Модернизация котельной – перечень мер, предназначенных для улучшения продуктивности, увеличению вырабатываемого тепла и безопасности, урезания расходов на эксплуатацию.
Реконструкция производится из-за следующего ряда причин:
- Устаревшее, изношенное оборудование;
- Нарушение теплоподачи, системные сбои в графике;
- Увеличение затрат на вырабатывание тепла;
- Нет условий, для постройки новой котельной.
Перед началом любых процессов, необходимо предварительное планирование, проектирование, и обращение в компетентные органы. Любое нововведение должно быть зафиксировано, и одобрено со стороны закона. Так же, необходимо провести предпроектное исследование, с целью изучения тепловых нагрузок и их плотности, вычисления располагаемой (требуемой) и рабочей мощности, выяснение перспектив по уменьшению уровня загрузки оборудования, снижение упадка тепла и увеличению энергоэффективности. Результатом подобных изучений является подробный план дальнейших действий по модернизации котельных.
Возможен комплексный апгрейд или частичная переустановка тех или иных деталей.
Этапы модернизации котельной.
Системы подачи и подготовки топлива.
Главная цель – автоматизировать всё оборудование, заменить все перегоревшие детали на более подходящие аналоги, с лучшими показателями. Так же, необходимо произвести замену емкостей, и теплоизолировать их. Так же, в ряд изменений входит установка новых транспортеров, дробилок угля и очистителей металла. Все это возможно в процессе модернизации котельной.
Системы автоматизации и устройства — индикаторы.
Улучшение в данной сфере предусматривает полную автоматизацию в отношении контроля над всеми задачами с одного контрольного пульта. Так же, можно заменить (при отсутствии – установить) приборы фиксирующие потребление топлива и тепла, фиксирующие уход воды, и прочее необходимое измерительное оборудование. В целом, этот этап предназначен для уменьшения потребления топлива, и более детальных расчетов по его затрате.
Система подготовки воды. Состоит из:
- реконструкции комплексной обработки сетевой воды,
- монтировании станций для снижения железосодержания,
- переход на автоматическую систему управления,
- распределение направлений сетевой и котловой воды.
Замена основных частей котла.
Модернизация котельной - это совокупность мер, требуемых с целью увеличения эффективности ее работы, повышения мощности и безопасности, уменьшение расходов в ее использовании.
Основные причины проведения модернизации
Модернизация котельной проводится при наличии следующих предпосылок:
- высокая степень изношенности оборудования;
- увеличение себестоимости вырабатываемого тепла;
- нарушение температурных графиков теплоподачи;
- отсутствие возможностей для строительства новой котельной.
Перед проведением мероприятий по модернизации необходимо предварительное предпроектное обследование, включающее в себя исследование дополнительных термических нагрузок оптимизации уровня загрузки оборудования, уточнение перспектив энергоэффективности и снижения теплопотерь. Согласно итогам обследования принимается один из возможных вариантов модернизации котельной.
Варианты модернизации
Модернизация может включать в себя полное обновление конфигурации всей системы или замену отдельных узлов и агрегатов.
1. Системы топливоподачи и топливоподготовки. В процессе модернизации этих систем вдопустимо проведение работ по автоматизации и реконструкции с установкой современного и высокопроизводительного оборудования, замена и теплоизоляция емкостей, гранулирование и гомогенизация твердого топлива, установка современных транспортеров, угледробилок и металлоочистителей.
2. Системы автоматизации и приборы учета. Модернизация котельной в этой области включает в себя организацию автоматического контроля за всеми процессами с единого пульта управления, установку приборов учета расхода топлива и теплоты на выходе, приборов учета расхода воды и контрольно-измерительного оборудования для управления качеством и количеством теплоносителя и выработанного тепла.
3. Система водоподготовки . Проводятся работы по усовершенствованию комплексной обработки сетевой воды, установке станций по снижению железосодержания, автоматизации управления системой, разделению контуров сетевой и котловой воды.
4. Замена котельных агрегатов . Это самый эффективный способ модернизации котельной, включающий в себя замену всех устаревших и отработавших свой ресурс моделей котлов, таких как чугунные секционные, на современные стальные, реконструкцию угольных котлов с повышением КПД до 75-80 %, замену конвективных частей и теплообменников, замену топок с ручной топливоподачей на механизированные или автоматизированные топки, организацию утилизации теплоты уходящих газов.
5. Оптимизация режимов горения и замена горелок. Для газовых и жидкотопливных котлов предусматривается замена горелок с пневматическим распылителями РВСС, что позволяет повысить КПД на 10 %, снизить температуру подогрева топлива. Также в комплекс мер может входить установка горелок для водонефтяной эмульсии, замена топливных емкостей, изменение схемы забора воздуха для поддува, оптимизация режимов горения, установка систем контроля за основным и вспомогательным оборудованием.
После разработки общей концепции модернизации производится подбор необходимого оборудования и согласование с заказчиком. Следующими этапами являются выполнение проектных работ, поставка и монтаж оборудования, наладка и запуск котельной.
Результаты модернизации:
- повышение надежности и производительности оборудования;
- значительное увеличение КПД и тепловой мощности;
- оптимальный режим работы;
- сокращение расходов на обслуживание и эксплуатацию путем снижения расхода топлива и количества обслуживающего персонала;
- снижение количества экологически вредных выбросов.
Практически каждому объекту, подающему тепло, сегодня необходима реконструкция котельной . Наверняка такая статистика Вас не удивляет. Вспомните, сколько лет назад велось активное строительство котельных, и все станет на свои места. К тому же, если проводить профилактическое , то они будут гораздо лучше функционировать.
Что же такое модернизация котельных ? Это комплекс мероприятий, направленных на замену старого, отслужившего своё оборудования новым и современным. Но дело не только в самом оборудовании. Необходимо модернизировать сами пути, по которым тепло поступает в точки назначения. Все эти мероприятия имеют цель ни в коем случае не увеличить финансовые затраты на дальнейшее содержание и эксплуатацию системы.
Зачем нужна реконструкция и модернизация котельной?
Обычно модернизация котельного оборудования необходима в тех случаях, когда оборудование исчерпало свои ресурсы, когда тепло поступает плохо и не того температурного уровня, который был заложен изначально, а также когда само тепло обходится слишком дорого. Все перечисленные ситуации требуют вмешательства специалистов, которые наведут порядок. Окупятся же данные мероприятия через пару-тройку лет.
Какие же преимущества у реконструированной котельной?
- она имеет более высокую мощность, что позволяет создавать запас
- коэффициент полезного действия у современного оборудования достигает даже 93%
- топлива новейшее оборудование требует гораздо меньше
- электрической энергии также требуется на порядок меньше
- эксплуатационные расходы и расходы на сервис намного ниже, чем на не модернизированную
Таким образом, может быть очень экономным объектом. Котельная будет исправно выполнять свои функции, а Вы будете платить за полученное тепло. Причем, система будет функционировать без сбоев!
Проект реконструкции и модернизации котельного оборудования
Как мы проводим ? Очень просто. Все мероприятия могут быть выполнены таким образом, что даже не придется выключать оборудование. Но если ситуация складывается по-другому, то мы предоставим Вам оборудование на время проведения всех реконструкционных работ.
Тогда не произойдет никаких теплопотерь. И Ваше строение не останется без необходимого температурного режима. Наша инженерно-монтажная компания «Savard» предоставляет своим клиентам различные услуги: ремонт, модернизация, и многие другие.
Способы реконструкции и модернизации котельной
Если был выполнен неграмотно, и вид топлива Вас не вполне устраивает, то мы проведем реконструкцию с изменением вида горючего.
Наши сотрудники заменят сам котел, при необходимости восстановят водный режим, даже реконструируют теплообменники и подогреватели. Возможна установка автоматического управления и системы безопасности.
Этапы модернизации и реконструкции котельной
Все мероприятия по модернизации разделяются на такие шаги:
Первичные расчеты включают:
- анализ и обследование оборудования бытовой или
- выбор подходящих схем для
- разрабатывается ТЭО
- просчет средних показателей окупаемости сети
- определение эффективности
Предпроектные разработки включают:
- сбор данных, на основе которых выполняется расчет годового потребления топлива и тепла котельной установки
- составление технического задания
- получение технических условий, разрешений и лимитов на газ
Проектные работы включают подготовку и согласование следующих документов:
- архитектурно-строительная часть
- пояснительная записка с расчетами
- проект металлических конструкций, в т.ч. наружных газоходов, дымовой трубы и деаэраторной площадки
- тепломеханические решения (химводоподготовка и др.)
- документации на автоматику, КИПиА, освещение, электроснабжение, заземление и молниезащиту котельной
Поставка оборудования на объект клиента в пределах Москвы и Подмосковья выполняется специальным транспортом компании «Savard».
Включает:
- монтаж тепломеханического, газового, электротехнического оборудования
- подключение систем водоподготовки, приточно-вытяжной вентиляции, отопления, канализации, водоснабжения
- настройку приборов КИПиА, охранной и пожарной сигнализации, металлических дымовых труб и др.
Подписание протоколов проверки системы электросопротивлений и заземления, а также актов о завершении таких работ:
- строительство отдельных систем котельной
- выполнение гидростатических испытаний на герметичность
- проверка водостоков и внутренней канализации
- пуско-наладка подключенного оборудования по согласованному с клиентом графику
Вышеуказанные работы выполняют высококвалифицированные мастера, имеющие лицензии Ростехнадзора и большой практический опыт.
Как заказать реконструкцию и модернизацию котельной?
Если Вам нужна , наши специалисты к Вашим услугам. Если у Вас уже установлена котельная система в загородном доме, но она плохо работает – модернизация котельной , то, что Вам просто необходимо. Обращайтесь за помощью в «Savard»!
В рамках реализации программы внедрения ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте в 2015-2017 гг. в ОАО «РЖД» успешно отработана технология модернизации котельных с паровозными котлами. По состоянию на 2015 г., до начала реализации программы, в Центральной дирекции по тепловодоснабжению эксплуатировались 33 котельных с паровозными и одна – с судовыми котлами, работающими в водогрейном режиме. Семь из них работали на газовом топливе, 11 – на мазуте и 16 – на каменном угле. Себестоимость тепловой энергии составляла от 1500 до 6800 руб. за гигакалорию при суммарной мощности всех котлов 250,51 Гкал/ч.
К настоящему времени введены в эксплуатацию новые котельные на станциях Ерофей Павлович и Шимановск, работы по которым начались в 2015 г. Их строительство не обошлось без трудностей. Проектирование и строительно-монтажные работы на объектах проведены в сжатые сроки, поскольку предварительные обследования начались только в августе 2015 г. Для использования угля низкого качества было разработано сложное техническое решение. Также влияние на проведение работ оказали аномально низкие температуры, которые наблюдались со второй половины октября. Проблемы при строительстве на станции Ерофей Павлович возникли в связи с удаленностью объекта от центров снабжения материалами и оборудования, отсутствием железобетонных изделий и бетона на месте. На станции Шимановск работу осложняли пучинистые грунты, из-за которых пришлось создавать сложный фундамент (было забито более 100 свай).
Типичной можно считать котельную № 9 станции Шимановск Забайкальской железной дороги. Она была построена еще в 1935 г. и работала на угле. Ее основное оборудование – четыре паровозных котла марки «Еа», изготовленных в период с 1944 по 1956 г. Все вспомогательное оборудование давно выработало свой ресурс. Котельное оборудование морально и физически устарело, характеризовалось низким КПД, не превышающим 60%, и высокой аварийностью. Несмотря на постоянный и бережный уход за котельной всегда существовал серьезных риск аварий в зимнее время.
Потребителями котельной мощностью 10 МВт являются здания вокзала, поста ЭЦ, объектов дистанций пути, СЦБ, участка связи, дистанции энергоснабжения, участка водоснабжения, СЭС, станционные здания, дом отдыха локомотивных бригад. Строительную площадку для установки новой котельной было решено разместить в непосредственной близости к зданию старой котельной, что позволило исключить необходимость дополнительного сооружения протяженных тепловых сетей. За ноябрь–декабрь 2015 г. были в основном собраны конструкции блочно-модульной котельной, поставлено и смонтировано основное и вспомогательное котельное оборудование. В проекте новой котельной был заложен ряд прогрессивных технических решений, а именно применено новейшее отопительное, теплообменное, насосное и электрическое оборудование ведущих зарубежных и отечественных изготовителей, выполнена автоматизация процессов котельной, предусмотрена передача данных по расходам и выработке топливно-энергетических ресурсов в систему АСКУ ТЭР ОАО «РЖД».
За счет применения энергоэффективного оборудования мощность котельной удалось снизить до 5,4 МВт. В новой котельной установлено три водогрейных стальных котла КВМ-1,8к. Тепловая схема выполнена по четырехтрубной схеме. Система предназначена для нагрева теплоносителя системы отопления и горячего водоснабжения. Подача воды в наружный контур отопления осуществляется насосами WILO. В системе установлены три пластинчатых теплообменника фирмы «Ридан» на отопление и три теплообменника на горячее водоснабжение. Также предусмотрен нагрев горячей воды в летний период при помощи электрических котлов.
Встроенные средства автоматизации топливного хозяйства обеспечивают автоматическое управление ленточными и скребковыми транспортерами, дробилками. Предусмотрены автоматическое регулирование температуры теплоносителя, учет расхода тепла в системе, сигнализация о неисправностях оборудования и аварийных режимах, срабатывании пожарной сигнализации.
Экономический эффект от применения новой энергоэффективной котельной позволяет окупить капитальные вложения компании в течение восьми лет. При этом полностью исключаются возможные риски возникновения аварий в отопительный период из-за отказов морально и физически устаревшего оборудования старой котельной.
Помимо котельных на станциях Ерофей Павлович и Шимановск в 2015 г. был дан старт модернизации семи объектов Горьковской, Свердловской, Забайкальской и Северной дирекций по тепловодоснабжению. В этом году началась модернизация еще на двух объектах Куйбышевской и Приволжской дирекций. Работы на двух объектах Куйбышевской и Свердловской дирекций будут завершены в 2017 г., на остальных объектах – уже в текущем году. Средний срок окупаемости по ним составит 11 лет.
Новая котельная на станции Шимановск
Современный водогрейный котел
Д.т.н. В.А. Бутузов, генеральный директор, ОАО «Южгеотепло», г. Краснодар;
д.т.н. Г. В. Томаров, генеральный директор, ЗАО «Геотерм-ЭМ», г. Москва;
д.э.н. В.Х. Шетов, директор, ГУ «Центр энергосбережения и новых технологий», г. Краснодар
Анализ котельного парка Краснодарского края
Краснодарский край является динамично развивающимся агропромышленным рекреационным регионом России. При собственном населении численностью 5 млн чел. он ежегодно принимает на отдых до 15 млн гостей. Регион имеет развитую городскую инфраструктуру. Теплоснабжение городов и населенных пунктов обеспечивают 1824 котельных и 2290 км тепловых сетей (в двухтрубном исчислении). Годовая выработка тепловой энергии этими котельными в стоимостном выражении превышает 6 млрд руб.
Всего в крае в муниципальных котельных установлено 3920 котлов , из которых наибольшее количество составляют водогрейные, единичной тепловой мощностью менее 4 МВт, -3560 шт. (91%). Паровых котлов в крае работает 185 шт. (5%), а водогрейных, единичной тепловой мощностью от 4 до 50 МВт, - 175 шт. (4%). Муниципальные котельные в основном работают на природном газе (73%).
На рис. 1 приведено распределение наиболее массового вида котлов (водогрейные, мощностью менее 4 МВт) по типам. Чугунные секционные котлы со сроками службы 20-30 лет («Универсал», «Минск», «Энергия», «Тула») составляют 37,8% от общего количества этого вида, стальные котлы устаревшей конструкции КС-1 со сроками службы 15-20 лет - 27,2%, а современные котлы - всего 23,4%.
Программа модернизации
По инициативе ГУ «Центр энергосбережения и новых технологий» (г. Краснодар) разработана программа модернизации муниципальных котельных. В данной статье приведены результаты исследований по дооборудованию данных котельных когенерационными установками. Приоритетность данного подхода обусловлена следующими основными факторами:
Необходимость модернизации котельных при отсутствии финансовых ресурсов;
Наличие тепловых нагрузок, в т.ч. круглогодичного горячего водоснабжения (минимальная тепловая нагрузка когенерационныхустановок);
Возможность использования резервной пропускной способности подводящих газопроводов, емкостей мазутного хозяйства, сечений и высот дымовых труб.
Актуальность данной работы заключается в необходимости подключения новых городских потребителей тепловой и электрической энергии без существенного увеличения потребления топлива. Пропускная способность системы газоснабжения Краснодарского края исчерпана, ее модернизация потребует нескольких лет и больших средств.
На 2006-2010 гг. ГУ «Центр энергосбережения и новых технологий» разработана краевая программа энергосбережения , утвержденная региональным законодательным собранием. В результате реализации этой программы при общем объеме вложенных средств 16,6 млрд руб. ожидается уменьшение потребления топлива на 35%. Высвободившееся от внедрения энергосберегающих мероприятий и использования возобновляемых источников энергии топливо планируется направить на строительство когенерационных установок муниципальных котельных .
При анализе характеристик водогрейных котельных с котлами единичной тепловой мощностью от 4 до 50 МВт, в свою очередь, были выделены три группы котельных со следующими диапазонами установленной мощности: первая группа - 10-15 МВт, вторая группа - 15-20 МВт; третья группа - свыше 20 МВт (рис. 2).
Для каждой из указанных групп по известным методикам были подобраны газопоршневые установки (ГПУ) и газовые турбины (ГТ). Для котельных первой и второй групп определена целесообразность установки на их базе ГПУ общей электрической мощностью 60 МВт. Для третьей группы котельных обоснована установка ГТ общей электрической мощностью 188 МВт. Для паровых муниципальных котельных с котлами ДКВР,ДЕ (19 котельных; суммарная установленная тепловая мощность 521 МВт) высокоэффективным мероприятием является установка паровых противодавленческих турбин общей электрической мощностью 22 МВт.
Реализация программы модернизации муниципальных котельных Краснодарского края с их дооборудованием когенерационными установками обеспечит ввод в эксплуатацию 270 МВт электрических мощностей (рис. 3).
Для каждого из данных видов когенерационного оборудования выбраны котельные, для которых были разработаны бизнес-планы. Так, например, стоимость установки газовых турбин мощностью 12 МВт с котлами-утилизаторами в водогрейной котельной тепловой мощностью 60 МВт в г. Анапе составляет 230 млн руб. (в ценах 2006 г.), а расчетный срок окупаемости модернизации не превышает 5,5 лет. Другим примером является водогрейная котельная тепловой мощностью 25 МВт в г. Тимашевске, в которой планируется размещение ГПУ установленной электрической мощностью 2 МВт. Стоимость модернизации составляет 30 млн руб. и имеет расчетный срок окупаемости 4,5 года.
Наименьший расчетный срок окупаемости (2 года) получен при разработке бизнес-плана модернизации паровой котельной тепловой мощностью 29 МВт в г. Геленджике, в которой возможен монтаж паровых противодавленческих турбин мощностью 2 МВт. В этом случае стоимость модернизации составит 24 млн руб.
Реализованные проекты
Газопоршневые установки. В г. Новороссийске на территории муниципальной котельной «Южная» установленной мощностью 95,6 Гкал/ч (три водогрейных котла ПТВМ-50, два паровых котла ДКВР-4/13) в 2006 г. построена когенерационная станция установленной электрической мощностью 8,1 МВт и тепловой мощностью 8,4 МВт. В здании с размерами в плане 22×23 м размещены три газопоршневые установки фирмы «Jenbacher» (Австрия) (рис. 4). Электрическая мощность каждого модуля - 2,7 МВт, тепловая - 2,8 МВт. Численность персонала станции составляет 15 чел. С вводом в эксплуатацию данной электростанции котельная получила резервный источник электроснабжения, а городские электрические сети подключили к ней 4 микрорайона (15 тыс. квартир).
Данный проект осуществлен фирмой «ТЕАМ» (г. Новороссийск) за счет собственных средств. Общая стоимость строительства составила 220 млн руб. За время эксплуатации подтверждены все проектные характеристики, в т.ч. удельный расход топлива на производство единицы электрической и тепловой энергии. Региональной энергетической комиссией Краснодарского края утверждены тарифы на отпуск электрической энергии - 1 руб./кВт.ч, тепловой энергии - 688 руб./Гкал. При годовом потреблении природного газа 16 млн м3 по цене 2315 руб. за 1000 м3 срок окупаемости станции превысит 10 лет.
Паровые турбины. В г. Сочи в котельной № 14 установленной тепловой мощностью 215 МВт (пять водогрейных котлов КВГМ-30, два паровых котла ДЕ-25/14ГМ) в 2002 г. введена в эксплуатацию паровая противодавленческая турбина «Кубань 0,75А/0,4Р13/2» установленной электрической мощностью 750 кВт. Давление пара перед турбиной составляет 15 кгс/см2 (рабочее давление котлов ДЕ-25/14ГМ), после турбины -2 кгс/см2 (направляется в теплообменники и в деаэратор). Номинальный расход пара - 14,4 т/ч. Напряжение генератора турбины - 0,4 кВ.
Турбины типа «Кубань» разработаны совместно Калужским турбинным заводом и Южно-русской энергетической компанией . Установка работает в автономном режиме для частичного покрытия собственных нужд, является резервным источником электроснабжения котельной. Среднегодовая наработка турбогенератора составляет 6235 ч, а выработка электрической энергии -2950 тыс. кВт.ч. При цене электроэнергии 2,1 руб./кВт.ч стоимость выработанной электроэнергии в год составляет 6,2 млн руб., а за все время эксплуатации - 37,2 млн руб. Срок окупаемости данной турбоустановки не превысил 1 года.
Литература
1. Бутузов В.А. Анализ котельного парка Краснодарского края // Промышленная энергетика. 2006. №5.
2. Шетов В.Х., Чепель В.В. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Куб. ГТУ. Краснодар. 2006.
3. Томаров Г.В., Чепель В.В., Шетов В.Х., Бутузов В.А., Никольский А. И. Программа обеспечения 30% энергопотребности Краснодарского края на основе использования ВИЭ / Материалы Международного геотермального семинара МГС-2004, Петропавловск-Камчатский, 9-14 августа 2004 г.
4. Бутузов В.А. Паровые противодавленческие турбины в котельных промышленных предприятий // Промышленная энергетика. 2002. № 10.
