Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Повышение экологической эффективности теплоисточников малой мощности 15/12/2005. - презентация

1 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Повышение экологической эффективности теплоисточников малой мощности 15/12/2005

2 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Характеристики теплоисточников г. Иркутска

3 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Распределение суммарной мощности по типам теплоисточников (%).

4 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Производство тепла и потребление топлива стационарными теплоисточниками.

5 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Потребление топлива стационарными теплоисточниками

6 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Годовые выбросы вредных веществ объектами стационарной энергетики в атмосферу г. Иркутска

7 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Способы снижения выбросов углекислого газа. Замена технологий (нетрадиционные возобновляемые источники или непрямое сжигание). Замена технологий (нетрадиционные возобновляемые источники или непрямое сжигание). Замена топлива. Замена топлива. Повышение эффективности существующих технологий прямого сжигания топлива. Повышение эффективности существующих технологий прямого сжигания топлива.

8 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Технологические причины низкой эффективности мелких и средних котельных. Некачественный режим ведения процесса горения. Некачественный режим ведения процесса горения. Конструктивные недостатки топочного устройства. Конструктивные недостатки топочного устройства. Несоответствием качества поставляемого угля (его фракционного состава) слоевому способу сжигания. Несоответствием качества поставляемого угля (его фракционного состава) слоевому способу сжигания.

9 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Мероприятия по модернизации отопительных котлов Беззатратные организация более частой загрузки (в малом цикле горения) небольшой порции угля и равномерное ее распределение по колосниковой решетке; организация более частой загрузки (в малом цикле горения) небольшой порции угля и равномерное ее распределение по колосниковой решетке; поддержание в работе минимально необходимого количества котлов с нагрузкой близкой к номинальной; поддержание в работе минимально необходимого количества котлов с нагрузкой близкой к номинальной; обеспечения баланса тяги и дутья (обеспечение нормативных значений разрежения газов в топках котлов). обеспечения баланса тяги и дутья (обеспечение нормативных значений разрежения газов в топках котлов).

10 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Зависимость КПД котла от избытка воздуха при различной структуре присосов по газовому тракту Сверхнормативные присосы: а – в топку б – в опускной газоход в – в подъемный газоход г – везде поровну

11 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Влияние присосов воздуха на максимальную мощность котла при ограничении производительности дымососа Сверхнормативные присосы: а – в топку б – в опускной газоход в – в подъемный газоход г – везде поровну

12 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН РАСЧЕТ КПД КОТЛА КПД = 1 - q2 - q3 - q4 - q5 - q6 КПД = 1 - q2 - q3 - q4 - q5 - q6 q2 - потери тепла с уходящими газами; q2 - потери тепла с уходящими газами; q3 - потери тепла за счет химического недожога; q4 - потери тепла с механическим недожогом; q5 - потери тепла от наружного охлаждения котла; q6 - потери с физической теплотой шлака.

13 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Базовые характеристики котлов в котельной Стройка г.Слюдянки; середина отопительного сезона (номинальная нагрузка) Примечание: * - q4 и q5 принимались по нормам для данного типа котлов.

14 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Характеристики котлов (кот. Стройка) после их наладки с целью обеспечения баланса тяги и дутья ХарактеристикаЕд. изм.Котел 1 Котел 2 Котел 3 Содержание кислорода в дымовых газах % Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах Температура уходящих газов °С Потери тепла: - с уходящими газами, q2 % с химическим недожогом, q3 % с механическим недожогом, q4* %777 - все прочие (q5+q6)* %333 КПД котла % Примечание: Потери q4, q5 и q6 принимались по нормам для данного типа котлов.

15 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Мероприятия по модернизации отопительных котлов Малозатратные ремонт обмуровки с целью повышения герметичности котлов; ремонт обмуровки с целью повышения герметичности котлов; закрытие огнеупорным материалом задней части колосниковой решетки (примерно %); закрытие огнеупорным материалом задней части колосниковой решетки (примерно %); ремонт или установку запорной и регулирующей арматуры в газовоздушных трактах котлов; ремонт или установку запорной и регулирующей арматуры в газовоздушных трактах котлов; сортировка топлива (использование кусков угля определенного размера - от 13 до 50 мм) сортировка топлива (использование кусков угля определенного размера - от 13 до 50 мм)

16 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН КПД угольных котельных до и после проведения мероприятий

17 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Экономический эффект от модернизации мелких и средних угольных котельных МероприятияЭкономия топлива, тыс. тут/год Необходимые затраты, млн.руб. Срок окупаемости, мес. 1. Беззатратные и малозатратные - мелкие котельные (< 5 МВт) средние котельные (5-50 МВт) Всего Высокозатратные - мелкие котельные (< 5 МВт) средние котельные (5-50 МВт) Всего

18 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Зависимость КПД и максимальной мощности котла от толщины слоя наружных загрязнений поверхностей нагрева а – КПД котла; б – Температура уходящих газов

19 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Принципы разработки высокоэффективных теплоисточников небольшой мощности Механизация технологических процессов. Механизация технологических процессов. Создание горячей зоны горения слоя топлива. Создание горячей зоны горения слоя топлива. Устройство горячей топочной камеры. Устройство горячей топочной камеры. Турбулизация продуктов сгорания в топочном объеме. Турбулизация продуктов сгорания в топочном объеме. Обеспечение высокой скорости дымовых газов. Обеспечение высокой скорости дымовых газов. Устройство многоходового конвективного газохода. Устройство многоходового конвективного газохода. Обеспечение высокой газовой плотности котла. Обеспечение высокой газовой плотности котла. Минимизация шага труб в топочных экранах. Минимизация шага труб в топочных экранах. Облегчение доступа к конвективным поверхностям. Облегчение доступа к конвективным поверхностям. Применение модульного принципа конструкции котла. Применение модульного принципа конструкции котла.

20 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Разработанные механизированные котлы Котлы с цепной решеткой прямого хода тепловой мощностью, МВт (Гкал/ч) 1,73 (1,5) 1,73 (1,5) 2,33 (2) 2,33 (2) 3,49 (3) 3,49 (3) Котлы с топкой с шурующей планкой тепловой мощностью, МВт (Гкал/ч) 0,58 (0,5) 0,58 (0,5) 1,16 (1) 1,16 (1)

21 Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН Котел 2,33 МВт (п. Пивовариха, п. Хомутово) Котел 1,16 МВт (п. Алехино, г. Иркутск) Котел 0,57 МВт (г. Иркутск)