10.09.2012

Контроль загрязнения и качества очистки экономайзера при энергетическом обследовании котельной

Авторы: promenergo@dsn.ru (ООО НТЦ «Промышленная энергетика»)

Численная оценка загрязнения экономайзера в отчётах по энергетическому обследованию котельных, практически, не встречается. Решение о необходимости очистки экономайзера в целях энергосбережения принимается на основании сравнения снижения затрат на топливо и затрат, необходимых на очистку. После очистки экономайзера, через некоторое время эффект от этого мероприятия может исчезнуть в результате повторного загрязнения. Требуется периодический контроль. Оценка эффективности очистки производится визуальным осмотром и по величине снижения температуры уходящих газов. Однако, кроме загрязнения труб, температура уходящих газов и нагрев воды в экономайзере зависят от нагрузки котла, присосов воздуха, температуры газов перед экономайзером и т.п. Это обстоятельство затрудняет оценку целесообразности и эффективности затрат на мероприятия по очистке экономайзера. Нередки случаи, когда при переводе котельной с мазута на газ, котлы в течение многих лет продолжают работать с экономайзерами, заросшими отложениями, т.к. потери от этого не определяют даже при энергетическом обследовании котельной. Рекомендаций о том, как их определить – нет.

Суть предложения в том, чтобы за показатель изменения загрязнения экономайзера, принять безразмерный коэффициент µ, представляющий собой отношение эксплуатационного коэффициента теплопередачи Кэ, определённый по данным измерений, и расчётного коэффициента теплопередачи (чистого) экономайзера Кр, не бывшего в эксплуатации: µ = Kэ / Kp = Qэ · Δtp / Qp / Δtэ

где Qэ и Qp - эксплуатационная, максимальная тепловая нагрузка экономайзера, определённая по данным измерений и расчётная, определённая по паспортным данным (или тепловому расчёту) котла и экономайзера (Гкал/ч);
Δtp и Δtэ - среднелогарифмический температурный напор в экономайзере расчётный (для нового, «чистого» экономайзера при номинальной нагрузке) и эксплуатационный, по данным эксплуатационных измерений, соответственно (°С).

Значение коэффициента µ по мере загрязнения экономайзера может изменяться от 1 до 0.

Для нового, чистого экономайзера Kэ = Kp · µ = 1. Чем больше термическое сопротивление теплообменной поверхности в результате её загрязнения, тем меньше эксплуатационный коэффициент теплопередачи Kэ и меньше коэффициент µ.

В таблице 1 показаны результаты расчёта коэффициентов теплопередачи и коэффициента µ для каждого экономайзера котельной. Практический смысл такого расчёта в том, чтобы определить потери в результате загрязнения экономайзера, эффект от его очистки или ущерб, если очистка не производится.

Зная изменение расхода топлива в результате изменения загрязнения экономайзера, легко определить ущерб от этого загрязнения в денежном выражении.

Таблица 1. Пример расчёта загрязнения и эффекта очистки экономайзера котла

Расчёт показателя загрязнения экономайзера Расчёт ущерба от загрязнения или эффекта очистки
№ котла
t1 фактическая температура воды на входе в экономайзер, гр.С
 t2 фактическая температура воды на выходе из экономайзера, гр.С Gф фактический расход воды через экономайзер, т/ч. * tk фактическая температура газов за котлом, гр.С tух фактическая температура уходящих газов, гр.С µ коэфф. изменения тепловосприятия экономайзера в результате загрязнения В расход топлива котлом в период измерений, м3/ч, (кг/ч) Qк тепловая произв-сть котла в период измерений (Гкал/ч) ΔВ перерасход топлива за расчётный период в результате загрязнения экономайзера тыс.м3 цена топлива руб./м3 n продолж-сть работы в расчётном периоде, ч экономич. ущерб от загрязнения экономайзера, тыс. руб.
1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
режим работы экономайзеров до очистки
1 90 140 19,1 450 185 0,84 1400 4 39,5 4,7 760 184,9
2 95 145 19,5 460 190 0,86 1400 6 114,1 4,7 4000 534,5
3 95 135 19,6 450 185 0,69 1400 6 256,3 4,7 4000 1200,7 зат-
раты		 эффект очистки
Всего 409,8 1920,1
режим работы экономайзеров после очистки
1 90 145 19,1 450 160 0,93 1400 4 17,3 4,7 760 81,1 103,8
2 95 152 19,5 460 180 0,99 1400 6 1,1 4,7 4000 5,1 529,4
3 95 140 19,6 450 170 0,79 1400 6 176,9 4,7 4000 828,9 371,9
всего 195,3 915,1 1005

Краткое пояснение к использованию программы расчёта ущерба от загрязнения или эффекта очистки экономайзера котла

  1. Предлагаемая расчётная программа может быть использована как эксплуатационным персоналом, так и специалистами, занимающимися энергетическим обследованием котельных, в которых есть проблема загрязнения чугунных экономайзеров с оребрёнными трубами. Она может быть полезна при оценке качества работ по очистке экономайзера от наружных и внутренних отложений.
  2. В базу данных, необходимых для расчёта заносятся паспортные данные котла и его экономайзера, стоимость топлива, затраты на работу по очистке и время работы котла в расчётном периоде. Скрытые колонки заполняются при адаптации программы к конкретной котельной.
  3. В колонки 1-7, 9-10, 12-13 - (светлые) вносят эксплуатационные данные до и после очистки экономайзера или данные периодического контроля.
  4. В затемнённых колонках - результат расчёта.
  5. При периодических измерениях, заносимых в светлые колонки между чистками, рассчитывается изменение ущерба от загрязнения по мере эксплуатации экономайзера.
  6. Коэффициент изменения тепловосприятия экономайзера в результате загрязнения µ предствляет собой отношение эксплуатационного коэффициента теплопередачи загрязнённого отложениями экономайзера к расчётному коэффициенту теплопередачи (чистого) экономайзера.
  7. Коэффициент µ, по мере загрязнения экономайзера снижается, ущерб от загрязнения возрастает и наступает момент когда необходима повторная очистка.