Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Волковыский Е.Г. Экономия топлива в котельных установках

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.71 Mб
Скачать

Е. Г. Волковыский А, Г. Шустер

Экономия

ТОПЛИВА В КОТЕЛЬНЫХ

УСТАНОВКАХ

« Э H Е Р Г И Я »

МОСКВА 1973

6П2.22 В 67

УДК 697.326:662.621.76.004.18

У

73- j^/S/i-

Волковыский Е. Г. и Шустер А. Г.

 

 

 

ß 67

Экономия

топлива в котельных

установках. М..,

«Энергия», 1973.

 

 

 

 

 

304 с. с ил.

 

 

 

 

 

 

В книге рассмотрены вопросы улучшения

использования

топлива

в котельных установках небольшой производительности, даны практи­

ческие рекомендации по повышению к. п. д.

котлоагрегатов, опти­

мальному режиму эксплуатации оборудования, использованию вто­

ричных энергетических

ресурсов, по реконструктивным мероприятиям

и автоматизации для экономии топлива, по сокращению потерь кон­

денсата, рациональному

устройству и эксплуатации

складов

топлива

и др. Уделено внимание вопросам обоснования

мероприятии по эконо­

мии топлива, приведена

методика и примеры

соответствующих

техни­

ко-экономических

расчетов.

 

 

 

 

Книга предназначена для инженеров, техников и мастеров, заня­

тых эксплуатацией котельных установок, и может,

служить

практи­

ческим пособием для разработки и осуществления

мероприятий по

экономии топлива.

 

 

 

 

 

В

0333-227

 

 

 

 

 

051(01)-73 26-73

 

 

 

6П2.22

© Издательство «Энергия», 1973 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ускоренные темпы электрификации страны, уве­ личение объема промышленного производства, развитие транспорта, рост городов, предусматриваемые в планах развития народного хозяйства Советского Союза, предъ­ являют все большие требования к увеличению добычи топлива. Суммарная годовая добыча топлива в стране

выросла

с 693 млн. т условного

топлива в

I960 г. до

1 260 млн. т в 1970 г. К

1975 г. предусматривается даль­

нейшее

увеличение добычи до

1 630—1 690 млн. г в год.

Для сравнения укажем, что в

1940 г. в стране было до­

быто 237,7 млн. т условного топлива.

 

При

напряженном

топливном

балансе,

связанном

с быстрым ростом потребления, проблема экономии то­

плива приобретает все

большее

народнохозяйственное

значение. В Директивах

XXIV съезда КПСС по пятилет­

нему

плану развития

народного

хозяйства СССР на

1971 —1975 гг. дано задание

по снижению

норм расхода

топлива

в промышленности

за пятилетие

на 7—10% и

по более полному использованию вторичных энергетиче­

ских ресурсов. Экономия только 1 % топлива

обеспечит

в 1975 г. в масштабах страны сбережение около

17 млн. г

условного топлива и не менее 700 млн. руб. капиталь­ ных вложений.

Крупным и быстрорастущим потребителем

топлива

на нужды централизованного теплоснабжения

являются

промышленность и жилищно-коммунальный сектор горо­

дов;

теплопотребление

их

возросло

с

853

млн.

Гкал

в

1965

г. до

1

296

млн.

Гкал

в

1970

г.,

т. е.

более

 

чем

в

1,5

раза.

К

1975

г.

намечается

рост тѳплопотребления от централизованных

источников

до

1 820 млн. Гкал

в год, т. е. в 2,1 раза по сравнению

с 1965 г. Доля

котельных установок в производстве

тепла

для

централизованного

теплоснабжения

составила

в

1970

г. 547

млн. Гкал.

К

1975

г.

предусматривается

3

увеличение

производства тепла

этими установками

до

720 млн. Гкал [Л. 68].

 

 

Развитие

народного хозяйства

предъявляет все

рас­

тущие требования к увеличению тепловой мощности, на­ дежности и экономичности источников тепла. И хотя основное направление развития теплоснабжения — рост централизованного производства тепла на ТЭЦ и в круп­ ных промышленных и районных котельных, однако для экономичного обеспечения теплом разнообразных по величине, концентрации, и географическому размещению потребителей на огромной территории страны неизбежна эксплуатация котельных средней и небольшой мощности.

Встране ежегодно строится свыше 1 ООО котельных только с паровыми котлами Д К В Р . Ожидаемый значи­ тельный прирост потребления топлива котельными уста­ новками средней и небольшой мощности вызывает необ­ ходимость пристального внимания к вопросам экономии топлива на этих установках.

Вкниге рассмотрен широкий круг вопросов повыше­ ния эффективности использования топлива применитель­ но к котельным установкам с паровыми котлами паро-

производительностью от

2 до 35 т/ч на давление до

13 кгс/см2

и водогрейными

котлами теплопроизводитель-

ностыо от

1 до

20 Гкал/ч,

за исключением котлоагрега-

тов с камерным

сжиганием твердого топлива. Анализ ра­

боты действующих котельных установок показывает, что для большинства из них имеются возможности значи­ тельной экономии топлива.

Основная цель книги — оказать практическую помощь инженерно-техническому персоналу, занятому эксплуа­ тацией котельных установок, в выборе, обосновании и осуществлении оптимальных мер по экономии топлива. В связи с этим значительное внимание уделено техникоэкономическим расчетам эффективности намечаемых ме­

роприятий. Глава

7

и

§ 3-2, 13-1 и 13-4

написаны

М. С. Левиным, гл.

11

Г. Л. Вайнштейном.

Авторы вы­

ражают признательность доктору экон. наукЕ. О. Штейнгаузу за ценные замечания при просмотре рукописи и инж. М. С. Левину за полезные советы при составлении книги.

Замечания и

пожелания

по книге авторы просят на­

правлять

в издательство

«Энергия», Москва, М-114,

Шлюзовая

наб.,

10.

 

Авторы

Г Л А В А П Е Р В А Я

НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА

За годы Советской власти з СССР создана мощ­ ная топливная промышленность, полностью обеспечиваю­ щая развитие народного хозяйства. Добыча угля возрос­ ла за этот период в 20 раз, нефти почти в 35 раз, добыча газа только за последние 15 лет более чем в 21 раз.

Наряду с огромным ростом добычи топлива за минув­ шие 10—15 лет коренные изменения произошли в струк­ туре топливного баланса страны. Резко возросла доля

добычи нефти и природного

газа

(табл. 1-1). Экономиче­

ский эффект

этих изменений весьма івелик. Все капита­

ловложения в газовое хозяйство

страны за последние 10

лет полностью окупились, и сверх этого получена

при­

был около 15 млрд. руб. Помимо

снижения затрат об­

щественного

труда на производство

топлива

широкое

применение природного газа и нефти создало

 

благопри­

ятные предпосылки для ускорения

научно-технического

прогресса

во

 

многих

отраслях

народного

хозяйства.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1-1

Структура

топливного баланса

СССР

 

 

 

 

 

 

(приходная часть,

 

в млн. m условного топлива)

 

 

 

 

Вид топлива

 

1955 г.

I960 г.

1965 г.

1970 г.

1975 г.

 

1В) г.

 

 

 

310,8

373,1

412,5

452

495—505

 

825—840

 

 

 

101,2

211,4

346,4

505

685—715

 

985—1 030

Природный газ . .

11,4

54,4

149,8

244

365—390

 

830—880

П р и м е ч а н и е .

Данные

за 1955, 1960 и

1980 гг. приведены

 

по [Л. 461, за

1965 и 1970 гг.—по

сообщениям

ЦСУ СССР, за Ю75 г.—по Директивам

XXIV

съезда

КПСС по пятилетнему

плану развития нарэдного хозяйства

СССР на 1971—1975 гг. с

пересчетом в условное

топливо. Прочие виды топлива

(торф, сланцы,

дрова) и

децен­

трализованные

заготовки топлива населением опущены.

 

 

 

 

5

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану

на

1971 — 1975 годы предусмотрено дальнейшее

повыше­

ние доли добычи нефти и газа в общем балансе

топлива

1975 г. не менее чем до 67%).

 

 

Котельные установки израсходовали в 1970 г. около

9% общей добычи топливных ресурсов страны и почти

35% топлива, израсходованного всеми тепловыми элек­

тростанциями.

 

 

 

Общее

потребление

тепла в стране

должно

возрасти

в 1,6—1,7

раза по

сравнению с

уровнем

потреб­

ления 1970 г. Выработка тепла котельными установками должна увеличиться за этот период по ориентировочной оценке не менее чем в 1,8—2 раза. Таким образом, об­ щий расход условного топлива котельными установками

при сохранении

удельных

расходов

топлива на

выработку тепла

на уровне

1970 г. может

достигнуть

190—210 млн. т, т. е. приблизиться к уровню всей добычи топлива в стране в 1940 г.

Снижение норм расхода топлива на 7—10%, преду­ смотренное на 1971 —1975 гг., применительно к котель­ ным установкам представляет собой задачу обеспечения

по стране годовой

экономии в размере не менее 10—

13 млн. г условного

топлива.

Основным показателем экономичности использования топлива в котельных установках является удельный рас­ ход условного топлива на 1 Гкал отпущенного тепла. «Нормальными» для рассматриваемых котельных явля­ ются удельные расходы условного топлива (табл. 1-2).

Данные о работе промышленных и районных котель­ ных, например, на Украине показывают, что средний

Т а б л и ц а 1-2

Примерные величины „нормальных" удельных расходов условного топлива котельными установками на отпущенное тепло

 

 

Удельный расход условного толлива,

Наименование котельных

 

кг/Гкал,

при работе

 

 

 

 

 

установок

 

 

 

 

на твердом

 

 

на газе

на

мазуте

 

 

топливе

 

 

 

 

 

Крупные и средние

промыш-

162—165

170—175

170—175

Малые (до 5 Гкал/ч)

. . . .

170—175

180—185

185—195

удельный расход условного топлива в 1970 г. составил 185,9 кгІГкал, что соответствует среднему значению к. п. д. 77%. В передовых по техническому уровню про­ мышленных и районных котельных достигнут удельный расход условного топлива 160—175 кг/Гкал, что соответ­ ствует к. п. д. 90—82%. Однако нередки случаи работы котельных установок с превышением фактических удель­

ных

расходов условного

топлива против «нормальных»

на

25—30% для малых

и на 15—20% для средних и

крупных установок.

 

По приближенному подсчету при увеличении годовой выработки тепла котельными установками за десятиле­ тие (1971 —1980 гг.) в 2 раза и среднем снижении удель­ ных расходов за этот период на 15% общий годовой рас­ ход топлива возрастет к 1980 г. только в 1,7 раза, что равнозначно годовой экономии около 30 млн. т услов­ ного топлива. Для этого необходимо осуществление боль­ шого комплекса технических, экономических и органи­ зационных мероприятий, направленных на сокращение потерь топлива в процессе использования его в котель­ ных установках.

За последнее десятилетие в стране проведена боль­ шая работа по подъему технического уровня котельных установок средней и малой мощности. Котельные, по­ строенные за этот период по унифицированным типовым проектам, резко отличаются от котельных старой по­ стройки. При хорошем качестве монтажа и грамотной эксплуатации таких котельных может быть достигнут достаточно высокий уровень использования топлива. Однако и в новых котельных необходим систематический анализ источников потерь тепла и топлива и проведение с учетом результатов эксплуатации мероприятий по эко­

номии

топлива.

 

 

 

 

 

Одним

из

примеров

осуществления

технического

прогресса

в

малой энергетике

может служить сахарная промышленность

Украинской

ССР.

 

 

 

 

 

До

1958

г. котельные

150 заводов республики работали на угле

основном

на

донецком,

частично на львовско-волынском). Котлы

старых

конструкций

были оборудованы,

за небольшим

исключе­

нием, топками с ручным обслуживанием. Реконструкция и модер­

низация

котельных с переводом на прогрессивные

виды

топлива

была начата с 1958 г. К началу 1970 г.

более 80%

(всего числа)

котельных переведены на мазут и газ, в

том числе

около

70% на

мазут. В

числе остальных 20% котельных,

продолжающих

работать

на

угле,

слоевое сжигание применяется

только

в

Ѵз

котельных

с

котлами паропроизводительностью до

10 т/ч.

Котлы

производи-

7

тельностыо 35 и 50 г/ч оборудованы камерными топками, в

которых

сжигается

пыль

донецких тощих

углей

или

антрацитовых

штыбов.

На всех

котлах,

работающих на

мазуте

и

газе, автоматизировано

регулирование процесса горения. Удельный расход топлива на са­

харных

заводах

Украины

за период

с

1958 г. по 1969

г.

снижен

в среднем на 25%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

Немаловажную

роль

здесь

сыграла

автоматизация

процесса

і регулирования горения, благодаря

которой существенно

повысилась

S производительность

технологических

установок,

что дало

дополни­

тельный экономический эффект.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1-3

Расчетные

коэффициенты

полезного

действия

котлоагрегатов

с котлами ДКВР и хвостовыми поверхностями нагрева, %

 

Номинальная

паропроизводитель-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность котлоагрегата,

т/ч

 

Твердые топлива

Газ и мазут

 

 

 

 

2,5

 

 

 

80,7—83,7

88,8—90,2

 

 

 

 

4

 

 

 

80,4—84,3

88,5—90,6

 

 

 

 

6,5

 

 

 

81,5—85,2

89—91,2

 

 

 

 

10

 

 

 

 

83—86,8

88,8—91,3

 

 

 

 

20

 

 

 

84,4—86,4

89,5—91,8

 

 

 

 

35

 

 

 

 

82—86,1

86,7—90,3

 

 

П р и м е ч а н и е . Парэпрэизводительность

котлоагрегатов при работе

на газе и

мазуте принята в расчетах в 1,5 раза боль-лей,

чем при работе на твердых

топливах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1-4

Коэффициент полезного действия котлоагрегатов с котлами

 

ДКВР

по испытаниям ЦК.ТИ им. И. И. Ползунова, %

 

 

(Рѵаб = 1 3

кгс/см2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальная паропрсизводи-

Твердые

 

Газ и мазут

Примечания

 

тельнссть котлоагрегата, го/ч

топлива

 

 

ДКВ-2 и ДКВР-2,5

 

67—75

 

 

82—86

Без хвостовых

по­

ДКВ-4

и ДКВР-4

 

62—74

 

 

84—85

верхностей

на­

ДКВ-6,5 и ДКВР-6,5

72—84

 

 

92—93

грева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДКВ-10 и

ДКВР - m

 

70—88

 

 

91—93

Высокая

компонов­

ДКВР-20

 

 

 

72—84

81—84 (газ)

ка

 

 

 

 

 

 

Без хвостовых

по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76—78

верхностей

на­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(мазут)

грева

 

 

 

 

Представляет

интерес

уровень

экономичности

наибо­

лее распространенных

паровых

котлов

ДКВ

и

ДКВР .

В

народном

хозяйстве

страны

эксплуатируется

свыше

50 000 таких

котлов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

В табл. 1-3 приведены расчетные значения к. п. д. котлоагрегатов с котлами ДКВР, а в табл. 1-4 — к. п. д. таких агрегатов по испытаниям ЦКТИ *.

Фактические значения к. п. д., полученные при испытаниях этих котлов (табл. 1-4) в сопоставимых условиях (наличие хвостовых поверхностей нагрева), близки к расчетным. В отдельных случаях к. п. д. котлоагрегатов по результатам испытания получился выше расчетного, что объясняется запасами в нормах теплового расчета. Вместе с тем ЦКТИ отмечает худшие, чем расчетные, условия про­ ведения испытаний из-за больших присосов воздуха, вызванных низ­ ким качеством монтажа. При устранении дефектов монтажа и под­ держании оборудования в нормальном состоянии возможно допол­ нительное повышение к. п. д. котлоагрегатов.

В табл. 1-5 приведены расчетные к. п. д. водогрейных котлов унифицированной серии KB Дорогобужского ко­ тельного завода.

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1-5

Расчетные

коэффициенты полезного

действия

водогрейных

котлов унифицированной серии KB Дорогобужского

 

котельного

з а в о д а ,

 

°/о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вид топлива

 

 

 

 

Тепло-

 

 

Канский

Минусин­

Тип котла

производи­

 

 

тельность,

Газ

Мазут

бурый

ский

 

 

 

Гкаліч

уголь

каменный

 

 

 

 

 

 

марки Б

уголь

КВ-ГМ-4

 

 

4

90,5

86,3

КВ-ГМ-6,5

 

 

6,5

91,1

87,0

КВ-ГМ-10

 

 

10

89,8

88,9

КВ-ГМ-20

 

 

20

89,9

87,5

 

КВ-ТС-4

 

 

4

81,9

КВ-ТС-6,5

 

 

6,5

.—

82,2

КВ-ТС-10

 

 

10

80,1

—.

КВ-ТС-20

 

 

20

79,1

Испытание реконструированного водогрейного котла ТВГ-8, про­

веденное в

районной

котельной

№ 2

Московского района

г. Киева

в 1968 г. (Институт газа АН Украинской ССР), показало, что при

теплопроизводительности

8,38

Гкал\к

к. п. д. котла

брутто

составил

90,64%. При этом потеря тепла с

уходящими

газами была

равна

9%

(Гух=199°С),

а

потеря

в окружающую

среду — 0,36%- При

увеличении

теплопроизводительности

котла до

10,2

Гкал/ч

(это бы­

ло

основной

задачей

испытания) к. п. д. составил

90,38%,

темпе­

ратура уходящих

газов

за

котлом

повысилась до 210 °С,

потеря

суходящими газами до 9,40%.

1Данные заимствованы из работы ЦКТИ «Руководящие указа­ ния по проектированию установок, монтажу и эксплуатации котлов ДКВР», 1969 (2-я редакция).

9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ