Как снизить потребление топлива газовой котельной?

Николай Логанов

Должность: Специалист по электромонтажу

Опыт работы: 8 лет

Снижение расхода газа — одна из ключевых задач теплоэнергетики, актуальная как для объектов, уже находящихся в эксплуатации, так и для проектируемых котельных. Оптимизация потребления топлива достигается уменьшением потерь, увеличением КПД котлов, использованием более эффективных алгоритмов управления, другими путями и методами. Рассмотрим, как уменьшить расход газа котельными, подробнее.

1. Причины увеличения потребления газовой котельной топлива
2. Как рассчитать норму потребления газа котельной?
3. Методы оптимизации расхода топлива газовой котельной
4. Доверьте обслуживание котельной профессионалам!

Причины увеличения потребления газовой котельной топлива

Одной из главных причин роста расхода топлива является загрязнение и износ ключевых элементов котельного оборудования. Отложения накипи на стенках теплообменника толщиной всего 1 мм вынуждают котел работать интенсивнее и дольше для достижения нужной температуры теплоносителя. Засорение горелок приводит к неполному сгоранию газа, а разрегулированная автоматика не позволяет оборудованию своевременно реагировать на изменение тепловой нагрузки.

Не менее значимую роль играют потери тепла в самой системе теплоснабжения. Изношенная теплоизоляция трубопроводов, неисправные запорная арматура и расширительные баки, а также разбалансированная система распределения тепла заставляют котельную компенсировать потери за счет повышенного расхода газа.

Как рассчитать норму потребления газа котельной?

Величина максимального расхода газа в час требуется для получения технических условий на подключение к газовой сети. Для небольшой отопительной котельной частного дома расход топлива рассчитывают по формуле:    

Qmax = (∑N) / (q×η); где Qmax — максимальный расход газа, ∑N — общая установленная мощность котлов, q — удельная низшая теплота сгорания газа, η — коэффициент полезного действия котла.    

Для промышленных котельных потребление газа определяется в процессе инженерных теплотехнических расчетов. В процессе определяют часовые расходы топлива:

• на отопление;
• на горячее водоснабжение;
• на вентиляцию;
• на технологические нужды.

На основании полученных данных и анализа таблиц работы систем по месяцам производится расчет общей годовой потребности в газовом топливе. В случае роста расхода газа при сохранении неизменного объема вырабатываемого котлами тепла необходимо разработать комплекс мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности. 

Методы оптимизации расхода топлива газовой котельной 

Существует несколько принципов снижения расхода топлива без ущерба качества теплоснабжения: обеспечение максимально полного сгорания топлива, уменьшение потерь тепловой энергии, увеличение эффективности использования выработанного тепла, оптимизация работы котлов. 

Регулярное обслуживание котельной 

Техническое обслуживание газовых котлов не только поддерживает оборудование в работоспособном состоянии, но и позволяет сократить потери тепловой энергии. Проведение мероприятий снижает расход топлива в пересчете на отпущенное количество тепла.  

В процессе выполняют чистку от сажи:

• форсунок газовых горелок;
• внешних поверхностей теплообменников (в водотрубных агрегатах);
• внутренних станок жаровых труб (в жаротрубных котлах);
• системы дымоотвода;
• внутренних стенок теплообменника.

Для удаления таких загрязнений используют пар или воду под высоким давлением, металлические щетки и ерши. Форсунки также продувают сжатым воздухом.

Кроме того, для предотвращения потерь тепла от накипи необходимо периодически очищать:

• парообразующие трубы паровых агрегатов;
• водяные рубашки жаротрубных котлов;
• внутренние поверхности теплообменников водотрубных котлов.

Очистку от отложений солей жесткости осуществляют химическими реактивами, гидростатическими установками или комбинированным способом.

Нагар, сажа, накипь уменьшает условный проход отверстий газовых горелок, труб теплообменников, дымоходов, повышают гидравлическое и пневматическое сопротивление, значительно ухудшают теплопередачу, снижают тягу. Это существенно увеличивает расход газа. Регулярное обслуживание позволяет избежать перерасхода топлива. 

Настройка режима работы котельной 

Неверные настройки соотношения «воздух-газ» в зоне горения котлов с принудительным наддувом и тягой приводят к химическому и механическому недожогу. В первом случае газ сгорает не полностью. Это сопровождается интенсивным образованием сажи и других нежелательных продуктов сгорания. Во втором — часть топлива уносится воздушным потоком в систему дымоудаления и не участвует в процессе горения. При механическом недожоге наблюдается повышенное содержание кислорода в отходящих газах, избыточное количество сажи не образуется.  

Для настройки требуется запустить котел, и, ориентируясь на показания газоанализатора, отрегулировать подачу и тягу во всех режимах работы таким образом, чтобы состав отходящих газов соответствовал проектным значениям.

Перед настройкой оптимального отношения «газ-воздух» требуется почистить топочную камеру, горелки, дымоотводящие пути и трубу. Также необходимо проверить состояние вентиляторов тяги и надува, дроссельной арматуры, при необходимости провести обслуживание, ремонт или замену. Причиной нарушения баланса надува и тяги также может быть нарушение герметичности закрытой топки. Для устранения неисправности необходимо выполнить диагностику, подтянуть резьбовые соединения, заменить термостойкие шнуры.  

Кроме неверного отношения «газ-воздух» к перерасходу газа может приводить режим тактования котла. При этом горелка отключается и включается в работу несколько раз в час, цикл нагрев–охлаждение повторяется слишком часто. В этом случае необходимо отрегулировать выработку тепловой энергии соответственно потреблению.   

Восстановление теплоизоляции тепловых коммуникаций 

Потери тепловой энергии в окружающую среду также являются частой причиной избыточного расхода топлива. Чтобы уменьшить потребление газа котельной нужно избегать ошибок проектирования и монтажа. Экономия на теплоизоляции коммуникаций в проекте приводит к повышению потерь тепла и увеличению расхода газа. К аналогичному результату приводит неверно выполненный монтаж. Фактически устройство качественной теплоизоляции окупается за 3–4 месяца за счет экономии топлива.   

Для уменьшения теплопотерь также требуется тщательно контролировать и поддерживать в исправном состоянии теплоизоляцию оборудования, трубопроводов, задвижек, фланцев и др. Проверка и восстановление теплоизоляции входит в состав регламентах работ, пренебрегать этим пунктом нельзя. 

Модернизация котельных 

Одна из наиболее часто встречающихся причин избыточного потребления топлива газовой котельной — устаревшее оборудование и схема подключения котлов, неэффективное управление производительностью котлов.  

Решение этой проблемы — модернизация котельной. Комплекс мер обычно включает:  

• Установка котлов с модулируемыми горелками. Такие агрегаты позволяют плавно изменять производительность исходя из текущей потребности в тепловой энергии.
• Каскадное подключение котлов. Схемы позволяют выводить один или несколько котлов в резерв при снижении потребления тепла, избежать режима тактования, ступенчато регулировать производительность котельной.
• Установка конденсационных агрегатов. Котлы такого типа позволяют получить и использовать дополнительное тепло при конденсации дымовых газов. Такие агрегаты особенно эффективны в режиме работы на минимальной мощности.
• Внедрение АСУТП. Система автоматического управления позволяет эффективно регулировать режимы работы газовых котлов. При этом возможно плавное или ступенчатое изменение производительности по одному или нескольким параметрам: температуре наружного воздуха, сетевой воды в прямой и обратной магистрали, давлению и расходу в системе ГВС и т.д.
• Установка экономайзера. Агрегат позволяет использовать для нагрева воды тепловую энергию дымовых отходящих газов. Подогретая вода из экономайзера поступает в котел. В результате для нагрева теплоносителя до требуемой температуры требуется сжигать меньше газа.

Комплексная модернизация котельной дает наибольшее уменьшение потребление газа, однако это — наиболее дорогостоящий способ повышения энергоэффективности объекта. При ограниченных средствах значительного уменьшения расхода топлива можно достигнуть оптимальным распределением нагрузки между котлами. При этом требуется обеспечить работу каждого агрегата с максимальным КПД.  

Доверьте обслуживание котельной профессионалам!

Компания «Невал» выполняет монтаж, пуско-наладку, внедряет системы автоматизации газовых котельных. Мы применяем передовые решения в области энергосбережения, подбираем наиболее эффективные алгоритмы управления, тщательно контролируем качество работ, даем длительную гарантию. Звоните +7 (495) 133-65-32, наша компания работает в Москве и Московской области.