Оценка потенциала энергосбережения теплоты уходящих газов котлоагрегатов на примере ЗАО «Мордовский бекон»
Бесплатный доступ
В статье приведены результаты приборных измерений параметров котлов ЗАО «Мордовский бекон». Выполнен анализ их работы, определены составляющие теплового баланса, проведена оценка потенциала энергосбережения, как в натуральном выражении, так и в финансовом.
Баланс затрат, котлоагрегат, потенциал энергосбережения, потери с уходящими газами, тепловой баланс, энергетическое обследование
Короткий адрес: https://sciup.org/147248728
IDR: 147248728
Текст научной статьи Оценка потенциала энергосбережения теплоты уходящих газов котлоагрегатов на примере ЗАО «Мордовский бекон»
В 2012 году между Учебно-научном центром «Мордовский центр энергосбережения» (УНЦ МЦЭ) и ЗАО «Мордовский бекон» был заключен договор на проведение энергетического обследования энергохозяйства ЗАО «Мордовский бекон». В процессе выполнения энергетического обследования предприятия были установлены объемы потребления энергетических ресурсов предприятием, в том числе природного газа (таблица 1).
Таблица 1
Объемы потребления природного газа
|
Наименование |
Единица измерения |
Анализируемый период |
||||
|
2008 г. |
2009 г. |
2010 г. |
2011 г. |
2012 г. |
||
|
Потребление природного газа |
тыс. м3 |
4417 |
4333 |
4716 |
4257 |
5180,666 |
|
Затраты с НДС |
тыс.руб. |
7337,85 |
8788,29 |
11592,98 |
13985,01 |
21360,13 |
Баланс затрат предприятием финансовых средств на энергоносители и воду на период обследования выглядит следующим образом (рисунок 1).
0,4%
Электроэнергия Природный газ
Холодная вода и стоки Моторное топливо
Рис. 1. Баланс затрат финансовых средств на энергоносители и воду.
Как видно из баланса потребления, 45,9% нагрузки приходится на моторное топливо, но при анализе затрат большинство единиц автомобильного и тракторного парка имеют фактический расход топлива на уровне с нормативным потреблением или даже ниже паспортного значения. Поэтому потенциал энергосбережения по этому виду энергоресурса практически составляет 0%.
Вторым основным структурным элементом баланса является тепловая энергия и составляет 29,8% от общих затрат. Распределение по направлениям использования тепловой энергии на предприятии приведено на рисунке 2.
Рис. 2. Распределение потребления тепловой энергии по направлениям использования/
Как видно из рисунка 2, значительная часть расхода тепловой энергии идет на покрытие нагрузки с вентиляцией – 71,4%. Добиться существенного снижения возможно за счет утилизации теплоты вентиляционных выбросов.
Теплоснабжение зданий предприятия ЗАО «Мордовский бекон» осуществляется от собственных котельных, встроенных в здания. Котлы, используемые на предприятии, представлены в таблице 2.
Таблица 2
Местонахождение, марка и установленная мощность котлоагрегатов
|
Местонахождение |
Марка |
Кол-во |
Установленная мощность Тепловая, кВт |
Потребление природного газа, тыс. м3 |
|
Кочелаево |
Ferroli Prextherm 600 |
1 |
600 |
31 |
|
Ferroli Prextherm 469 |
1 |
469 |
24 |
|
|
Ferroli Prextherm 190 |
1 |
190 |
10 |
|
|
Теплогенератор Ermaf GP 70 |
8 |
70 |
29 |
|
|
Тургенево |
Ferroli Prextherm 600 |
1 |
600 |
92 |
|
Ferroli Prextherm 469 |
1 |
469 |
72 |
|
|
Ferroli Prextherm 190 |
1 |
190 |
29 |
|
|
Теплогенераторы Ermaf GP 70 |
8 |
70 |
85 |
|
|
Вярвель |
Ferroli Prextherm 190 |
2 |
190 |
11 |
|
Теплогенераторы Ermaf GP 70 |
36 |
70 |
72 |
|
|
Безводное |
Ferroli Prextherm 190 |
2 |
190 |
24 |
|
Теплогенераторы Ermaf GP 70 |
30 |
70 |
134 |
|
|
Каз.Майдан |
Теплогенераторы Ermaf GP 40 |
4 |
40 |
33 |
|
Ferroli Pegasus 56 |
1 |
56 |
12 |
|
|
Вечерлей |
КСМ - 100 |
10 |
100 |
610 |
|
Теплогенераторы Ermaf GP 70 |
12 |
70 |
512 |
|
|
Апраксино |
Теплогенераторы ТГ - 1,5 |
16 |
175 |
517 |
|
КСМ - 100 |
4 |
100 |
74 |
|
|
ДКВР 6.5-13 ГМ |
1 |
5000 |
923 |
|
|
Е 1,0 – 0,9 ГМ |
3 |
770 |
426 |
|
|
Ferroli Pegasus 107 |
2 |
107 |
39 |
|
|
Ferroli Pegasus 56 |
2 |
56 |
21 |
|
|
Лада |
Теплогенератор Thermobile AGA 75E |
32 |
75 |
378 |
|
Хопер 63А |
2 |
63,2 |
20 |
|
|
Ferroli Pegasus 56 |
2 |
56 |
18 |
|
Каменки |
КСМ - 100 |
2 |
100 |
33 |
|
Теплогенератор ТГ-1,5 |
2 |
175 |
58 |
|
|
Дюрки |
Хопер 63А |
1 |
63,2 |
50 |
|
Ferroli Pegasus 107 |
1 |
107 |
84 |
|
|
Ferroli Pegasus 56 |
1 |
56 |
44 |
|
|
Protherm 130 KLO |
1 |
130 |
102 |
|
|
Алово |
Теплогенератор ТГ-1,5 |
6 |
175 |
179 |
|
КСМ - 100 |
9 |
100 |
153 |
|
|
Ferroli Pegasus 107 |
1 |
107 |
18 |
|
|
РТП |
Теплогенератор ТГ-1,5 |
2 |
175 |
140 |
|
КОВ - 31,5 СТ |
2 |
31,5 |
25 |
|
|
KOB - 50 СТ |
1 |
50 |
20 |
|
|
УГОП 16 |
2 |
16 |
13 |
|
|
КСМ - 100 |
1 |
100 |
40 |
|
|
Mora Elite 65 HE |
1 |
64 |
26 |
Из таблицы 2 видно, что основная нагрузка приходится на водогрейные котлы и теплогенераторы ТГ-1,5 у которых происходит отвод дымовых газов в окружающую среду. Но при этом около 42,39% нагрузки обеспечивают высокоэффективные теплогенераторы Ermaf GP-70 и Thermobile AGA 75E, у которых дымовые газы сбрасываются в помещения откорма животных, тем самым осуществляется полная утилизация теплоты уходящих газов. Так как в помещениях откорма требуется высокая кратность воздуха, что видно по нагрузке на вентиляцию (рис. 2), то не превышаются предельно-допустимые концентрации отравляющих веществ, содержащихся в уходящих газах (СО, SO 2 и др.).
Для выявления потенциала энергосбережения при производстве теплоты для каждого котла был составлен тепловой баланс, с использованием газоанализатора Testo 340. Выборочно для всех марок котлов, установленных в определенном месте, приведем результаты в таблицу 3. Так как обмуровка ни на одном из котлов не была нарушена, то потенциал энергосбережения с наружным охлаждением q 5 отсутствует. При этом, как видно из результатов измерений (таблица 3), потери с химической неполнотой сгорания q 3 также отсутствуют (СО = 0 ppm). Соответственно учитываем только потери с уходящими газами q 2 .
Таблица 3
Результаты измерений газоанализатором уходящих газов котельных агрегатов
|
Местонахождение |
Марка котла |
Дата / время |
Т Г , °C |
CO 2 , % |
q 2 , % |
α |
O 2 , % |
СO, ppm |
Т В , °C |
|
Кочелаево |
Ferroli Prextherm 600 |
11.12.2012 12:43:28 |
151,3 |
3,07 |
15,50 |
3,24 |
15,08 |
0 |
12 |
|
Ferroli Prextherm 469 |
11.12.2012 12:56:36 |
142,6 |
6,58 |
7,8 |
1,74 |
9,39 |
0 |
24,4 |
|
|
Ferroli Prextherm 190 |
11.12.2012 12:55:11 |
120,0 |
5,94 |
6,8 |
1,92 |
10,52 |
0 |
25,0 |
|
|
Тургенево |
Ferroli Prextherm 600 |
13.12.2012 13:50:40 |
128,6 |
2,29 |
17,5 |
4,71 |
16,87 |
0 |
25,1 |
|
Ferroli Prextherm 469 |
13.12.2012 13:40:35 |
107,3 |
6,45 |
5,70 |
1,77 |
9,61 |
0 |
21,5 |
|
|
Ferroli Prextherm 190 |
13.12.2012 14:15:48 |
162,4 |
6,05 |
9,3 |
1,88 |
10,28 |
0 |
31,1 |
|
|
Вярвель |
Ferroli Prextherm 190 |
11.12.2012 14:57:49 |
164,1 |
9,58 |
6,9 |
1,22 |
4,08 |
0 |
21,4 |
|
Безводное |
Ferroli Prextherm 190 |
13.12.2012 16:11:50 |
157,4 |
7,01 |
8,10 |
1,64 |
8,62 |
0 |
26,9 |
|
Каз.Майдан |
Ferroli Pegasus 56 |
11.12.2012 14:16:30 |
74,2 |
2,11 |
9,60 |
5,24 |
17,27 |
0 |
22,8 |
|
Вечерлей |
КСМ - 100 |
18.12.2012 13:59:30 |
257,1 |
6,30 |
16,90 |
1,81 |
9,87 |
0 |
10,3 |
|
Апраксино |
ТГ - 1,5 |
20.12.2012 14:40:52 |
159,0 |
6,36 |
10,6 |
1,80 |
9,77 |
0 |
0 |
|
КСМ - 100 |
20.12.2012 13:44:36 |
386,1 |
8,56 |
20,2 |
1,36 |
5,90 |
0 |
2,2 |
|
|
ДКВР 6,5-13 ГМ |
20.12.2012 11:57:05 |
111,0 |
1,94 |
18,4 |
5,37 |
17,42 |
0 |
15,9 |
|
|
Ferroli Pegasus 107 |
20.12.2012 14:12:23 |
90,1 |
8,70 |
4,40 |
1,34 |
5,65 |
0 |
4,6 |
|
|
Ferroli Pegasus 56 |
20.12.2012 14:16:42 |
103,7 |
4,75 |
8,6 |
2,38 |
12,62 |
0 |
5,4 |
|
|
Лада |
Хопер 63А |
21.12.2012 12:04:15 |
143,1 |
4,55 |
11,70 |
2,48 |
12,96 |
0 |
14,9 |
|
Ferroli Pegasus 56 |
21.12.2012 12:09:37 |
152,3 |
5,70 |
10,2 |
2,00 |
10,94 |
0 |
15,3 |
|
|
Каменки |
КСМ - 100 |
21.12.2012 15:06:47 |
362,9 |
7,81 |
20,00 |
1,48 |
7,22 |
0 |
11,0 |
|
ТГ-1,5 |
21.12.2012 15:12:08 |
361,1 |
8,41 |
18,6 |
1,38 |
6,12 |
0 |
13,2 |
|
|
Дюрки |
Хопер 63А |
14.12.2012 15:27:27 |
260,1 |
6,08 |
16,9 |
1,88 |
10,26 |
0 |
20,1 |
|
Ferroli Pegasus 107 |
14.12.2012 15:22:16 |
155,5 |
7,92 |
7,5 |
1,40 |
6,57 |
0 |
19,1 |
|
|
Ferroli Pegasus 56 |
14.12.2012 15:15:31 |
130,1 |
1,86 |
23,40 |
5,90 |
17,70 |
0 |
18,1 |
|
|
Protherm 130 KLO |
14.12.2012 15:36:57 |
149,5 |
8,01 |
7,1 |
1,41 |
6,63 |
0 |
20,7 |
Продолжение таблицы 3
|
Алово |
ТГ-1,5 |
15.12.2012 15:11:52 |
261,6 |
10,25 |
11,50 |
1,15 |
2,89 |
0 |
8,4 |
|
КСМ - 100 |
15.12.2012 15:32:21 |
247,7 |
9,40 |
11,70 |
1,24 |
4,37 |
0 |
7,8 |
|
|
Ferroli Pegasus 107 |
15.12.2012 15:04:47 |
114,0 |
8,45 |
5,60 |
1,37 |
6,08 |
0 |
8,0 |
|
|
РТП |
ТГ-1,5 |
22.12.2012 12:04:24 |
203,0 |
5,07 |
15,4 |
2,21 |
11,99 |
0 |
16,1 |
|
КОВ - 31,5 СТ |
22.12.2012 12:26:40 |
53,2 |
2,18 |
7,7 |
5,08 |
17,15 |
0 |
10,3 |
|
|
KOB - 50 СТ |
22.12.2012 12:36:40 |
148,4 |
6,29 |
9,3 |
1,82 |
9,90 |
0 |
11,9 |
|
|
УГОП 16 |
22.12.2012 12:33:37 |
66,2 |
2,38 |
9,1 |
4,67 |
16,80 |
0 |
11,3 |
|
|
КСМ - 100 |
22.12.2012 13:01:05 |
56,2 |
2,41 |
7,4 |
4,61 |
16,75 |
0 |
11,2 |
Потенциал П энергосбережения при выполнении мероприятий по утилизации уходящих газов будет определяться по следующей зависимости:
П = У^газа i ■ q 2i~ , тыс . м3 газа i i = 1 100
где G – расход природного газа i -м котлом, тыс.м3 ;
q – потери теплоты с уходящими газами i -м котлом.
Экономия Э финансовых средств при утилизации дымовых газов составит:
Э = П ■ Сгаза , ТЫС.руб где С – стоимость природного газа равная 4,123, руб/ м3.
Результаты расчета по выше предложенной методике приведены в таблице 4.
Таблица 4
Результаты оценки потенциала энергосбережения
|
Место нахождение |
Марка котла |
q 2 , % |
Потребление природного газа, тыс. м3 |
Потенциал энергосбережения, тыс. м3 |
Экономия финансовых средств, тыс. руб. |
|
Кочелаево |
Ferroli Prextherm 600 |
15,50 |
31 |
4,805 |
19,811015 |
|
Ferroli Prextherm 469 |
7,8 |
24 |
1,872 |
7,718256 |
|
|
Ferroli Prextherm 190 |
6,8 |
10 |
0,68 |
2,80364 |
|
|
Тургенево |
Ferroli Prextherm 600 |
17,5 |
92 |
16,1 |
66,3803 |
|
Ferroli Prextherm 469 |
5,70 |
72 |
4,104 |
16,920792 |
|
|
Ferroli Prextherm 190 |
9,3 |
29 |
2,697 |
11,119731 |
|
|
Вярвель |
Ferroli Prextherm 190 |
6,9 |
11 |
0,759 |
3,129357 |
|
Безводное |
Ferroli Prextherm 190 |
8,10 |
24 |
1,944 |
8,015112 |
|
Каз.Майдан |
Ferroli Pegasus 56 |
9,60 |
12 |
1,152 |
4,749696 |
|
Вечерлей |
КСМ - 100 |
16,90 |
610 |
103,09 |
425,04007 |
|
Апраксино |
ТГ - 1,5 |
10,6 |
517 |
54,802 |
225,948646 |
|
КСМ - 100 |
20,2 |
74 |
14,948 |
61,630604 |
|
|
ДКВР 6,5-13 ГМ |
18,4 |
923 |
169,832 |
700,217336 |
|
|
Ferroli Pegasus 107 |
4,40 |
39 |
1,716 |
7,075068 |
|
|
Ferroli Pegasus 56 |
8,6 |
21 |
1,806 |
7,446138 |
|
|
Лада |
Хопер 63А |
11,70 |
20 |
2,34 |
9,64782 |
|
Ferroli Pegasus 56 |
10,2 |
18 |
1,836 |
7,569828 |
|
|
Каменки |
КСМ - 100 |
20,00 |
33 |
6,6 |
27,2118 |
|
ТГ-1,5 |
18,6 |
58 |
10,788 |
44,478924 |
|
|
Дюрки |
Хопер 63А |
16,9 |
50 |
8,45 |
34,83935 |
|
Ferroli Pegasus 107 |
7,5 |
84 |
6,3 |
25,9749 |
|
|
Ferroli Pegasus 56 |
23,40 |
44 |
10,296 |
42,450408 |
|
|
Protherm 130 KLO |
7,1 |
102 |
7,242 |
29,858766 |
|
|
Алово |
ТГ-1,5 |
11,50 |
179 |
20,585 |
84,871955 |
|
КСМ - 100 |
11,70 |
153 |
17,901 |
73,805823 |
|
|
Ferroli Pegasus 107 |
5,60 |
18 |
1,008 |
4,155984 |
|
|
РТП |
ТГ-1,5 |
15,4 |
140 |
21,56 |
88,89188 |
|
КОВ - 31,5 СТ |
7,7 |
25 |
1,925 |
7,936775 |
|
|
KOB - 50 СТ |
9,3 |
20 |
1,86 |
7,66878 |
|
|
УГОП 16 |
9,1 |
13 |
1,183 |
4,877509 |
|
|
КСМ - 100 |
7,4 |
40 |
2,96 |
12,20408 |
|
|
Всего |
3486 |
503,141 |
2074,45 |
||
Из таблицы 4 следует, что потенциал энергосбережения теплоты уходящих газов равен 503,141 тыс. м3 природного газа, что составляет 9,71% от общего потребления. При этом экономия финансовых средств составит 2074,45 тыс. руб.
Проведенное исследование показывает, что даже на относительно новых котлах имеется возможность существенной экономии энергетических ресурсов. Основными направлениями по снижению потерь с уходящими газами, наряду с утилизацией теплоты, является разработка систем мониторинга работы котлоагрегата [1]. Поэтому разработка высокоэффективных систем утилизации теплоты уходящих газов и мониторинг работы котлоагрегатов на сегодняшний день не перестает быть актуальной даже с внедрением современных котлоагрегатов.
Список литературы Оценка потенциала энергосбережения теплоты уходящих газов котлоагрегатов на примере ЗАО «Мордовский бекон»
- Лысяков А. И., Артемов И. Н., Ениватов А. В., Зинкин Д. А., Цыцарева Е. И. Анализ отклонений основных параметров работы котлоагрегатов в период эксплуатации // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: межвуз. сб. науч. тр. / редкол.: А.В. Котин [и др.]. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2013. - С. 215-221. EDN: TDOPZD
