Статья опубликована в рамках: LXXXIV Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 12 декабря 2019 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Энергетика

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Каплин Д.П. СПОСОБЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ПАРОКОНДЕНСАТНЫХ СИСТЕМАХ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LXXXIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(83). URL: https://sibac.info/archive/technic/12(83).pdf (дата обращения: 27.01.2020)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

СПОСОБЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ПАРОКОНДЕНСАТНЫХ СИСТЕМАХ

Каплин Дмитрий Павлович

студент 4 курса, кафедра промышленная теплоэнергетика факультета Самарского государственного технического университета,

РФ, г. Самара

Научный руководитель Рахимова Юлия Игоревна

канд. пед. наук, доц., кафедра "Промышленная теплоэнергетика", Самарский государственный технический университет,

РФ, г. Самара

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.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий