О способе повышения энергоэффективности работы отопительных систем малых поселений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

О способе повышения энергоэффективности работы отопительных систем малых поселений

Зарубин Д.С.

Аннотация

В рамках статьи рассматривается способ повышения энергоэффективности работы отопительных систем малых поселений путем введения катализатора горения углеводородного топлива в технологический процесс. Испытания предлагаемого решения проводились на мазутной котельной в г. Кунгур в течении пяти дней. Первоначально инструментально замерялись технологические показатели при работе котлоагрегата без применения катализатора горения, а затем с ним, т.к. исследование проводилось методом сравнительного анализа. В ходе исследования зафиксировано снижение расхода топлива на 12 %, повышение температуры уходящих газов, а также отсутствие химического недожога топлива.

Ключевые слова: катализатор горения топлива, отопительные системы, энергосберегательные технологии, снижение расхода топлива, котлоагрегат.

Annotation

As part of the article discusses how to increase the energy efficiency of the heating systems in small settlements by introducing catalytic combustion of hydrocarbon fuel in the process. The tests conducted on the fuel oil boiler in Kungur within five days. Initially technological characteristics were measured instrumentally in the boiler without combustion catalyst and then with it, because the study was conducted by the method of comparative analysis. The study showed reduced fuel consumption by 12%, raising the temperature of the flue gas, and the lack of chemical incomplete burning of fuel.

Keywords: fuel combustion catalyst, heating systems, energy-saving technology, reduced fuel consumption, boiler.

Внедрение энергосберегающих технологий в жилищно-коммунальной сфере и оптимизация систем теплоснабжения являются одной из актуальных проблем настоящего времени, требующих незамедлительного решения [4]. Существует ряд способов и предложений по повышению эффективности теплоснабжения населения. Известны предложения по внедрению новых дорогостоящих энергоэффективных технологий, применению новых теплоносителей, использованию приборов учета тепла с точностью 0,5, организации и мотивации энергосберегающей деятельности на всех уровнях [5]. Однако после попыток применения данных мероприятий в ряде случаев экономии тепловой энергии не удается достичь. Платежи населения за отопление не сокращаются, а возрастают в связи с высокой стоимостью новых энергоэффективных технологий, в следствии чего мы можем сделать вывод о неэффективности или невозможности правильно внедрить новые технологии в российские условия.

Региональные рынки тепловой энергии условно разделяют на четыре категории:

сверхкрупные - 15 городов с потреблением тепловой энергии более 10 млн. Гкал. в год; крупные рынки - 44 города (от 2 до 10 млн. Гкал. в год); средние рынки - сотни городов (от 0,5 до 2 млн. Гкал. в год); малые рынки - более 40000 поселений с потреблением тепла от централизованных источников менее 0,5 млн. Гкал. в год. Последняя группа, характеризуется большим количеством маленьких и, как правило, низкоэффективных систем теплоснабжения, является наиболее проблемной. На ее долю приходится около 15% производимой тепловой энергии. Именно в таких системах зафиксированы самые высокие тарифы на услуги, а потребители характеризуются низкой покупательной способностью и наличием задолженностей [1, 3]. отопительный катализатор горение углеводородный

В работе предлагается способ повышения энергоэффективности отопительных систем путем введения катализаторов горения в технологический процесс. Применяемый катализатор горения - это жидкое вещество, которое в составе топлива, воздействует на процесс горения, способствует выделению большего количества тепловой энергии, а также оптимизирует процесс горения. В ходе исследований были проведены испытания мазутного катализатора горения на мазутной котельной в городе Кунгур Пермского края.

Испытания мазутного катализатора горения проводились на мазутном Котлоагрегате. Используемый агрегат предназначен для выработки насыщенного или перегретого пара, обеспечивающего функционирование системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Технические характеристики рассматриваемого котлоагрегата приведены в таблице 1 [2].

Таблица 1. Технические характеристики котлоагрегата

Данный котлоагрегат оборудован горелкой ГМГм 4,5. В качестве топлива во время испытаний использовался обводненный мазут с содержанием воды 30%. При испытаниях использовались инструментальные замеры газоанализатором ДАГ - 16 текущих параметров работы котла и экономайзера. Режимная наладка не проводилась ни при каких параметрах работы котла, в связи с тем, что анализ работы проводился методом сравнительного анализа. Испытания проводились в течении пяти дней. Первоначально проводились инструментальные замеры при работе котлоагрегата без применения катализатора, а затем с ним. Результаты испытания представлены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты испытания катализатора горения для мазута на котлоагрегате

Анализируя результаты исследований, представленные в таблице 2, можно сделать следующие основные выводы:

1. Повысилась температура уходящих газов с 309 ^оС до 364 ^оС.

2. Улучшились показания коэффициента избытка воздуха. Произошло снижение с 1,55 до 1,42.

3. Уменьшилось содержание кислорода в продуктах сгорания с 7,8 % до 6,4%.

4. Без применения катализатора наблюдался химический недожог 0,7%. Во время применения катализатора горения химический недожог не был зафиксирован.

5. Зафиксировано незначительнее снижение КПД с 82% до 81%, что связано с увеличением потерь с уходящими газами с 16.6% до 18,1%. В следствие чего на экономайзере было получено дополнительно 460 Мкал. тепла.

В ходе эксперимента также наблюдались косвенные изменения: быстрее стало подниматься давление пара с 3,5 кг/cм² до 4,5 кг/cм² и выросло теплосодержание пара.

В качестве основного критерия сравнения был выбран параметр, характеризующий энергопотребление. Среднечасовой расход мазута сократился с 328кг/час до 256кг/час.

Катализатор горения мазута показал высокую эффективность применения, которая выражается в экономии расхода топлива. По результатам работы и анализа расходов мазута выявлена его экономия в размере 12,6%. Для подтверждения данного вывода проведено еще одно исследование, в рамках которого данный котлоагрегат работал 96 часов без применения катализатора, а затем 96 часов с его использование. В ходе исследования велся учет потребляемого топлива. Без использования катализатора было израсходовано 30262 кг мазута, а с использованием катализатора 26434 кг. По анализу работы среднечасовых значений расхода мазута результат получился аналогичный - экономия 12%.

Список литературы

1. Башмаков И. А. Анализ основных тенденций развития систем теплоснабжения в России и за рубежом - 2006. - с. 12.

2. Зыков А. К. Паровые и водогрейные котлы. - Рипол Классик, 1987.

3. Некрасов А. С. и др. Современное состояние теплоснабжения России //Проблемы прогнозирования. - 2011. - №. 1.

4. Панферов С. В., Телегин А. И., Панферов В. И. Некоторые проблемы энергосбережения и автоматизации в системах теплоснабжения зданий //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. - 2010. - №. 22 (198).

5. Шарипов А. Я., Силин В. М. Энергосберегающие и энергоэффективные технологии- основа энергетической безопасности //Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК). - 2006. - №. 4. - С. 4-7.

Размещено на Allbest.ru