздух от различного рода загрязнений, регулировать относительную влажность. Кроме того, воздушное отопление можно интегрировать с системой приточно-вытяжной вентиляции на базе рекуперативной приточно-вытяжной установки.
В полной комплектации система воздушного отопления фактически представляет собой центральную систему кондиционирования воздуха, способную круглогодично создавать и поддерживать индивидуальный микроклимат в каждом помещении загородного дома.
Сердце системы воздушного отопления — газовый воздухонагреватель с дополнительными модулями обработки воздуха. К нему подключены воздуховоды, по которым во все отапливаемые комнаты доставляется подготовленный и отводится отработанный воздух. Пользователь же видит только вентиляционные решетки, расположенные на полу, стенах, иногда — на потолке, и пульты ДУ.
Достоинств у грамотно спроектированной и установленной системы воздушного отопления множество:
- система низкоинерционна, так как все тепло тратится на прогрев подаваемого в помещения воздуха, без посредничества металлических радиаторов и труб;
- как следствие низкой инерционности — возможен режим ускоренного прогрева (охлаждения), когда температура воздуха в доме может измениться на десятки градусов менее чем за час — это актуально для загородных домов с периодическим проживанием;
- коттедж и его дорогостоящая отделка никогда не будут повреждены водой, как это может произойти вследствие размораживания системы водяного отопления;
- проживающие в доме люди защищены от термических ожогов — ведь температура воздушного потока, поступающего в помещения, не превышает 55°C (радиаторы в классической системе водяного отопления могут нагреваться до существенно более высоких температур);
- с точки зрения дизайна у системы также немало преимуществ — нет радиаторов, ниш для них, стояков. Это обстоятельство приветствуется многими современными дизайнерами.
Существенным недостатком системы воздушного отопления принято считать ее громоздкость. Воздуховоды надо куда-то прятать, жертвуя для этого высотой потолков или габаритами комнат (при установке в уже построенных домах) или «перезакладываться» по строительным материалам, если дом еще не построен.
Другая проблема — повышенная чувствительность систем к качеству проектирования и монтажа. Ошибки оборачиваются повышенным шумом, перегревом отдельных частей дома и недотопом других, запотеванием окон, сквозняками. Были случаи, когда воздушное отопление, скроенное на коленках горе-специалистами, после первого отопительного сезона беспощадно демонтировалось и отправлялось на свалку…
Впрочем, не будем сильно сгущать краски. Примеров качественной реализации воздушного отопления коттеджей в нашей стране великое множество. Уже не первое десятилетие подобные установки исправно функционируют в частных домах Серебряного Бора, Барвихи и сотен коттеджных поселков, расположенных в разных уголках необъятной России.
Где лучше поставить тт-котел
Примечательно, что ни в одной стране бывшего СССР по сей день не разработано конкретного нормативного документа, регламентирующего монтаж котлов на твердом топливе в частных и многоквартирных домах. Основная часть требований изложена в СНиП «Отопление и вентиляция», отдельные нормы встречаются в документе СНиП 31–02-2001 «Одноквартирные дома» (для России) и в прочих разрозненных актах.
Пример установки пиролизного теплогенератора с удобным доступом к расширительному баку и дымоходу
Справка. Многие интернет-ресурсы отсылают нас читать громадный СНиП «Котельные установки», не учитывая, что его действие распространяется на теплогенераторы мощностью свыше 360 кВт (п. 1.2). Другие предлагают нам руководствоваться правилами для газовых отопителей. Оба варианта ошибочны: требования к размещению бытовых ТТ-котлов не столь жесткие.
Мы проанализировали нормативную документацию, касающуюся размещения дровяных водогрейных отопителей, прибавили к ним практический опыт наших экспертов и составили перечень рекомендаций по расположению агрегата:
- Использование дров, угля и даже брикет с пеллетами предполагает повышенную запыленность, а в процессе топки внутрь помещения попадает дым в разных количествах. Поэтому ставить котел в дом крайне нежелательно, хоть нормы и дозволяют размещение на кухне, в коридоре и других комнатах, кроме спален.
- Лучшие места для твердотопливного теплогенератора: котельная на улице (обособленная либо пристроенная к существующему зданию), техническое помещение внутри дома, подвал или гараж. Крайний вариант – хорошо проветриваемый коридор.
Удачное решение – пристроить твердотопливную котельную из пеноблоков к стене жилого дома
- Агрегат желательно ставить поближе к внешней стене, чтобы не прокладывать длинный горизонтальный участок дымохода или не выводить его наружу сквозь перекрытия.
- Чтобы обслуживать и чистить теплообменник ТТ-котла, обеспечьте к нему доступ с нужных сторон. В идеале спереди должно быть не меньше 1 м свободного пространства, а по бокам и сзади – 60 см (минимум — 25 см).
- Не рассчитывайте подключить газоход дровяного отопителя к кирпичным вентиляционным каналам внутри стен, это категорически не допускается.
- предусмотреть основание и при необходимости отлить бетонный фундамент;
- пробить в стене отверстия для дымоходной трубы и вентиляции;
- стены и полы, построенные из горючих материалов, защитить от возгорания листами металла, асбестоцемента, базальтового картона или минерита.
Схема установки с допустимыми расстояниями до стен и потолка котельной
Совет. Перед тем как приобрести и установить котел длительного горения типа Stropuva, сопоставьте его высоту с помещениями. Обдумайте расположение другого крупногабаритного оборудования – теплоаккумулятора, буферной емкости и бойлера косвенного нагрева.
В топочных малой площади придвигайте котел необслуживаемой стороной к одной из стен (минимальный отступ – 10 см), а сзади оставьте проем шириной не меньше 250 мм, как сделано на фото.
О подготовке помещения
Что необходимо сделать, перед тем как установить ТТ-котел в предназначенное помещение дома:
Рекомендация. Если в топочной сделано только освещение, то подведите туда электрическую линию от розеточной сети. Все равно придется запитать циркуляционный насос, а то и автоматику нового теплогенератора.
Деревянную обшивку стен и пола отдирать не обязательно. Если котел придвинут к горючей стене ближе, чем на 38 см, закройте последнюю одним из перечисленных выше материалов. Такой же лист уложите на пол снизу и перед ТТ-котлом с выступом на 80 см. Это защита от вылетающих из открытой дверцы частичек жара.
По поводу фундамента, требуемого всеми производителями в инструкции по эксплуатации, дадим такие рекомендации:
- Маломощные отопители весом до 200 кг спокойно ставьте на цементную стяжку. Если она устроена правильно, то без проблем выдержит такую нагрузку.
Пиролизный котел Atmos 90 кВт с чугунным теплообменником нужно ставить на железобетонное основание
Схема устройства фундамента под тяжелый дровяной котел
Совет. Небольшие ТТ-котлы допускается размещать на деревянном полу. Но сначала вам придется усилить этот участок своими руками, установив дополнительные лаги из бруса минимальным сечением 100 х 50 мм.
Если в котельной планируется ставить бак – аккумулятор и прочее тяжелое оборудование, нет смысла заливать фундаменты для каждой единицы. Сделайте промышленные полы – бетонную стяжку высотой 12 см с армированием металлическими стержнями диаметром 8—14 мм.
Дополнительные модули
Наиболее функциональной система воздушного отопления на основе газового воздухонагревателя становится после оснащения дополнительными модулями воздухообработки. Какие из них наиболее востребованы рынком?
Большинство продвинутых заказчиков в России стремятся «научить» систему понижать температуру в доме в жаркое время года. Для охлаждения воздуха, нагнетаемого вентилятором воздухонагревателя в комнаты (когда активирован режим охлаждения, нагрев, естественно, не осуществляется), используют испарительный блок канального типа без собственного вентилятора, монтируемый над воздухонагревателем.
Испарительный блок с помощью медных труб и сигнальных кабелей подключается к компрессорно-конденсаторному блоку, располагаемому на улице рядом с домом. В России представлена соответствующая техника LENNOX, CARRIER, YORK, ZENITHAIR, ALASKA, TEMPSTAR и других марок.
Чрезвычайно важным устройством является блок фильтрации воздуха. Дышать в доме, оборудованном системой воздушного отопления с хорошими фильтрами, легко, а сам воздух несравнимо чище, чем в домах с конвекционным или инфракрасным отоплением. Пыль, даже если она в дом и попадает, быстро задерживается фильтрами, которые, впрочем, заказчик должен регулярно очищать.
Наиболее массовое решение — многоступенчатый электростатический фильтр. Он монтируется на входе в воздухонагреватель. Внутри у такого устройства фильтр механической очистки из алюминиевой сетки для улавливания крупных частиц пыли, пластинчатый электростатический фильтр, способный очистить воздух от частиц размером до 0,01 мкм.
По желанию может быть установлен еще и угольный фильтр. Он позволяет очищать воздух от запахов, но нуждается в регулярной замене. Кроме того, в многоступенчатом электростатическом фильтре часто устанавливают бактерицидную лампу для обработки воздуха ультрафиолетом.
При включении и выключении основного вентилятора воздухонагревателя сенсор потока автоматически включает и выключает фильтр.
Побочным продуктом работы многоступенчатого электростатического фильтра является озон, выделение которого минимизировано в дорогих моделях.
В Россию многоступенчатые электростатические фильтры поставляются под торговыми марками CAMFIL, GOODMAN, TROXTECHNIK, LENNOX, FIVESEASONS.
Если воздух в коттедже загрязняется особенно интенсивно (много домочадцев, есть курильщики, разводят животных, рядом — шоссе), в систему воздушного отопления включают дополнительный трехступенчатый фильтр тонкой очистки, например типа FS Hepa 550 (FIVESEASONS).
Увлажнитель воздуха используется преимущественно зимой, когда относительная влажность естественным образом понижена.
В Америке и Канаде распространены увлажнители поверхностного типа — они представляют собой воздухопроницаемую орошаемую насадку, на которую подается водопроводная вода. В России часто находят применение паровые увлажнители. Модуль увлажнения монтируется за воздухонагревателем (и за охлаждающим блоком, если он есть), на входе в приточную сеть воздуховодов, а датчик влажности располагается перед входом в воздухонагреватель.
Среди увлажнителей отметим специализированную продукцию LENNOX.
Полезным модулем для системы воздушного отопления является приточно-вытяжная вентиляционная установка. На практике находят применение в основном модели с пластинчатым рекуператором. Среди распространенных на рынке марок стоит отметить VENMAR, SYSTEMAIR, MAICOVENTILATOREN, REMAК, ROSENBERG, HALTON.
Как подобрать теплогенератор
Для каждого помещения необходимо подбирать теплогенератор, исходя из его тепловой мощности, производительности вентилятора и конструктивного исполнения.Точный подбор параметров воздухонагревателя позволит добиться эффективного отопления с минимальными затратами и высокой надежностью системы.
|
Тепловая мощность одного воздухонагревателя может составлять от 20 до 1 300 кВт. Таким образом, один воздушный отопительный агрегат способен обогреть помещение объемом от 600 до 39 000 м3. Часто для отопления больших помещений используется несколько теплогенераторов.
Для подбора параметров теплогенератора необходимо произвести тепловой расчет помещения, расчет напорности прибора, выбрать тип установки и климатическое исполнение.
Специалисты ООО «ТК-Сервис» выполнят для вас расчет теплогенератора, составят проект системы воздушного отопления по оптимальной цене, произведут поставку, монтаж и пусконаладку промышленных воздухонагревателей в любом регионе России.
Подробнее об устройстве и расчете теплогенераторов…
Закажите нам расчет вашего теплогенератора:
Как работает отопительная система?
Лопасти вентилятора захватывают воздух и направляют его в теплообменник. Нагретый им воздушный поток циркулирует по зданию, осуществляя несколько циклов.
Основное преимущество конструкции газового теплогенератора в том, что расположение камер и отсеков препятствует смешиванию продуктов распада отработанного топлива с воздухом из помещения
В процессе эксплуатации оборудования не нужно опасаться, что лопнет труба, и вы затопите соседей, как это нередко бывает с водяными отопительными системами. Однако в самом генерирующем тепло устройстве предусмотрены датчики, которые в экстренных ситуациях (угрозе поломки) прекращают подачу топлива.
Нагретый воздух подается в помещение несколькими способами:
- Бесканальный. Теплый воздух поступает свободно поступает в обрабатываемое пространство. Во время циркуляции он заменяет холодный, что позволяет поддерживать температурный режим. Использование отопления данного типа целесообразно в небольших помещениях.
- Канальный. Посредством системы воздуховодов соединенных между собой нагретый воздух перемещается по воздуховодам, благодаря чему возможен обогрев одновременно нескольких помещений. Используется для отопления больших зданий с отдельными помещениями.
Стимулирует движение воздушной массы вентилятор или силы гравитации. Теплогенератор можно устанавливать в помещении и за его пределами.
Использование воздуха в качестве теплоносителя делает систему максимально выгодной. Воздушная масса не вызывает коррозию, а также не способна повредить какие-либо элементы системы
Чтобы отопительная система функционировала корректно, следует правильно подсоединить к газовому генератору тепловой энергии дымоход.
Если дымовой канал установлен неправильно, он будет чаще забиваться наростами сажи. Суженный и забитый дымоход будет плохо отводить токсичные вещества.
Конструктивные особенности газовых теплогенераторов
Воздушное отопление наиболее эффективно в выставочных залах, производственных помещениях, киностудиях, автомойках, птицефермах, мастерских, частных домах большой площади и пр.
Стандартный теплогенератор на газу для работы воздушного отопления состоит из нескольких частей, которые взаимодействуют друг с другом:
- Корпус. В нем спрятаны все составляющие генератора. В нижней его части находится приточное отверстие, а вверху сопло для уже нагретого воздуха.
- Камера сгорания. Здесь происходит сжигание топлива, за счет чего теплоноситель нагревается. Она находится над приточным вентилятором.
- Горелка. Устройство обеспечивает подачу сжатого кислорода к камере сгорания. Благодаря этому поддерживается процесс горения.
- Вентилятор. Он распространяет нагретый воздух по помещению. Располагается за решеткой приточного отверстия в нижней части корпуса.
- Металлический теплообменник. Отсек, из которого нагретый воздух подается наружу. Он находится над камерой сгорания.
- Вытяжки и фильтры. Ограничивают попадание горючих газов в помещение.
Воздух подается в корпус посредством вентилятора. Разрежение генерируется в районе приточной решетки.
Устройство воздушного отопления обходится в 3-4 раза дешевле «водяной» схемы. К тому же воздушным вариантам не грозят потери тепловой энергии в ходе транспортировки из-за гидравлического сопротивления
Напор сосредоточен напротив камеры сгорания. За счет окисления сжиженного или природного газа горелка генерирует тепло.
Энергию от сгорающего газа поглощает металлический теплообменник. В результате циркуляция воздуха в корпусе затрудняется, его скорость теряется, зато температура повышается.
Зная мощность нагревательного элемента, можно просчитать размер отверстия, которое обеспечит необходимый поток воздуха
Без теплообменника большая часть энергии от сгорающего газа расходовалась бы напрасно, и КПД горелки было бы меньше.
Подобный теплообмен нагревает воздух до 40-60°C, после чего он подается в помещение посредством сопла или раструба, которые предусмотрены в верхней части корпуса.
В камеру сгорания подается топливо, где в процессе горения нагревается теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю
Экологичность оборудования, а также его безопасность, делают возможным использование теплогенераторов в быту. Еще одно преимущество — отсутствие жидкости, перемещающейся по трубам к конвекторам (батареям). Вырабатываемое тепло нагревает воздух, а не воду. Благодаря этому КПД устройства достигает 95%.
Оптимизация предварительного подогрева холодного воздуха перед воздухоподогревателями котлов (на примере харанорской грэс)
УДК 621.1
А.Г. Батухтин, /7.Г. Сафронов, М.В. Кириллов
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА ПЕРЕД ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ КОТЛОВ
(на примере Харанорской ГРЭС)
С выходом федерального закона ФЗ-261 «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» очень остро встал вопрос экономии энергоресурсов. Инвестиционная политика энергетических компаний при ограниченности финансовых инструментов не позволяет им производить энергию эффективно. Для нашей страны характерна разработка малозатратных способов повышения эффективности производства продукции [ 1—3]. Большое влияние на эффективное производство электроэнергии на ТЭС оказывают собственные нужды котла и турбины. Одной из составляющих собственных нужд станции является подогрев холодного воздуха перед подогревателями котлов.
Подогрев воздуха перед воздухоподогревателем котла на тепловых электростанциях при сжигании твердого топлива и мазута играет огромную роль как с точки зрения экономичности, так и с точки зрения надежности работы котлоагре-гата. С одной стороны, снижение температуры воздуха на входе в котел снижает потери теплоты с уходящими газами, с другой стороны, это вызывает низкотемпературную коррозию поверхностей нагрева в результате образования капелек серной кислоты при конденсации водяных паров в уходящих газах.
Существует множество методов предупреждения низкотемпературной коррозии, к основным из которых относятся [4]: удаление серы из топлива; введение присадок в топочные газы; изготовление поверхностей нагрева из материалов, хорошо сопротивляющихся коррозии; повышение температуры металла выше точки росы и др.
В условиях устаревшего оборудования и недостаточного финансирования главное внима-
ние уделяется методу повышения температуры металла выше точки росы, что достигается предварительным подогревом холодного воздуха перед воздухоподогревателем. В связи с этим для каждого вида топлива определяется минимально допустимая температура воздуха на входе в воздухоподогреватель исходя из температуры точки росы в дымовых газах.
В условиях пониженных температур предварительный подогрев воздуха до необходимой температуры перед воздухоподогревателем достигается в основном либо рециркуляцией горячего воздуха, либо подогревом воздуха в паровых калориферах. Как показали опыты, предварительный подогрев холодного воздуха в калориферах котла на каждые 10 °С снижает КПД брутто котла на 0,15 %, а тепловой КПД нетто, вычисленный с учетом расхода тепла на паровой подогрев, — на0,55 % [5].
Рассмотрим схему предварительного подогрева холодного воздуха на котлах ЕП-670-13,8-545 БТ (ТПЕ-216), установленных на Харанорской ГРЭС (рис. 1).
Калорифер
Рис. 1. Схема предварительного подогрева холодного воздуха
Забор холодного воздуха производится зимой с улицы 2, летом с цеха 1. Далее по тракту до дутьевого вентилятора Д В смонтирован трубопровод внутренней рециркуляции 4диаметром 800 мм для присадки горячего воздуха после трубчатого воздухоподогревателя ТВП с температурой 300 °С. В период низких температур, когда не хватает тепла горячего воздуха для поддержания необходимой температуры перед ТВП (50 °С для установленных котлов, работающих на бурых углях Харанор-ского и Уртуйского месторождений марки Б2), в работу вводятся калориферы котла, использующие в качестве теплоносителя пар из второго отбора турбины 3, имеющего следующие параметры: давление 2,5 М Па и температуру 330 °С.
Использование калориферов котла в схеме предварительного подогрева холодного воздуха негативно сказывается на экономичности работы энергоблока. Это связано с тем, что теплота уходящих газов, бесполезно теряющаяся в атмосфере, замещается высокопотенциальным паром, который может использоваться в более рациональных целях.
В связи с этим в результате систематизации данных внутренних исследований и испытаний был предложен ряд технических решений для обеспечения более экономичной работы энергоблока.
Расчет показателей работы котлоагрегата при использовании выбранных технических решений показан в табл. 1. Поясним:
Таблица 1
Параметр Ед. изм. Значения параметров в пяти схемах
1 2 3 4 5
Электрическая нагрузка блока МВт 215 215 215 215 215
Температура воздуха в месте забора °С -17,4 30 -17,4 -20 50
Температура воздуха после рециркуляции °С 20 50 50 18 50
Температура горячего воздуха после ТВП °с 295 295 295 295 295
Расход горячего воздуха на котел тыс. м/ч 580 580 580 580 580
Расход горячего воздуха на рециркуляцию тыс. м’/ч 77,5 46,6 156,6 78,2 0,0
Доля рециркуляции % 11,8 7,4 21,3 11,9 0,0
Изменение доли рециркуляции % 0 -4,3 9,5 0,1 -11,8
Нагрузка ДВ по воздуху тыс. м’/ч 657,5 626,6 736,6 658,2 580,0
Электрическая нагрузка ДВ МВт 1,207 1,196 1,235 1,207 1,180
Изменение нагрузки на ДВ МВт 0 -0,011 0,028 0,000 -0,027
Температура уходящих газов ОС 165,0 176,7 139,5 164,8 196,7
Изменение температуры уходящих газов ОС 0 11,7 -25,5 -0,2 31,7
Влажность угля на рабочую массу, IV % 34,2 34,2 34,2 34,2 34,2
Зольность угля на рабочую массу, Ар % 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5
Теплота сгорания угля, МДж/кг 13,2 13,2 13,2 13,2 13,2
Приведенная влажность, !¥л – 10,86 10,86 10,86 10,86 10,86
Коэффициент к – 3,69 3,69 3,69 3,69 3,69
Коэффициент с – 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97
Коэффициент Ь – 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28
Потери тепла с уходящими газами, с/2 % 11,03 9,34 9,44 11,15 9,57
Изменение потерь тепла с уходящими газами, 1/2 % 0 1,69 1,59 -0,12 1,46
КПД котла брутто % 90 91,69 91,59 89,88 91,46
Тепло с непрерывной продувкой котла ГДж/ч 7,8 7,8 7,8 7,8 7,8
Затраты тепла на собственные нужды котла % 2,9 1,4 1,4 3,1 1,4
КПД котла нетто % 83,18 86,06 85,97 82,95 85,84
Изменение КПД котла % 0 2,87 2,78 -0,23 2,66
Сравнительный анализ технических решений
схема 1 — действующая схема с частичной рециркуляцией горячего воздуха и забором холодного воздуха с улицы;
схема 2 — схема с частичной рециркуляцией горячего воздуха и забором холодного воздуха из цеха круглый год;
схема 3 — схема с полной рециркуляцией горячего воздуха (при условии увеличения диаметра трубопровода рециркуляции) и забором холодного воздуха с улицы;
схема 4 — схема с частичной рециркуляцией горячего воздуха и забором холодного воздуха с улицы при увеличении высоты забора холодного воздуха;
схема 5 — схема без рециркуляции горячего воздуха и забором холодного воздуха из цеха при увеличении высоты забора холодного воздуха.
Отметим, что схемы 2 и 5 возможны при восстановлении приточной вентиляции главного корпуса.
Изменение температуры уходящих газов (рис. 2) определялось опытным путем исходя из расхода воздуха через ТВП при постоянном расходе топлива.
Как видно из анализа технических решений, наиболее перспективны схемы 2 и 3. Однако для обеспечения работы по схеме 2 необходимо восстановление приточной вентиляции котельного отделения главного корпуса, так как есть вероятность понижения температуры внутри главно-
го корпуса до отрицательных величин и, как следствие, перемерзания труб и ухудшения рабочего микроклимата.
При работе по схеме 3 существуют два решения: увеличение диаметра трубопровода рециркуляции (как указывалось выше) и установка органа, регулирующего степень открытия/закрытия шибера «зима—лето», что определяет забор воздуха с улицы или из цеха.
Одним из таких регулирующих механизмов является механизм электрический однооборотный (МЭО). Он устанавливается на площадке обслуживания шибера «зима—лето», электрифицируется и управляется дистанционно с рабочего места машиниста энергоблока. Управляя положением шибера можно регулировать температуру холодного воздуха до рециркуляции.
Стоимость МЭО с монтажом и электрификацией по предварительным расчетам оценивается в 300 тыс. руб., что считается незначительным капиталовложением по сравнению с экономическим эффектом.
Как видно из рис. 2, при увеличении расхода воздуха через ТВП снижаются температура уходящих газов и, как следствие, теплопотери с ними, а КПД котла повышается. Соответственно лучшим режимным фактором будет поддержание максимальной рециркуляции горячего воздуха. Дальнейшее доведение температуры холодного воздуха перед ТВП до необходимой (50 °С) воз-
о
§
<й
Расход воздуха через ТВП, тыс. м3/ч
Рис. 2. Зависимость температуры уходящих газов от расхода воздуха через ТВП
можно смешением воздуха с улицы и из цеха за счет управления степенью открытия шибера «зима—лето».
Учитывая, что схема 3 значительно снижает температуру уходящих газов, необходимо знать температуру точки росы для данного вида топлива. Расчет температуры точки росы выполнен по [6] и показан в табл. 2.
Для обеспечения надежной работы воздухоподогревателя необходимо, чтобы температура стенки поверхности нагрева была выше температуры точки росы на 10 °С [7]. А поскольку коэффициенты теплоотдачи воздуха и дымовых газов приблизительно равны, то температура стенки со стороны дымовых газов будет стремиться к температуре самих дымовых газов. В итоге получим минимально допустимую температуру уходящих газов на выходе из ТВП:
=/р 10 = 101,7 10 = 111,7°С при сжигании угля Харанорского месторождения;
7^=^ 10 = 95,1 10 = 105,1°С – при сжигании угля Уртуйского месторождения.
Таким образом, применяя схему 3 с установкой регулирующего органа на шибере «зима-лето», можно отказаться от работы калориферов котла, освобождая ценный отбор пара из второ-
го отбора турбины. Калориферы в данном случае будут использоваться только в период пусковых операций.
В практических целях при оценке технико-экономических показателей пользоваться детальным расчетом тепловой схемы ввиду сложности несовсем целесообразно. Для конденсационного энергоблока с достаточной точностью можно воспользоваться коэффициентом ценности отбора турбины (КЦОТ). Какправило, отбор можно оценить по двум показателям — коэффициенту недовыработки мощности и коэффициенту ценности тепла отбора, которые изменяются от нуля до единицы, но имеют разный физический смысл.
Коэффициент недовыработки характеризует долю недоработанного теплоперепада пара, идущего в отбор [8]. Коэффициент недовыработки мощности произвольного отбора турбины с промежуточным перегревом распределяется так:
(А,-А2 А-Ик)
V, =—-до промежуточного
перегрева;
А,- – А/.
V, = —–— после промежуточного пере-
И!
грева.
Таблица 2
Параметр Харанорский Уртуйский
уголь уголь
Приведеная сернистость, % кг/МДж 0,026 0,018
Приведеная зольность, % кг/МДж 1,158 0,522
Теоретический объем воздуха, м’/кг 3,23 4,61
Теоретический объем водяных паров, м’/кг 0,79 0,77
Теоретический объем дымовых газов, м’/кг 3,97 5,29
Доля золы в уносе 0,95 0,95
Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах 1,4 1,4
Объем водяных паров в уходящих газах, м’/кг 0,810801 0,799688
Объем дымовых газов, м’/кг 5,282801 7,163688
Доля водяных паров в уходящих газах 0,153479 0,111631
Атмосферное давление, Па 95325 95325
Разрежение на напоре дымососа, мм. в. ст. -70 -70
Давление дымовых газов, Па 94638,3 94638,3
Парциальное давление водяных паров, Па 14525,03 10564,55
Температура конденсации водяных паров, °С 53,3 46,9
Температура точки росы, °С 101,7 95,1
Определение точки росы при сжигании бурых углей марки Б2 Харанорского и Уртуйского месторождений
Здесь А,- — энтальпия пара в отборе, кДж/кг; Ик — энтальпия отработанного пара, кДж/кг; А2 — энтальпия пара перед промежуточным перегревом, кДж/кг; — теплоперепад приходящийся на турбину, кДж/кг.
Коэффициент ценности тепла отбора турбины
■■у,
а,-А; ‘
где А0 — энтальпия острого пара, кДж/кг; Ап в — энтальпия питательной воды, кДж/кг; Н’к —энтальпия конденсата пара /-го отбора, кДж/кг.
Наиболее удобен для практического применения коэффициент ценности тепла отбора турбины, так как он позволяет оценивать изменение экономичности отборов турбин при перераспределении нагрузок. Данный коэффициент определяет относительное увеличение полного расхода теплоты турбоустановки на единицу количества теплоты, отпускаемой отбором, по сравнению с конденсационным расходом:
О/уг — О/ук — 0/1
где 0,уг — расход теплоты на турбину, МВт; (21ук — расход теплоты на турбину, М Вт; — расход теплоты в отбор, МВт.
После несложных преобразований, пренебрегая изменением давления и энтальпии в отборе, при постоянстве конденсационной теплоты получим изменение подводимой теплоты к турбине:
Причем остается практически постоянной на всем диапазоне , поэтому можно данное выражение переписать:
Щуг = – или АД, = Ц,
где — расход пара на турбину, кг/с; Д. — расход пара в отбор, кг/с.
Как видно из формулы, изменение расхода пара на турбину прямо пропорционально изменению расхода пара в отбор, а в качестве коэффициента пропорциональности выступает коэффициент ценности теплоты пара отбора.
Однако в полной мере данный коэффициент использовать нельзя, так как он не учитывает влияние системы регенерации. Предлагается для оценки ценности пара отбора использовать следующее отношение:
ДА)
ДА
Коэффициент ^ можно получить путем детального расчета тепловой схемы. Данная процедура весьма трудоемка без наличия программных комплексов, однако может позволить с достаточной точностью оценить ценность отбора, а персоналу станции — разработать мероприятия по оптимизации неэффективных механизмов использования отбора (особо ценный коэффициент при изменении тепловой схемы). Коэффициент по аналогии с коэффициентом ценности тепла отбора турбины будем называть коэффициентом ценности отбора турбины, или сокращено КЦОТ.
На рис. 3, а представлена принципиальная схема подогрева холодного воздуха, а на рис. 3,6 — предлагаемая схема подогрева холодного воздуха. Рассмотрим эффективность предлагаемой схемы, приняв тепловую нагрузку калорифера 2,7 МВт. Для иллюстрации методики расчета, изложенной ранее, будем использовать данный пример.
Определим расход пара на калориферы при давлении пара перед калорифером 0,7 МПа и энтальпии пара 3121 кДж/кг. Примем, что дренаж переохлаждается до температуры 80 °С, тогда его энтальпия составит 336 кДж/кг, а расход пара на калориферы будет
2700
Д,
– = 0,9645 кг/с.
калор 3121_336
Увеличение расхода пара на сетевые подогреватели будем определять при равенстве расходов теплоты до и после внедрения мероприятия:
Д
2700
калор 2540-430
: 1,2746 кг/с.
Из расчетов видно, что пара на калориферы более высокого потенциала требуется меньше, чем пара низкого потенциала, однако у пара разная ценность: у 2-го отбора КЦОТ = 1,1, а у шестого — КЦОТ = 0,29 (определены в результате детального расчета тепловой схемы). При снижении расхода пара со второго отбора на 0,9645 кг/с и увеличении расхода пара на сетевые подогреватели изменение расхода пара на турбину составит
д^ _ ДДсст _
0,9645 0,12746
1,1
0,29
£
= 0,876 – 4,394 = -3,518 кг/с,
Рис. 3. Схема предварительного подогрева воздуха: а) 1 — котел; 2 — турбина; 3 — генератор; 4 — группа ПВД; 5— группа ПНД; 6 — деаэратор; 7— пароохладитель; 8 — РОУ; 9 — тепловой потребитель; 10 — сетевой подогреватель; 11 — калорифер; б) 1—7— то же; 8— подогреватель воздуха; 9— тепловой потребитель; 10— сетевой подогреватель
Снижение расхода теплоты при этом составит (пренебрегаем перегретым паром)
д<2 = дзд>-/>п.в) = = -3,518(3457-987) = 8690 кВт. Изменение расхода топлива:
АО
АВ =
Qpп л кг/с’
^н 11к.а 1т.п
что составит 2611т у.т. за 3 месяца, или в денежном выражении 3,55 млн руб.
В итоге предлагаемое решение, безусловно, может быть использовано на ТЭС, при-
чем экономический эффект весьма существенен.
Таким образом, из рассмотрения различных вариантов оптимизации предварительного подогрева холодного воздуха видно, что использование для этих целей пара высоких параметров значительно увеличивает затраты на собственные нужды как котла, так и турбины, а принятие довольно простых и недорогостоящих технических решений позволит существенно увеличить эффективность и рентабельность производства электроэнергии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Иванов, С.А. Оптимизация систем централизованного теплоснабжения с учетом динамических характеристик объективов [Текст] / С.А. Иванов, П.Г. Сафронов, Н.В. Горячих // Научно-технические ведомости СПбГПУ.- 2009. № 84.- С. 53-63.
2. Сафронов, П.Г. Способ увеличения экономичности основного оборудования ТЭЦ [Текст] / П.Г. Сафронов, С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, И.Ю. Батухтина // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока.— 2022. № 1.— С. 175-178.
3. Goryachikh, N.V. Some methods for making cogeneration stations more maneuverable [Текст] / N.V. Goryachikh, A.G. Batukhtin, S.A. Ivanov // Thermal Engineering.- 2022. T. 57, № 10.- C. 892.
4. Бойко, Е.А. Котельные установки и парогенераторы: учеб.пособие/Е.А. Бойко.— Красно-
ярск, 2005— 292 с.:ил.
5. Бойко, Е.А. Вопросы сжигания высокосернистых мазутов на тепловых электростанциях [Текст]: учеб. пособие / Е.А. Бойко.— Красноярск, 2005.- 38 с.:ил.
6. Безгрешное, А.Н. Расчет паровых котлов в примерах и задачах [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.Н. Безгрешнов, Ю.М. Липов, Б.М. Шлей-фер; Под общ.ред. Ю.М. Липова— М.:Энергоато-миздат, 1991.— 240 е.: ил.
7. Эстеркин, Р.И. Промышленные парогенери-рующие установки [Текст] / Р.И. Эстеркин— Л.: Энергия. Ленингр. отд-ие, 1980.— 400 е.: ил.
8. Рыжкин, В.Я. Тепловые электрические станции [Текст]: учебник для вузов / Под ред. В.Я Рыж-кина.— 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Энергоато-миздат, 1987.— 328 е.: ил.
По указанию свыше…
Не газом единым! Газовый воздухонагреватель – далеко не единственное устройство, используемое для нагрева воздуха в современных системах воздушного отопления коттеджей. Такие установки универсальны по отношению к используемым источникам тепловой энергии. Так, находят применение воздухонагреватели прямого нагрева, работающие на солярке, воздухонагреватели фэнкойлового типа, теплоснабжение которых осуществляется от отопительного котла (газовых, дизельных) или от систем центрального теплоснабжения, электрические калориферы, тепловые насосы, в том числе грунтовые. |
При выборе автоматики и для продавца, и для покупателя есть место для маневра. Так, в простейшем случае для регулирования температуры воздуха в коттедже применяется электромеханический термостат. Его устанавливают в контрольном помещении, и, когда температура там достигнет заданной пользователем величины, воздухонагреватель выключается, а после охлаждения комнаты примерно на 2°С включается вновь.
Если система воздушного отопления рассчитана и установлена грамотными специалистами, в других помещениях коттеджа температура будет приблизительно такой же, как и в контрольном.
При использовании программируемого электронного термостата настройка температуры во всем доме также осуществляется по контрольному помещению. Но отопительная система может подчиняться заданному владельцем дома распорядку дня (недели). Выгода от использования программируемого электронного термостата — 10–15% снижения затрат на энергоресурсы.
Возможность регулирования температуры в каждой из охлаждаемых или отапливаемых комнат коттеджа в автоматическом режиме предоставляет интеграция системы воздушного отопления с интеллектуальной системой зонального регулирования.
При этом каждое помещение (или группа из 2–3 комнат) становится самостоятельной зоной обслуживания. В каждой зоне ставится свой термостат. Сигналы от термостатов принимает блок микропроцессорного управления, который следит за работой всех модулей системы воздушного отопления и управляет дозированием подаваемого в комнаты подготовленного (очищенного, увлажненного, нагретого или охлажденного) воздуха.
Собственно для дозирования подачи воздуха используют клапаны с электроприводом (ирисовые или другой конструкции), которые монтируются на подающих воздуховодах, чаще всего — непосредственно перед их выпуском в отапливаемое помещение.
Пользователь воздушного отопления с интеллектуальной системой зонального регулирования управляет температурой в каждой комнате с помощью пульта ДУ или же перепоручает это заранее настроенной программируемой автоматике. Наиболее известные в России торговые марки систем зонального регулирования — CARRIER и TRANE. Хотя в последнее время в продаже появляется и другая хорошая техника.
Материал предоставлен
Что такое плохо? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Поистине чудовищная конструкция системы | Воздуховод расположен ниже верхней границы окна… Подвесной потолок в этом помещении установить, скорее всего, не получится | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Чтобы обогреть зал высотой 8 м и защитить окно от запотевания, теплый воздух должен выходить из расположенного над окном воздуховода, вероятно, со сверхзвуковой скоростью? | Перед входом в воздухонагреватель обратная сеть воздуховодов сильно заужен из-за использования гибких воздуховодов. Подача достаточного количества подогретого воздуха в комнаты невозможна | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Монтаж гибкого воздуховода выполнен с грубым нарушением технологии крепления. Расход воздуха через этот участок вентсети, вероятно, будет в разы меньше расчетного | Материала закупили очень много. Все испорчено. И остатки воздуховодов, и другие компоненты системы ожидает мусорная свалка | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Так лучше… | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Магистральные воздуховоды смонтированы в соответствии с проектной документацией | Ответвления от магистральных воздуховодов выполнены с использованием фасонных отводов.. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Топочная миниатюрная. Поэтому воздухоподогреватели в ней установлены на общем воздухозаборном коробе. Замена воздухонагревателей на более эффективные запланирована на 2022 год | Для снижения шума использована гибкая вставка, внутренние поверхности магистрального участка воздуховода покрыты звукопоглощающим материалом | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Воздухораспределительная сеть цокольного этажа | Для обогрев и защиты от запотевания окон эркерного помещения в перекрытии были изготовлены 2 глубокие штрабы для подводящих воздуховодов. Данное решение оказалось приемлемым с точки зрения теплотехники и не оказало влияния на прочностные характеристики перекрытия | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Хорошо дешево не бывает! Специалистов по системам воздушного отопления коттеджей в России пока явно недостаточно. Зато на рынке работает немало фирм-однодневок, мастера которых, несмотря на наличие разрешительных документов, ни проектировать, ни монтировать воздушное отопление не умеют, но с готовностью идут на любые уступки в цене. К сожалению, именно привлекательная цена часто берет верх над здравым смыслом, и покупатели забывают о том, что бесплатный сыр бывает только в мышеловке… | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчет и выбор оборудования для обогрева дома общей площадью 100 кв.м
Для того чтобы правильно выбрать нагреватель нужно высчитать наименьшую возможную мощность необходимую для полного прогрева отапливаемого здания.
Затем подбирают газовоздушное оборудование по количеству и по мощности.
Основная формула расчета теплоемкости помещения такова:
Р=Vх?Tхk/860
Где:
- V, м3 – полный объем отапливаемого здания (длина, ширина и высота).
- ?T, °C — разница (в градусах) между температурой внутри объекта и температурой снаружи.
- k — коэффициент изоляции помещения, который имеет разные значения и берется из справочника.
- 860 — это специальный коэффициент для быстрого перевода мощности из килокалорий в киловатты (1 киловатт = 860 килокалорий в час).
Пример:
Рассчитаем, какую мощность необходимо затратить для прогрева здания (дома) площадью 100 кв. м, с высотой потолков около 3м, до средней температуры 20 °C, при зимней температуре внешней среды -20 °C.
Возьмем здание обычной конструкции (сложенное из одного слоя простого кирпича).
Для такого здания значение k=2,3.
Делаем расчет мощности:
Р = 100x3x40x2,3 / 860 = 32,09 кВт.
Теперь по рассчитанной минимально возможной мощности подбираем нужное количество и тип теплогенераторов.
Для этого существует инструкция на оборудование.
Для бесперебойной работы обогревательного оборудования необходима постоянная подача свежего воздуха.
В данном случае вентиляция выполняет несколько функций:
- нагнетает кислород (для горения)
- помогает выбросить излишки углекислого газа
- удаляет побочные (опасные для жизни) продукты горения, например, угарный газ (CO)
Для этого рекомендуется, чтобы процент кислорода в вентилируемом воздухе был более 17%.
По технике безопасности и по санитарным условиям на 1 киловатт мощности обогревателей необходимо 30 м3 нагнетаемого воздуха
Для обеспечения притока воздуха можно своими руками пробить отверстие величиной 0,003 м2 на 1кВт нагревателя. Если система вентиляции отсутствует, то обязательная площадь открытых форточек или окон должна быть не менее 1 м2 на каждые 10 кВт мощности.
Значение коэффициента изоляции:
3,0 – 4,0 помещение из дерева или профилированного листа
2,0 – 2,9 обычная конструкция — один слой кирпича
1,0 -1,9 обычные дома, двойной кирпичный слой – средняя
изоляция
0,6 – 09 отлично изолированные здания — двойной кирпичный
слой с изоляцией, новые окна
Применение теплогенератора в небольшом цехе
Самое простое решение
В мире насчитывается несколько десятков производителей газовых воздухонагревателей для коттеджей, однако на российском рынке пока представлена продукция всего нескольких фирм. Испытания временем и особенностями российского газоснабжения и электроснабжения успешно прошли воздухонагреватели торговой марки LENNOX.
Не первый год потребители приобретают NORDYN, TEMPSTAR, GOODMAN. А вот RHEEM и INTERTHERM появились на рынке относительно недавно.
По своей сути газовый воздухонагреватель — это мощный тепловентилятор с теплообменным модулем, оборудованным вентиляторной горелкой. Подогреваемый воздух подается в отапливаемые помещения, а продукты сгорания удаляются из теплообменника в дымоход, не смешиваясь с подогреваемым воздухом.
Воздухонагреватель работает в автоматическом режиме. За тем, чтобы горелка отключалась при погасании пламени, или отсутствии тяги в газоходе, или перегреве теплообменного узла, следит система безопасности.
Поскольку топливом является магистральный газ (для перенастройки на пропан-бутан требуется доработка горелки), правила монтажа воздухонагревателя жестко регламентированы действующей нормативной документацией. Обязательно должен быть выполнен проект ввода, разводки и подключения газа.
Сети подающих и обратных воздуховодов также должны обустраиваться в строгом соответствии с проектом. Традиционно воздушные каналы размещаются под фальшполом, над фальшпотолком, в стенах. В некоторых случаях, особенно если система монтируется в уже построенном доме (что, строго говоря, нежелательно), короба прокладывают открытым способом.
Разгон – торможениеДля воздушного отопления коттеджей применяются и высокоскоростные системы подачи воздуха. В них используются воздуховоды малого сечения, занимающие небольшой объем. К примеру, канадская компания Energy Saving Products Ltd. В своей системе Hi-Velocity использует приточные воздуховоды, диаметр которых составляет всего 5 см. По утверждению разработчиков, такая система без проблем монтируется в домах любой этажности и сложности конструкции. |
В классической низкоскоростной системе вся сеть воздуховодов собирается из металлических коробов прямоугольного и круглого сечений, при производстве которых используется оцинкованная листовая сталь. Все фасонные детали имеют строго определенные размеры.
В устьях воздуховодов, подающих подогретый воздух в помещения, устанавливают диффузоры («башмаки»), снижающие скорость исходящего воздушного потока до 1м/с, и закрывают распределительными решетками с поворотными ламелями. Отработанный воздух покидает отапливаемые помещения через верхнюю зону помещения, выпуски обратных воздуховодов оборудуют воздухоприемными решетками.
