Расчёт экономии тепловой энергии за счёт реконструкции бойлерной установки

Как указывалось выше, экономический эффект от реконструкции бойлерной установки заключается в увеличении эффективности работы периферийного по отношению к аппарату теплового оборудования.

Паровая турбина относится к такому оборудованию.

Пар в бойлеры поступает от турбины типа ПТ-65/75-130/13 производительностью 147 Гкал/ч с регулируемыми отборами. Рабочий процесс турбины разбит на три части: часть высокого давления, часть среднего давления, часть низкого давления. Схема турбины представлена на рисунке 3.

В бойлерах используется пар среднего и низкого давления.

Согласно теплового расчёта пластинчатые бойлеры требуют меньших затрат пара по сравнению с кожухотрубчатыми. Вследствие этого увеличивается выработанная турбиной энергия, либо при неизменной выработке энергии сокращается подача топлива в котельный агрегат.

Пар, вращаясь на лопатках турбины, совершает работу вследствие изменения энтальпии. Значение работы пара , при прохождении лопаток всей турбины складывается из значений работы в части высокого, части среднего и части низкого давления:

 

 (75)

 

Работа пара Q, кДж/ч:

 

, (76)

 

где - расход в заданной точке, т/ч;

 - энтальпия в предыдущей точке, кДж/кг;

 - энтальпия в заданной точке, кДж/кг.

Параметры пара представлены в таблице 21.

Работа пара в части высокого давления , :

 

кДж/ч

 

кДж/ч

 

кДж/ч

 

Таблица 21 – Параметры пара турбины

Точка	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Расход D, т/ч КТА (отопительный период) КТА (неотопительный период)   ПТА (отопительный период) ПТА (неотопительный период)	386     386     386     386	386     386     386     386	361     361     361     361	341     341     341     341	195,84     341     209,08 3   341	185,84     331     199,08      331	180,84     326     194,08     326	175,84     321     189,08     321	30,74     196,21     57,16     207,93	30,74     175,9     57,16     189,08
Давление, ата	130	40	25	13	13	8,4	5	1,5	1,5	0,03
Температура, ˚ С	550	412	385	280	280	230	182	108	108	40
Энтальпия, кДж/кг	3485	3225	3210	3005	3005	2910	2820	2710	2710	40

 (77)

 

 

 1 2 ЧВД ЧСД 5 6 7 ЧНД 8

 3 4 9

 

 

Рисунок 3 – Схема отборов пара в турбине

 

Работа пара в части среднего давления , , в отопительный

период определяется по формуле (76):

а) при использовании кожухотрубчатых бойлеров

На участке 3 – 5 работа паром не совершается, изменяется только расход , т/ч:

 

 ,  (78)

 

где  - расход пара на пиковый бойлер, т/ч;

 - производственный отбор пара, т/ч.

 

кДж/ч;

 

кДж/ч;

 

кДж/ч;

 

 

б) При использовании пластинчатых бойлеров:

 

т/ч

 

кДж/ч;

 

кДж/ч;

 

кДж/ч;

 

 

Работа пара в части среднего давления в неотопительный период для

кожухотрубчатых и пластинчатых бойлеров одинакова.

 

 т/ч

 

кДж/ч;

кДж/ч;

 

кДж/ч;

 

 

Работа пара в части низкого давления , кДж/ч, в отопительный период:

а) При использовании кожухотрубчатых бойлеров:

На участке 7 – 9 работа паром не совершается, изменяется только его

расход :

 

, (79)

 

где  - расход пара на основные бойлеры, т/ч.

 

т/ч

 

 

б) При использовании пластинчатых бойлеров:

 

т/ч

 

Работа пара в части низкого давления , кДж/ч, в неотопительный период определяется по формуле (76):

а) При использовании кожухотрубчатых бойлеров:

 

т/ч

 

б) При использовании пластинчатых бойлеров:

 

т/ч

 

 

Общая работа пара в отопительный период , :

а) При использовании кожухотрубчатых бойлеров:

 

 

б) При использовании пластинчатых бойлеров:

 

 

Общая работа пара в неотопительный период , кДж/ч, опреляется по

формуле (75):

а) при использовании кожухотрубчатых бойлеров:

б) при использовании пластинчатых бойлеров:

 

 

Разница в значениях работы при использовании кожухотрубчатых и пластинчатых бойлеров , :

- в отопительный период:

 

ккал/ч

 

- в неотопительный период:

 

ккал/ч

 

Экономия топлива , кг/год:

, (80)

 

где - низшая теплота сгорания топлива;

 24 – число часов в сутки;

 n – длительность отопительного/неотопительного периода, ч.

Общая экономия топлива , кг/год:

 

3.12. Сравнительная характеристика по результатам расчёта

Сравниваемые показатели приведены в таблице 19.

 

Как видно из таблицы 22, при практически одинаковых величинах поверхностей нагрева, пластинчатые подогреватели имеют большие коэффициенты теплопередачи, меньшие габаритные размеры (разница в 25 ) благодаря специальному гофрированному профилю проточной части пластины, обеспечивающему высокую степень турбулизации потоков теплоносителей.

Поверхность пластин не накапливает отложения, т.к. все загрязняющие частицы уносятся с потоком воды, имеющим высокую турбулентность.

Для пластинчатых бойлеров применена более эффективная тепловая изоляция из пенополиуретана. В результате толщина теплоизоляционного слоя уменьшается у основных бойлеров – в 3,4 раза, у пиковых – в два раза.

Гидравлические потери в пластинчатых подогревателях больше, чем в кожухотрубчатых, но они незначительны при рассмотрении бойлерной установки в целом.

И, наконец, выработка тепловой энергии турбиной увеличивается при применении пластинчатых подогревателей.

 

Таблица 22 – Сравнительная характеристика бойлеров

Показатель	Кожухотрубчатый бойлер		Пластинчатый бойлер
	основной	пиковый	основной	пиковый
Расход пара, т/ч	145,11	145,16	131,92	131,92
Коэффициент теплопередачи, Вт/(м*˚С)	5127,86	6025,85	7233,93	7905,03
Поверхность нагрева,	592*2 = = 1184	516,68	1159,5	468,5
Площадь поверхности бойлеров,		46,3	9,27*8 = 74,16	6,31*6 = 37,86
	Итого:		Итого:
Тепловые потери с поверхности изоляции, Вт	4080,9	2835,39	3306,8	2318,55
	Итого:		Итого:
Общие гидравлические потери, м	27,294		31,255
Выработка тепловой энергии, кДж/ч (ккал/ч) отопительный период неотопительный период	311010 (74284,35) 393944,33 (91699,15)		385483,81 (92066,83) 392349,06 (93706,49)

4