English    


2008-05-20 / Energijos vartojimo efektyvumas
Kondensacinio ekonomaizerio adaptacija dviejų kuro rūšių katilinėse
Autorius: Dr. Valdas Lukoševičius, Evaldas Lukšys

Augant pasaulinėms naftos kainoms pastaraisiais metais didėjo visų rūšių kuro kainos ir Lietuvoje. Pavyzdžiui, jei medienos kaina 1996-2002 metais svyravo apie 200 Lt/kg n.e., tai 2007 metais ji jau siekė 564. Esant tokiai situacijai būtina ieškoti būdų, kaip atpiginti energijos gamybą šilumos generavimo šaltiniuose efektyviau panaudojant pirminę kuro energiją.

Katilinės techninį darbo efektyvumą geriausiai atspindi lyginamosios sąlyginio kuro sąnaudos šilumos vienetui pagaminti (kg n.e./MWh). Šis dydis įvertina tiek katilų šiluminius nuostolius, tiek ir šilumos sąnaudas savo reikmėms katilinėje. Analizuojant CŠT bendrovių kelių metų duomenis nustatyta, kad didėjant biokuro daliai bendrame kuro balanse šis rodiklis blogėja. Gamtinių dujų atveju lyginamosios kuro sąnaudos svyruoja 90-100 kg n.e./MWh ribose, o naudojant daugiau kaip 30 % biokuro šis rodiklis išauga iki 95-120. Be to, atskirose įmonėse reikšmės labai skiriasi. Šiam rodikliui įtaką turi įvairios konstrukcinės ir eksploatacinės katilų bei katilinių charakteristikos. Kartu tai parodo galimybes ir rezervus geresniam kuro panaudojimui šilumos generavimo šaltiniuose.

Pagrindinis būdas radikaliai sumažinti kuro sąnaudas šilumai pagaminti – tai efektyvių kondensacinių ekonomaizerių įrengimas išmetamų dūmų šilumai rekuperuoti. Pirmasis Lietuvoje kondensacinis ekonomaizeris (KE) biokuro katilinei buvo suprojektuotas ir sumontuotas AB “Pajūrio mediena”. Techniniai duomenys, pateikiami 1-oje lentelėje rodo, kad jo pagalba papildomai iš dūmų atgaunama 20-25 % šilumos. Šie duomenys iliustruoja, kad didelę reikšmę KE efektyvumui turi perteklinis oras dūmuose, kadangi degimui naudojamas oras yra daug sausesnis už stechiometrinius dūmus ir todėl labai sumažina vandens garų koncentraciją ir „rasos“ taško temperatūrą (1 ir 3 režimo palyginimas). Pagaminamos šilumos kiekis tiesiog proporcingas dūmų srautui per KE. Šio įrenginio eksploatacija parodė gerą energetinį efektyvumą. 1-oje lentelėje pateikiami duomenys, gauti kai mediena 55 % drėgnumo, dūmų temperatūra prieš ekonomaizerį 163 oC, paduodamo į ekonomaizerį vandens temperatūra 50 oC.

Kondensacinis ekonomaizeris, skirtas dujiniams katilams yra paprastesnis įrenginys, dažniausiai tai nerūdyjančio plieno šilumokaitis, kuriam nereikalingas laistymas, maža užsiteršimo rizika ir t.t. Gamtinių dujų dūmuose yra mažesnė vandens garų koncentracija, bet mažesnis oro pertekliaus koeficientas abu šie parametrai turi įtaką „rasos“ taško temperatūrai ir rekuperuojamam šilumos kiekiui. Įprastose dujinėse katilinėse KE šiluminė galia dažniausiai būna 7-11 %, lyginant su katilo galia.

1 lentelė. Kondensacinio ekonomaizerio AB „Pajūrio mediena“ charakteristikos.

Charakteristika

Technologinis režimas

1

2

3

4

Santykinė KE galia

%

100

50

100

maks.

Katilo galingumas

MW

14

7

14

18

O2 koncentracija

tūrio %

8,9

8,9

5,2

10,0

Dūmų srautas prieš ekonomaizerį

m3n/s

12,7

6,35

9,37

18,4

Dūmų temperatūra už ekonomaizerio

oC

55,5

52,2

54,0

53,4

H2O prieš ekonomaizerį

tūrio %

18,7

18,7

24,3

16,9

Vandens debitas

m3/h

390

390

390

400

Pašildyto termofikacinio vandens temperatūra

oC

57,3

54,0

58,1

57,9

Ekonomaizerio šiluminė galia

kW

3290

1790

3656

3640

2 lentelė. Adaptuoto dviems kuro rūšims kondensacinio ekonomaizerio techniniai rodikliai priklausomai nuo biokuro ir gamtinių dujų kiekių santykio.

Primaišymas iš dujinio katilo%0255075100
Išeinančių dūmų temperatūraoC41,541,942,442,843,1
Šildomo vandens debitasm3/h170220270320370
Gaunamas šilumos kiekis ekonomaizeryjekW16002154271132593802
Dūmų srautas į kaminąm3n/s5,036,88,610,413,1
Šilumos kiekis iš dūmų tūriokJ/m3318317315313290
Aerodinaminis KE pasipriešinimasPa6001060165023403150
H2O tūris dūmų sraute%8,88,08,28,38,4
Slėgio nuostoliai vandens traktekPa1010,415,220,727,1

2-oje lentelėje pateikti projektiniai duomenys rodo, kaip keičiasi dūmų trakto ir rekuperatoriaus charakteristikos į biokuro dūmų traktą primaišant papildomus kiekius dūmų iš dujinių katilų ir taip „forsuojant“ ŠR. Naudojant dūmų mišinį šilumos rekupertoriaus galią galima padidinti nuo 1,6 MW iki 3,8 MW. Didinant dūmų srautą per ŠR ir siekiant užtikrinti kondensacijos režimą, būtina didinti termofikacinio vandens debitą per pagrindinį šilumokaitį. Dėl šios priežasties išauga vandens trakto hidraulinis pasipriešinimas. Praktika vėliau parodė, kad šis dydis neviršijo 0,4 bar. Dėl išaugusio dūmų debito per ŠR padidėja jo aerodinaminis pasipriešinimas ir atitinkamai elektros sunaudojimas dūmsiurbiuose (1 lentelė). Nepaisant to išlaidos dėl elektros sąnaudų padidėjimo cirkuliaciniuose siurbliuose ir dūmsiurbiuose yra daug kartų mažesnės negu šiluminės energijos, pagamintos šilumos rekuperatoriuje, vertė.

Adaptavus kondensacinį ekonomaizerį dviems kuro rūšims ženkliai pagerėjo katilinės techniniai-ekonominiai rodikliai. Utenos šilumos tinklai ŠR pagalba pagamina vidutiniškai 18 GWh/m. šilumos, o tai sudaro apie 10 % viso pagaminto metinio šilumos kiekio. Vidutinė metinė šiluminė ŠR galia pasiekė 2,05 MW, o metinis katilinės bendrasis naudingumo koeficientas (pagal žemutinę degimo šilumą) padidėjo nuo 89,1 (2004 m.) iki 97,0 %. Pažymėtina, kad išvystant šiluminę galią iki 3,9 MW, temperatūrų skirtumas tarp rekuperatorių paliekančių dūmų ir įeinančio vandens temperatūros neviršijo 5 oC, t.y. buvo priimtinose ribose.

Sėkmingi rezultatai pritaikant kondensacinį ekonomaizerį dviejų kuro rūšių dūmų šilumai rekuperuoti, paskatino ir kitas įmones įdiegti šią technologiją savo katilinėse. Panašus projektas įgyvendinamas Mažeikių šilumos tinkluose. Koks yra optimalus mišriems dūmams skirto ekonomaizerio dydis ir techninės charakteristikos, turi atsakyti techniniai-ekonominiai skaičiavimai, įvertinantys konkretaus objekto konstrukcinį išpildymą, kuro ir elektros kainas, katilų apkrovimo režimus, termofikacinio vandens charakteristikas ir kitus faktorius.

Išvados

1. Biokuro dūmams skirtą kondensacinį ekonomaizerį nesunkiai galima pritaikyti ir gamtinių dujų dūmų šilumai utilizuoti. Taip sumažėja lyginamosios kuro sąnaudos katilinėje..

2. Katilinė gali dirbti mažesniu katilų skaičiumi, mažiau apkraunami termofikacinio vandens recirkuliaciniai siurbliai, geriau panaudojama nuosavuose generatoriuose pagaminta elektros energija.<




Įmonės susijusios su straipsniu:

Lietuvos energetikos konsultantų asociacija (LEKA)

Įterpkite savo žinutę:

Vardas, Pavardė:   
El. paštas:   
Žinutė: 


Diskusija:
Straipsnio komentarų skaičius: 3

Saulius Radžiūnas2009-07-31 12:50:53
Biokuro kainos niekada nebuvo tokios, kaip nurodo p. Lokoševičius -200Lt/kg n.e. Tikriausiai -200Lt/t.n.e.

Vidmantas Plankis2009-02-26 21:09:48
"Pavyzdžiui, jei medienos kaina 1996-2002 metais svyravo apie 200 Lt/kg n.e., tai 2007 metais ji jau siekė 564."
Na ir kainos!

Dmitrijus Solnvevas2008-05-23 12:00:07
Ar domintu ekologiskai svaraus kokso panaudojimas Lietuvos energetikoj,ir silumos gamybai







LEKA adresas:

Ukmergės g. 369 A,

LT-12142 Vilnius, Lietuva.

Verslo centras "Kamanė". 3 aukštas

Tel.: 8 676 52983

Faksas: (8~5) 2032560

el. paštas: info@leka.lt




     © 2003-2008 "Ekostrategija". Visos Teisės saugomos E-sprendimas: GM Group     
Göra hemsida, webbdesign
Webbdesign