СПОСОБЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ПАРОКОНДЕНСАТНЫХ СИСТЕМАХ

Пар как теплоноситель имеет важное значение во многих отраслях промышленности. Особое внимание пар имеет в энергетике. В процессах передачи теплоты, использование греющего пара в энергетических системах ведет к образованию конденсата. Параметры греющего пара (давление, расход и температуру), который поступает в теплообменный аппарат, всегда стараются поддерживать в определенных ограниченных пределах, так как это является конкретным регламентом для условий эксплуатации конкретного вида оборудования. Из-за этого, параметры греющего пара, отводимые от разного вида оборудования, могут изменяться в широком диапазоне, и это необходимо учитывать при организации системы возврата конденсата и выборе мероприятий по утилизации. Если это не учитывается, то это приводит к возрастанию энергозатрат на выпуск продукции и потерь теплоносителя. Сбор конденсата и его последующий возврат являются как раз одним из тех видов мероприятий, которое, в свою очередь, может сильно сэкономить тепловую энергию и используемые энергоресурсы. Для более наглядной картины рассчитаем примерную стоимость потерь при возврате конденсата (как правило, количество возвращаемого конденсата должно быть не менее 50% от количества пара, которое отпустили потребителю). [2, с. 22]. В качестве примера возьмем значение возврата конденсата с промышленного предприятия – 65% и количество потребляемого пара – 5т/ч. Температура холодной воды и температура конденсата соответственно 10 ºС и 85 ºС.

Чтобы нагреть 1 кг холодной воды, будет необходимо затратить:

1 кг * 75 ºС * 4,19 кДж/кг = 314,25 кДж.

При потреблении предприятием пара 5т/ч (или 5000 кг/ч) и 65% возврате конденсата греющего пара нужно будет нагреть дополнительно 35% холодной воды (1750кг/ч):

314,25 кДж * 1750 кг/ч = 550МДж/ч

550 МДж/ч * 8400 ч = 4620 ГДж/год или 1103 Гкал

В Москве 1 Гкал тепловой энергии стоит 704 рубля, следовательно, суммарные потери в рублях составят: 776 512 руб.

Конечно, данный расчет является примерным и показывает приближенное значение тепловых и денежных потерь, т.к. конструктивные особенности оборудования зачастую не могут дать 100% возврат конденсата. Это может произойти из-за использования «острого пара», попадания продукта в конденсат или ряда других причин. Вдобавок ко всему вышеперечисленному, при примерном подсчете потерь не учитывались расходы на блок реагентов холодного водоснабжения (ХВО) и стоимость воды, требующейся на подпитку. По скромным подсчетам, во многих отраслях промышленности и промышленного производства, около 30% можно приравнять к необратимым потерям. При дальнейшем рассмотрении проблемы выяснилось, что одной из главных причин является несовершенство конденсатной системы (конденсатной станции), а именно:

- частые протечки сальниковых уплотнений насосов конденсатной подстанции;

- влияние кавитации на преждевременный износ рабочих колес насосов конденсатной подстанции;

-появление гидроударов в пароконденсатной системе (вследствие непрвильного выбора конденсатоотводчика, длительной эксплуатации системы, неправильного монтажа установки и т.д.)

- большие размеры конденсатной системы;

-большая потребляемая мощность электродвигателей насосов конденсатной подстанции;

-использование устаревших видов конденсатоотводчиков в паропотребляющих системах.

Пытаясь исправить получившиеся недостатки и минимизировать потери, инженерами было предложено провести мероприятия по улучшению конденсатных станций. В ходе проведенных действий было решено улучшить работу пароконденсатных систем с применением к ним современного оборудования. [4, с. 527]. Это означает:

- замена конденсатоотводчиков на новые;

- определение правильного диаметра трубопровода;

- установка современных насосов, не нуждающихся в подводе электричества;

- замена и установка фильтров, ресиверов;

- установка смотровых стекол для наблюдения за процессом;

- своевременная плановая замена устаревших частей станции;

- внедрение систем автоматического контроля в пароконденсатных станциях;

Данные мероприятия помогут во многом улучшить работу системы. Новый насос, встроенный в систему возврата конденсата, увеличит производительность до  6000-6500 кг/ч и существенно повысит напор до необходимых параметров. (На конденсатную систему можно установить несколько насосов и тем самым еще больше увеличить производительность). Замена фильтров способствует избеганию преждевременной коррозии, а определение правильного диаметра трубопровода и установка конденсатоотводчика, соответствующего параметрам, поможет избежать появления пролетного пара в системе, тем самым повысив экономичность. За счет изменений, такая система сможет перекачивать практически любую жидкость в различных отраслях промышленности. [1, с. 22].

На сегодняшний день системы перекачки конденсата состоят из следующих устройств: насоса, конденсатоотводчика (располагается на линии приводного пара, дабы предотвратить появление гидроударов), фильтр-грязевик, отсечные вентили, обратные клапана и ресивера. Пароконденсатные установки бывают 2-х типов – открытого и закрытого.

В открытом типе бак напрямую через вентиляцию соединен с атмосферой, и его давление аналогично атмосферному. Снижение выпара достигается за счет охлаждения конденсата в теплообменниках или помешиванием к конденсату мягкой воды.

Закрытые баки изолированы от атмосферы и находятся под невысоким избыточным давлением. Этот избыток поддерживается подводом пара, подающегося бак пароконденсатной станции. Применение данного метода снижает потери пара. В системе закрытого стараются поддерживать давление не более 0,1 МПа, т.к. уменьшается срок службы теплоиспользующего оборудования.

Подводя итоги, можно утверждать, что конструкции новых пароконденсатных систем имеют следующие преимущества:

1) работа без подключения  электричества к системе (по перекачке конденсата);

2) сравнительно небольшие габариты установки;

3) возможность отвода конденсата из под вакуума;

4) сравнительно небольшие материальные расходы на эксплуатацию станции и ее энергопотребление;

5) возможность автоматизации процесса;

6) простота в монтаже пароконденсатной системы.

К недостаткам можно отнести:

- Коррозию оборудования, а также и конденсатопроводов, возникающая вследствие  поглощения конденсатом кислорода во время непосредственного соприкосновения с воздухом.

Стоит отметить, что только планомерные мероприятия по энергосбережению, установке современного оборудования в пароконденсатных системах и замена старого способно значительно сократить расходы на теплопотери и сэкономить бюджет предприятия.

Список литературы:

1. Оптимизация режимов работы и тепловых схем ТЭЦ / М. М. Замалеев, В. И. Шарапов // Повышение эффективности работы энергетического оборудования: материалы V Всерос. научн.-практ. конф., 1-2 нояб. 2010 г. - Иваново, 2010. - С. 21-27
2. Вардияшвили А.А., Саматова Ш.Ю., Абдуллаева К.Т., Зохирова Ш.М. Энергосбережение и энергоэффективность в системах пароснабжения // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы II Междунар. Науч. Конф. (г. Санкт-Петербург, апрель 2014г.) – СПб.: Заневская площадь, 2014. ­-  С. 53-55.
3. Проектирование систем отопления и вентиляции зданий: учебное пособие / Сост.: А.А. Балашов, Н.Ю. Полунина, В.А. Ивановский, Д.С. Кацуба. – Тамбов: ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2014 – 132 с.
4. Федеральный закон "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности". - М.: Сибирское университетское издательство, 2011. – 1000 c.