Краткий обзор рынка промышленных котлов

Thread Content

Котел CFB на английском языке — circulating fluidized bed boiler (котел с циркулирующим флюидизированным слоем). Котлы этого типа делятся на два вида: первые предназначены для производства пара, который используется для выработки электроэнергии или для обеспечения теплом, например, на химических заводах пар может использоваться для синтеза удобрений из угля; это типичные промышленные котлы. В большинстве случаев промышленные котлы работают на угле, а котлы, работающие на паре, как правило, являются котлами с рекуперацией отходящего тепла. Распространенным типом промышленных котлов являются котлы с циркулирующим пыловым слоем. Промышленные котлы представляют собой важное оборудование для производства тепловой энергии. Китай в настоящее время является страной, которая производит и использует наибольшее количество котлов в мире. Китайская промышленность была создана и развита после основания Нового Китая. Особенно с момента начала реформ и открытия страны, по мере активного развития национальной экономики, в стране появилось более тысячи предприятий, имеющих лицензии на производство котлов всех уровней. Эти предприятия могут производить промышленные котлы различных классов. В течение довольно длительного времени в будущем промышленные котлы, работающие на угле, останутся основным видом продукции в нашей стране; преимущественно это будут котлы средней и большой мощности (с объемом испарения ≥ 10 т/ч). Однако котлы, работающие на угле, вызывают серьезное загрязнение окружающей среды. По мере изменения структуры энергоснабжения и ужесточения требований к экономии энергии и охране окружающей среды, развитие использования природного газа вступит в фазу быстрого роста. Малогабаритные промышленные котлы на угле будут выведены из центральных районов города. Поэтому тенденцией в развитии продукции станут эффективные, энергосберегающие и малозагрязняющие промышленные котлы, использующие чистое топливо и технологии чистого сгорания. 1 Общая характеристика промышленных котлов в нашей стране. 1.1 В стране имеются предприятия, обладающие лицензией на производство котлов. По состоянию на конец 2002 года, это 37 предприятий, имеющих лицензию класса YJ, и 674 предприятия, получившие отдельную лицензию на производство компонентов. В 2002 году общая мощность промышленных котлов в стране составила 576 тысяч единиц, а общая тепловая мощность — 1,9946 млн МВт. В 2002 году производители котлов классов А и В в общей сложности выпустили 23,6 тысячи промышленных котлов, что соответствует примерно 90,6 тысячам тонн пара в час. Статистические данные показывают, что совокупное производство 50 крупнейших производителей промышленных котлов превышает 50% от общего спроса. 1.2 Особенности отрасли промышленных котлов За последние 15 лет годовой объем производства промышленных котлов в стране оставался на уровне от 70 до 100 тысяч паровых тонн. В 1987 году объем производства промышленных котлов в стране составил 85 483 паровых тонны, а в 2001 году — по-прежнему 85 400 паровых тонн. Однако размер отрасли вырос с первоначальных 551 компании до 969, почти вдвое, причем подавляющее большинство новых компаний были небольшими предприятиями категорий C и D. Эти предприятия составляют более 3/4 от общего числа компаний в отрасли промышленных котлов, что нельзя не назвать деформированным развитием. В нашей стране существует более 1 000 предприятий, занимающихся производством котлов. Количество таких предприятий слишком велико, а их продукция сильно похожа друг на друга; большинство из них не способны к массовому производству. В 2001 году лишь 18 предприятий произвели более 1000 пара-тонн продукции. В совокупности они выпустили 37 613 пара-тонн котлов, что составило 44% от общего объема производства промышленных котлов в стране за тот год. Что касается предприятий классов C и D, то среднегодовой объем производства котлов у них составляет всего 50 паровых тонн; общее количество таких предприятий достигает 732. Это свидетельствует о низкой степени концентрации производства промышленных котлов. Из-за большого количества производственных площадок спрос на небольшие и средние печи превышает их предложение. Из более чем тысячи предприятий, производящих котлы, лишь около ста обладают способностью к самостоятельному проектированию; у большинства остальных отсутствуют базовые возможности для технической разработки. Многие малые и средние предприятия испытывают трудности; у некоторых возникает множество проблем, в результате чего они меняют сферу деятельности или закрываются. За последние 10 лет в продукции промышленных котлов произошли некоторые новые изменения под влиянием различных факторов. Доля промышленных котлов с мощностью ≤ 4 т/ч снизилась с 60% в 1991 году до 30% в 2001 году, то есть почти вдвое, в то время как доля котлов с мощностью ≥ 10 т/ч выросла с 25% до 54%. Это привело к нехватке котлов большой мощности на рынке. Доля угольных котлов также снизилась – с 90% в 1991 году до 81% в 2001 году. В то же время доля котлов, работающих на нефти и газе, выросла с менее 6% в 1991 году до более 15% в 2001 году. Началось использование электрических котлов. Что касается способов сжигания, то доля котлов с циркулирующим кипящим слоем в общем объеме котлов увеличилась с 3% в 1991 году до более чем 10% в 2001 году; доля котлов с цепными колосниками также незначительно возросла. Что касается типов промышленных котлов, то доля котлов с водяными и огневыми трубами снизилась с 45% в 1991 году до 21% в 2001 году. В то же время доля котлов с внутренним сгоранием увеличилась с менее 4% до более 10%. 2. Вызовы и возможности, с которыми сталкиваются отрасль и предприятия 2.1 После вступления в ВТО отрасль котельного производства в нашей стране столкнулась с огромным конкурентным давлением. После вступления в ВТО, по мере ослабления защиты, предоставляемой лицензиями на производство, количество иностранных компаний, подающих заявки на получение таких лицензий в нашей стране, растет с удивительной скоростью — на 15% в год. К первой половине 2002 года число иностранных производителей котлов и сосудов под давлением, получивших разрешение на производство в нашей стране, достигло 626 компаний. В последние годы иностранные компании также создали в Китае 14 совместных или полностью принадлежащих им предприятий; большинство из них производят нефтегазовые котлы. После вступления в ВТО низкие тарифы привели к массовому притоку иностранных котлов на наш рынок: в 2000 году их было 1 646 штук, в 2001 году — 2 491 штука, а в 2002 году — 3 246 штук. Поэтому отрасль промышленных котлов и предприятия в нашей стране сталкиваются с давлением в виде значительного снижения тарифов, а также с увеличением числа зарубежных компаний, получающих разрешение на производство продукции под брендом «Китайское производство». 2.2 Требования к энергоэффективности и охране окружающей среды становятся всё более строгими. Промышленные котлы в нашей стране ежегодно потребляют около 1/3 от общего годового объема добычи каменного угля; они выбрасывают более 600 миллионов тонн CO2 и 5–6 миллионов тонн SO2, что составляет 21% от общего объема выбросов в стране. Наша страна ратифицировала Киотский протокол в 2002 году, и по мере вступления протокола в силу она обязана сократить выбросы парниковых газов. Поэтому первоочередной задачей становится повышение энергоэффективности промышленных котлов с целью снижения их выбросов. Для уменьшения вреда, наносимого окружающей среде SO2, в крупных и средних городах были введены меры по ограничению использования угольных котлов в городской черте. Недавно в городе Фучжоу был принят «План на период до 2015 года по борьбе с кислотными дождями и загрязнителями в виде диоксида серы в зонах, подверженных воздействию кислотных дождей». Согласно этому плану, к 2005 году в черте города Фучжоу будет прекращено использование небольших угольных котлов; вместо них будет активно внедряться использование газовых, геотермальных и электрических котлов. 2.3 Растут цены на сырье для производства котлов, конкуренция между компаниями усиливается. После февраля 2002 года на всенародном рынке стали цены на сырье для производства котлов выросли, а цены на вспомогательное оборудование, необходимое для котлов, также повысились. Все это увеличило финансовую нагрузку на производителей котлов. С другой стороны, из-за большого количества предприятий в отрасли промышленных котлов и высокой степени схожести их продукции конкуренция между компаниями, особенно ценовая, становится всё более ожесточённой. В процессе тендеров наблюдается взаимное подрывание позиций конкурентов и скрытая борьба; некоторые предприятия даже готовы идти на любые затраты ради завоевания рынка. В результате возникает ситуация, когда объёмы производства растут, а прибыль — нет. Это, безусловно, снижает прибыльность предприятий отрасли, ослабляет их потенциал для устойчивого развития; в редких случаях это даже приводит к тому, что такие компании теряют своё будущее. 2.4 Структура потребления энергии изменится; быстрое развитие добычи и использования природного газа создаст возможности для развития промышленных котлов. Объем извлекаемых запасов обычного природного газа в нашей стране составляет примерно 10–14,7 триллионов кубических метров. Проект по транспортировке газа с запада на восток будет полностью введен в эксплуатацию в 2004 году; тогда 8 провинций и городов, расположенных вдоль маршрута проекта, получат от этого выгоду. Природный газ из бассейна Чуань-Юй поступит в провинции Хунань и Хубэй, природный газ с Восточного моря будет поставляться в Нинбо, а газ с нефтяного месторождения Чанцин будет поставляться в Северный Китай. В то же время наша страна активно использует международные запасы природного газа и постепенно будет создавать длинные трубопроводы в регионе Центральной Азии – России – Китая – Южной Кореи, а также морские трубопроводы для транспортировки нефти и газа из Ближнего Востока через Азию и Австралию к юго-восточному побережью Китая. Проект по строительству установки по сжижению природного газа в провинции Фуцзянь. Источником газа служит месторождение Тангу в Индонезии; после добычи природный газ подвергается низкотемпературному сжижению и морским транспортом доставляется на терминал по приему СПГ в Сюйюй, город Путянь, провинция Фуцзянь. Планируется поставлять газ потребителям газа в пяти городах — Фучжоу, Путянь, Цюаньчжоу, Сямэнь и Чжанчжоу, а также на новые газовые электростанции в Путяне, Сямэне и Цзиньцзяне; поставки газа начнутся в 2007 году. Все это свидетельствует о том, что разработка и использование природного газа в нашей стране вступило в период быстрого развития. Промышленная отрасль котлостроения должна воспользоваться этой возможностью, разрабатывать соответствующее оборудование для использования природного газа и предоставлять соответствующие сервисные услуги. 3 Тенденции развития продукции в отрасли промышленных котлов. В будущем развитие рынка промышленных котлов будет определяться не только темпами развития национальной экономики и объемом инвестиций, но и требованиями, связанными с энергетической политикой, а также необходимостью экономии энергии и защиты окружающей среды. С распространением высокопроизводительной продукции и повышением качества изделий, в период с 2000 по 2010 год ежегодно потребуется замена промышленных котлов мощностью примерно 50 тысяч тонн пара в год. После 2010 года эта цифра возрастет до 70 тысяч тонн пара в год. Учитывая также новые установки, спрос на промышленные котлы к 2010 году составит примерно 100–120 тысяч тонн пара в год. В будущем доля котлов на угле малой мощности в крупных и средних городах значительно сократится. Котлы, использующие технологии чистого сгорания, такие как котлы с циркуляционной пылевой камерой, будут развиваться быстро. Газовые котлы также дадут значительный прогресс. У рынка котлов, работающих на бытовых отходах и биомассе, большой потенциал. Рынок систем электрических котлов с накоплением тепла будет продолжать расширяться по мере реформ и развития электроэнергетической отрасли. Поэтому эффективные, энергосберегающие и малозагрязняющие промышленные котлы, использующие чистое топливо и технологии чистого сгорания, станут тенденцией в развитии промышленных котлов, а также будут двигаться в направлении рынка продуктов высокого класса и с высокой добавленной стоимостью. 3.1 Котлы с многоуровневым сгоранием В нашей стране преобладают котлы с многоуровневыми цепными решетками для сгорания топлива. У таких котлов необходимо дальнейшее улучшение показателей энергоэффективности и экологичности. На основе обогащения и сортировки каменного угля, а также совершенствования оборудования для сжигания, откроются большие возможности для развития. Небольшие котлы с фиксированным решеткой, в которых до сих пор используется способ ручного подачи угля и периодического сгорания топлива, неизбежно будут заменены на новые модели котлов, разработанные в последнее время. 3.2 Котлы с циркулирующим пылевым слоем. Технология сгорания в котлах с циркулирующим пылевым слоем обеспечивает улучшенную передачу тепла, высокую эффективность сгорания, широкую возможность использования различных видов топлива и низкий уровень выбросов загрязняющих веществ. Ее следует активно применять в промышленных котлах, работающих на угле, с мощностью ≥ 10 т/ч. Эта технология считается перспективной для чистого сгорания топлива. 3.3 Топливные и газовые котлы, а также промышленные котлы, работающие на топливе или газе, позволяют не только повысить тепловую эффективность котлов, но и значительно сократить выбросы загрязнителей. Однако он ограничен первоначальными инвестициями и ежедневными операционными расходами. Кроме того, в рамках продвижения политики по замене ископаемого топлива ожидается сдерживание развития котлов, работающих на топливе. Однако с усилением экологических мер, а также в связи с реализацией таких проектов, как транспортировка газа с запада на восток и использование международных ресурсов природного газа, в большинстве городов начинается внедрение чистых видов энергии. Множество газовых котлов заменят существующие угольные котлы, поэтому рыночные перспективы газовых котлов весьма обнадеживающие. Ожидается, что в будущем газовые котлы будут составлять от 15 % до 20 % от общего объема производства промышленных котлов в год. 3.4 Котлы с электрическим нагревом имеют такие преимущества, как чистота и надежность. Однако электроэнергия является «чистым» вторичным источником энергии, при этом цена на нее довольно высока. Стоимость эксплуатации котлов с электрическим нагревом в 6 раз выше, чем у котлов, работающих на угле, а в 2 раза выше, чем у котлов, работающих на топливе или газе. Поэтому на протяжении долгого времени котлы с электрическим нагревом не получили широкого распространения в нашей стране. Однако с развитием экономики и ускорением строительства электроэнергетических объектов, а также с ужесточением требований к охране окружающей среды, особенно после введения раздельного тарификации на электроэнергию в часы пик и в остальное время, котлы с электрическим нагревателем получили быстрое развитие. Рынок электрических котлов будет расти, причем основу будут продолжать составлять котлы с накоплением тепла. 3.5 Котлы для сжигания мусора В настоящее время в составе городских бытовых отходов нашей страны произошли заметные изменения: количество горючих веществ, таких как бумага, пластик, древесина, волокна и другие органические материалы, **увеличилось**, и по своим характеристикам они в основном подходят для сжигания. Это сделало возможным производство электроэнергии путем сжигания городских отходов, создав тем самым условия для развития котлов для сжигания мусора. Сжигание мусора позволяет сократить его объем на 90%, а вес — более чем на 70%. За счет восстановления тепла получается пар; эффективность этого процесса составляет около 85%. Преобразование этой энергии в электричество осуществляется с эффективностью примерно 30%. Поэтому технология сжигания отходов в нашей стране станет новой отраслью с огромным потенциалом для развития. Используя передовые зарубежные технологии, можно быстро разработать отечественные котлы для сжигания мусора, и у них есть очень большие перспективы на рынке. 3.6 Котлы на водно-угольной суспензии. Водно-угольная суспензия представляет собой новый вид экологически чистого топлива на угольной основе, получаемого путем смешивания примерно 35% воды, примерно 65% угля и 1–2% добавок. Угольная вода сохраняет характеристики сгорания угля, а также обладает свойствами жидкого топлива, подобными свойствам тяжелого нефтяного топлива. Угольная вода по внешнему виду напоминает масло, обладает хорошей текучестью, стабильна при хранении и удобна в транспортировке, имеет высокий КПД сгорания и низкий уровень выбросов загрязняющих веществ. Опыт использования твердотопливной суспензии внутри страны показывает, что примерно 1,8–2,1 тонны такой суспензии могут заменить 1 тонну топлива, что позволяет сократить расходы примерно на 600 юаней. Поэтому у твердотопливной суспензии есть большие перспективы замены топлива на нефть и газ в промышленных котлах, используемых в больших масштабах. Кроме того, конденсационные котлы, котлы с полугазовым горением и другие промышленные котлы также имеют определенные перспективы развития в нашей стране, и им следует уделять внимание. 4. Заключение Отечественная котлостроительная промышленность не является ни «перспективной», ни «устаревающей» отраслью; это вечная отрасль, сосуществующая с человечеством, и в нашей стране она продолжает развиваться. Однако в настоящее время отечественная индустрия промышленных котлов и предприятия также сталкиваются с различными вызовами и возможностями. Компании, занимающиеся производством промышленных котлов, как участники рыночной конкуренции, должны иметь четкое представление о внешней среде, в которой они находятся, а также о своих внутренних возможностях. Им необходимо определить свою роль на рынке и управлять своей деятельностью с стратегической точки зрения, зная, что следует делать, а что — нет. Необходимо придерживаться стратегии, ориентированной на рынок, тесно опираться на научно-технический прогресс и инновации. Под руководством политики в области энергетики и охраны окружающей среды следует корректировать структуру предприятий и продукции, использовать возможности для создания качественных продуктов с уникальными характеристиками, что способствует развитию предприятия и сохранению его способности к устойчивому развитию. Только так можно занять свое место в условиях жесткой рыночной конкуренции. Технологии энергосберегающей модернизации промышленных котлов ① Установка устройств для экономии топлива в топливных котлах ； После обработки топлива с помощью устройства для экономии топлива структура углеводородов изменяется: увеличивается количество мелких молекул, расстояние между молекулами увеличивается, а вязкость топлива снижается. В результате этого происходит значительное улучшение процесса распыления топлива перед его сгоранием. Топливо, попадая в камеру сгорания, полностью сгорает даже при низком уровне кислорода. Это позволяет сократить объем воздуха, необходимого для сгорания, на 15–20%. Таким образом удается избежать потери тепла через дымоходы; температура в дымоходах снижается на 5–10°C. Топливо, используемое в устройствах для сгорания, после обработки с помощью устройства для экономии энергии позволяет сократить расход топлива на 4,87–6,10%. Кроме того, пламя становится более ярким, черный дым исчезает, а камера сгорания становится более прозрачной. Полностью устранить образование кокса в форсунках для сгорания топлива и предотвратить его повторное образование. Устраняется явление накопления остатков на стенках печи из-за неполного сгорания топлива, что способствует защите окружающей среды и экономии энергии. **Сокращается загрязнение воздуха от выхлопных газов, выделяемых сжигательным оборудованием; уровень вредных веществ в этих газах, таких как монооксид углерода (CO), оксиды азота (NOx) и углеводороды (HC), значительно снижается. Количество вредных выхлопных газов сокращается более чем на 50%. В то же время содержание пыли в отходящих газах может снизиться на 30–40%. Место установки: устанавливается между насосом масла и камерой сгорания или форсункой; температура окружающей среды не должна превышать 360°C. ② Установка энергосберегающего устройства для конденсационных газовых котлов ； В дымовых газах газовых котлов содержится до 18% водяного пара; в нем содержится большое количество скрытой теплоты, которая не используется. Температура дымовых газов высока, а потери явной теплоты велики. При сгорании природного газа по-прежнему выделяются такие загрязнители, как оксиды азота и небольшое количество диоксида серы. Сокращение расхода топлива — лучший способ снижения затрат. Энергосберегающие устройства для газовых котлов могут быть установлены непосредственно в дымоходах существующих котлов; они позволяют использовать энергию из горячих выхлопных газов, тем самым сокращая потребление топлива. Это приносит значительную экономическую выгоду. Кроме того, конденсация водяного пара способствует поглощению таких загрязнителей, как оксиды азота и диоксид серы, что снижает уровень выбросов загрязнителей. Это имеет важное значение для охраны окружающей среды. ③ Использование технологии котлов с конденсационным восстановлением тепла отходов ； В традиционных котлах температура дымовых газов обычно составляет 160–250 °C; водяной пар в этих газах остается перегретым, поэтому не может конденсироваться в жидкую воду и выделять скрытую теплоту парообразования. Как известно, тепловой КПД котла рассчитывается исходя из низшей теплотворной способности топлива, при этом не учитываются тепловые потери, связанные с скрытой теплотой парообразования в составе высшей теплотворной способности топлива. Поэтому тепловой КПД традиционных котлов обычно составляет лишь 87–91%. А котлы с конденсационным восстановлением тепла позволяют снизить температуру отходящих газов до 50–70°C, что обеспечивает полное использование тепла, содержащегося в газах, а также потенциальной энергии, связанной с конденсацией водяного пара. Это способствует повышению коэффициента тепловой эффективности ； Конденсат также можно перерабатывать. ④ В задней части котла применяется технология восстановления тепловой энергии с помощью тепловых трубок ； Остаточное тепло — это энергия, которая при определенных экономических и технических условиях не используется в устройствах для использования энергии, то есть это избыточная, ненужная энергия. Он включает семь видов тепла: тепло от высокотемпературных отходящих газов, тепло от охлаждающей среды, тепло от отходящих газов и сточных вод, тепло от высокотемпературной продукции и шлака, тепло от химических реакций, тепло от горючих отходящих газов, жидкостей и отходов, а также избыточное давление высокопроизводительных жидкостей. Согласно исследованиям, общие ресурсы отходящего тепла в различных отраслях составляют примерно 17–67% от общего объема потребляемого топлива. Ресурсы отходящего тепла, которые можно использовать снова, составляют примерно 60% от общего количества таких ресурсов. Теплопроводящая трубка является основным элементом для передачи тепла в устройствах для рекуперации отходящего тепла, и она существенно отличается от обычных теплообменников. Эффективность теплообмена в устройствах для восстановления остаточного тепла с использованием тепловых труб может достигать 98% и более, чего невозможно добиться с помощью любого обычного теплообменника. Устройство для восстановления тепла с помощью тепловых трубок имеет небольшие размеры — оно составляет всего 1/3 от размеров обычного теплообменника. Принцип его работы показан на рисунке: слева находится канал для дымовых газов, справа — канал для чистого воздуха (воды или другой среды); посередине расположена перегородка, которая предотвращает взаимное воздействие этих потоков. Высокотемпературные дымовые газы выходят через левый канал. При этом они воздействуют на тепловые трубки; когда температура дымовых газов превышает 30°C, тепловые трубки активируются и начинают автоматически передавать тепло в правую часть. В этот момент левая часть тепловых трубок поглощает тепло, а дымовые газы после прохождения через тепловые трубки теряют температуру; тепло затем поглощается тепловыми трубками и передается в правую часть. Чистый воздух при комнатной температуре (вода или другая среда) под действием вентилятора движется по правому каналу в обратном направлении, омывая тепловую трубку. При этом с правой стороны тепловой трубки происходит отдача тепла, что приводит к нагреву чистого воздуха (воды или другой среды). Температура воздуха повышается после прохождения через тепловую трубку. Устройство для утилизации остаточного тепла, состоящее из нескольких трубок с внутренним теплопередающим слоем; устанавливается на дымоходе котла. Оно поглощает тепло из дымовых газов и быстро передает его на другой конец, в результате чего температура отходящих газов понижается до значения, близкого к точке росы, что снижает потери тепла. Нагретый очищенный воздух может использоваться для сушки материалов или подаваться в котел для циклического использования. Повышение тепловой эффективности котлов и промышленных печей, снижение расхода топлива для достижения цели энергосбережения. При проектировании и изготовлении промышленных котлов, работающих на топливе, газе или угле, с целью предотвращения коррозии нагревательных поверхностей в задней части котла и засорения их пеплом, температура выхлопных газов в стандартных условиях должна быть не ниже 180°C; максимальная температура может достигать 250°C. Выбросы горячих газов приводят не только к значительной потере тепловой энергии, но также к загрязнению окружающей среды. Рекуператор тепла с использованием тепловых труб позволяет восстанавливать тепло от дымовых газов. Полученное тепло может быть использовано для нагрева воды – как для пополнения запасов воды в котле, так и для бытовых нужд, либо для нагрева воздуха, который затем используется в котле в качестве окислителя или для сушки материалов. Экономия на топливе, снижение производственных затрат, уменьшение выбросов отходящих газов — экологичность и энергосбережение в одном флаконе. Окупаемость инвестиций в модернизацию составляет 3–10 месяцев; экономический эффект значителен. ⑤ Применение технологий предотвращения и удаления накипи ； Путем использования средств для удаления накипи в котлах и электронных устройств против накипи, оптимизации системы циркуляции воды и пара, а также регулирования скорости слива стоков из котлов можно снизить образование накипи и повысить тепловую эффективность котлов. ⑥ Использование технологии топливных добавок ； В топливо добавляются добавки для его оптимизации с целью снижения образования сажи и повышения тепловой эффективности ； ⑦ Использование нового топлива ； Использование нового экологически чистого топлива позволяет снизить расходы на топливо. ⑧ Использование технологии сжигания с обогащенным кислородом ； Содержание кислорода в воздухе ≤ 21%. Сгорание в промышленных котлах также происходит в такой атмосфере. Практика показывает: когда содержание кислорода в газе, сжигаемом в котле, достигает 25% и более, экономия энергии составляет до 20% ； Время разогрева котла сокращается на 1/2–2/3. А обогащение кислородом — это процесс сбора кислорода из воздуха с помощью физических методов, в результате чего содержание кислорода в полученном газе составляет 25%–30%. Кислородное поддержание горения — это современная технология энергосбережения и охраны окружающей среды. За последние десять лет, на фоне ужесточения экологических требований и необходимости экономии энергии, оксигенированное сгорание как новая технология сгорания получила широкое распространение в странах мира. В некоторых развитых западных странах теперь требуется, чтобы во всех новых промышленных печах и котлах вместо обычного воздуха для поддержания процесса сгорания использовался оксигенированный воздух. ⑨ Использование технологии камерного сгорания с циркуляцией газов ； Как известно, у традиционных котлов есть два серьезных недостатка: во-первых, при сгорании образуется дым и пыль, что является значительным источником загрязнения ； Во-вторых, угольная зола сгорает неполностью, что приводит к чрезмерной трате энергии. По сравнению с традиционными промышленными котлами, новая технология котлов с чистым бездымным и энергоэффективным циклонным сгоранием обладает абсолютными преимуществами. Он экономит 30–35% угля по сравнению с котлами с ручным управлением, а также 25% угля по сравнению с автоматизированными котлами с цепным приводом. Благодаря использованию технологии чистого бездымного энергосберегающего сгорания, основанной на системах регулирования частоты PID и системе экономии энергии ABM, удается сократить потребление энергии на 40% по сравнению с традиционными котлами. При этом более 90% летучих веществ может быть сожжено и использовано, тогда как у традиционных котлов коэффициент сжигания летучих веществ составляет всего около 78%; 22% выбросов попадают в атмосферу. Благодаря технологии чистого бездымного энергосберегающего сгорания коэффициент сжигания золы достигает 97%, тогда как у традиционных котлов он составляет около 80%. Именно по этим причинам технология чистого бездымного энергосберегающего сгорания позволяет повысить температуру горения с 1200°C до примерно 1500°C, что способствует повышению эффективности сгорания, экономии топлива и удовлетворению потребностей клиентов. ⑩ Применение технологии замены на тепловые насосные установки с воздушным источником тепла для нагрева воды ； Заменить существующие водогрейные котлы на топливе (газе) на тепловые насосные установки для горячего водоснабжения с воздушным источником тепла ； Возможна экономия энергии на 30–50% ⑾ Переоборудование угольных котлов в котлы, работающие на жидком топливе (газе) ； Котлы являются важным оборудованием для обеспечения тепловой энергией в национальной экономике. В таких отраслях, как электроэнергетика, машиностроение, металлургия, химическая промышленность, текстильная промышленность, целлюлозно-бумажная промышленность, пищевая промышленность, а также в системах промышленного и бытового отопления требуется большое количество тепловой энергии, которую обеспечивают котлы. Котел – это устройство, которое с помощью тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива, или другой энергии нагревает рабочую среду (промежуточный носитель тепла) до определенных параметров. Котел, предназначенный для нагрева воды с целью преобразования её в пар, называется паровым котлом; его также называют генератором пара. Котел, предназначенный для нагрева воды с целью повышения её температуры до уровня горячей воды, называется котлом для получения горячей воды. А котел, предназначенный для нагрева органических теплоносителей, называется котлом с органическим теплоносителем. С точки зрения использования энергии, котел представляет собой устройство для преобразования энергии. В котле химическая энергия первичного источника энергии (топлива) преобразуется в процессе сгорания в тепловую энергию, содержащуюся в продуктах сгорания (дыме и золе). Затем тепло передается с помощью процесса теплопередачи к промежуточным носителям тепла (например, воде и пару), которые затем используются для передачи тепла в устройства, требующие его. Этот промежуточный носитель тепла относится к вторичным источникам энергии, поскольку его функция заключается в подаче энергии в устройства, потребляющие энергию. Когда промежуточный носитель тепла используется для преобразования тепла в работу в тепловом двигателе, его называют «рабочей субстанцией». Если промежуточный носитель тепла лишь передает тепло в тепловое устройство для его использования, то его обычно называют «теплоносителем». Котлы в зависимости от их назначения делятся на четыре категории: котлы для электростанций, промышленные котлы, корабельные котлы и котлы для локомотивов. Первые два типа также называются стационарными котлами, поскольку они устанавливаются на фиксированной основе и не могут быть перемещены. Последние два типа называются передвижными котлами. В этой книге описываются стационарные промышленные котлы. В котле происходят три основных процесса: (1) Топливо сгорает в камере сгорания; его химическая энергия высвобождается в виде тепловой энергии, что приводит к возникновению пламени и продуктов сгорания (дыма). При выборе промышленного котла предприятию необходимо учитывать следующие факторы: 1. Сколько пара и горячей воды требуется предприятию для своих производственных процессов или для отопления. 2. Параметры пара или горячей воды в котле. 3. Провести анализ взаимосвязи при выборе паровых и горячеводных котлов. 4. Выбор типа промышленного котла. 5. Вид угля, используемого в котле. 6. Прочее: габаритные размеры, изменение нагрузки и т. д. 1. Как определить мощность и количество котлов. При покупке котлов важным вопросом является определение их мощности. Как правило, производительность или мощность котла определяются исходя из количества пара, необходимого для технологического процесса, площади отопления и потребности в горячей воде для бытовых нужд. Во-первых, пользователю необходимо определить общий диапазон нагрузки ； Затем идут пиковые условия, включая продолжительность пиковой нагрузки, частоту пиков, то есть периодичность их возникновения, например, количество пиков в месяц, различия в течение недели, месяца, а также зимой и летом в течение года. После определения общих потребностей в нагрузке и пиковых значений можно рассмотреть выбор мощности и количества оборудования. При выборе также необходимо учитывать вопрос резерва на аварийную остановку котла. Резервная мощность, как правило, означает один резервный котел. Это необходимо определять в зависимости от важности самого пользователя; если требуется высокая непрерывность производства, следует тщательно рассмотреть вопрос о резервном оборудовании. Экономически эффективная нагрузка котла обычно составляет более 75% от его номинальной нагрузки, поэтому реальная нагрузка на действующем котле должна постоянно быть выше 50% от номинальной нагрузки самого агрегата. Другими словами, оборудование, произведенное заводом-изготовителем, должно обеспечивать стабильную высокую эффективность работы при нагрузке в диапазоне от 50% до 100% от номинальной мощности. Ранее пользователи ради безопасности приобретали избыточное количество оборудования, в результате чего оно постоянно работало при низкой нагрузке, что было крайне неэкономично. Для котельных с общей мощностью 8 тонн в час или тепловой мощностью свыше 6 мегаватт (МВт) целесообразно использовать три устройства. Благодаря различиям между зимой и летом можно выбрать оборудование с разной мощностью. Однако при строительстве нового котельного использование оборудования с одинаковой мощностью обеспечивает большее удобство и экономичность в плане эксплуатации, технического обслуживания и управления. Такое комплексное расположение вспомогательного оборудования в котельной можно организовать разумно. При учете значительных различий, таких как периоды пиковой и низкой нагрузки, зима и лето, также можно выбрать оборудование из двух крупных и одного маленького устройства. В зависимости от обстоятельств может потребоваться строительство новой котельной; можно выбрать и большее количество оборудования, чем три единицы, но не стоит перебарщивать. Вместо установки множества аппаратов лучше выбрать оборудование с большей производительностью. При нынешнем качестве отечественного оборудования целесообразно предусмотреть резервные агрегаты. Надежность и коэффициент использования зарубежного оборудования довольно высоки, однако, учитывая, что первоначальные инвестиции невелики по сравнению с последующими расходами на эксплуатацию и обслуживание, обычно предусматривается наличие резервного оборудования. В случае аварийной остановки реактора вступает в действие резервное оборудование, что обеспечивает соблюдение требований к эксплуатации. За рубежом, когда предъявляются высокие требования к коэффициенту регулировки оборудования, основное внимание уделяется выбору устройств для сгорания. В нашей стране в настоящее время ещё немного видов оборудования для сжигания, поэтому выбор здесь не так велик. За рубежом для нагрузок с недлительным пиковым периодом рекомендуется использовать аккумуляторы тепла или котлы с большой емкостью воды и высокой мощностью, относящиеся к типу котлов с аккумулированием тепла (Thermal Storage Boilers). В нашей стране в последние годы также была проведена значительная работа над аккумуляторами тепла, что действительно приводит к экономии энергии. Аккумулятор тепла — это устройство, состоящее из крупного резервуара для накопления теплоты, а также вспомогательных регулирующих клапанов и элементов управления; оно предназначено для накопления тепловой энергии. В аккумуляторах хранится в основном вода (также могут использоваться другие среды, такие как пары). Высокотемпературная вода, хранящаяся в накопителе тепла, может в любой момент выделять пар для удовлетворения потребностей производства. Он позволяет котлу работать постоянно при высокой эффективности и стабильной нагрузке, поэтому является устройством для экономии энергии. В некоторой степени это позволяет снизить инвестиции промышленных и горнодобывающих предприятий в котельное оборудование. У многих промышленных и горнодобывающих предприятий в нашей стране потребление пара в течение 24 часов в сутки неодинаково: бывают периоды высокой нагрузки, а бывают и периоды низкой нагрузки. На предприятиях с односменным режимом работы сотрудники приступают к работе в 8 часов утра. После 9 часов нагрузка на паровые котлы во всех цехах быстро возрастает; в 12 часов дня она немного снижается, а около 13 часов снова достигает пикового уровня. Примерно в 16 часов нагрузка снова падает до минимального уровня, а иногда даже происходит остановка производства. При двух- и трехсменном режиме нагрузка различается. Поэтому требования к эксплуатации котла довольно высоки. При значительных мгновенных колебаниях нагрузки на заводе, для поддержания стабильного давления пара и определенной эффективности котла необходима совершенная система автоматического регулирования процесса сгорания. Благодаря использованию накопителя тепла котел может постоянно работать при номинальной или экономичной нагрузке, что упрощает его эксплуатацию. В периоды пиковой тепловой нагрузки на заводе аккумулятор тепла выделяет пар. Когда же тепловая нагрузка низкая, излишний пар, производимый котлом, может накапливаться в аккумуляторе тепла. Перед выбором накопителя тепла промышленные предприятия должны провести подсчет нагрузки на пароиспользование в своем отделе и составить кривую нагрузки. Проанализировать ситуацию с распределением нагрузки и способы выравнивания расхода пара; в конечном итоге определить, необходимо ли использование аккумуляторов тепла. 2. Как определить параметры пара и горячей воды? Пользователь должен определить параметры пара или горячей воды в соответствии с требованиями использования. В основном, паровые котлы являются тем типом котлов, который необходим промышленным и горнодобывающим предприятиям в производственных процессах. Пар в основном используется там, где в производственном процессе требуется тепло определенной температуры для выполнения технологических требований, например, в таких отраслях, как текстильная промышленность и печать, производство сахара, производство каучука и бумаги, нефтехимия и др. Поэтому необходимо, согласно требованиям технологического процесса, определить параметры насыщенного пара котла. Преимущество насыщенного пара заключается в том, что он обеспечивает постоянную температуру, необходимую в производственном процессе. Давление в котлах обычно должно быть выше давления насыщенного пара, необходимого для производственных целей; это делается для компенсации потерь давления в трубопроводах и сетях. В настоящее время во многих случаях давление, указанное на табличке котла, значительно превышает давление, необходимое для производственных целей. Например, многие пользователи покупают котлы с давлением 13 бар, хотя на самом деле для их работы достаточно давления 5 или 6 бар. Работа при таком низком давлении негативно сказывается на качестве пара. Поскольку давление снижается, удельный объем пара увеличивается, что приводит к повышению скорости потока на выходе и усилению явления наличия воды в паре. Обычно достаточно суммы давления, необходимого для фактического производственного процесса, плюс падение давления, требуемое для преодоления сопротивления всей трубопроводной системы, плюс запас давления в размере 25–30%. Напор питательного насоса подбирается в соответствии с паспортными данными котла; поскольку фактическое рабочее давление в котле слишком низкое, энергопотребление питательного насоса является явной тратой ресурсов. Параметры пара котлов, предназначенных для небольших электростанций, можно подобрать в соответствии с требованиями паровой турбины. В большинстве случаев используется перегретый пар под давлением 25 атмосфер. Если паровая турбина рассчитана на перегретый пар при давлении 13 атмосфер, то для котла следует выбирать параметры перегретого пара при давлении 16 атмосфер. Это позволит повысить качество пара. Для водонагревателей, необходимых для отопления городов и заводов, в настоящее время обычно используются следующие температурные параметры: температура подающей и возвращающейся воды — 95/70 градусов Цельсия. В настоящее время в отечественных городах существует три способа отопления ； Отопление тепловых электростанций, региональных котельных и разрозненных котельных малой мощности. Первые два вида представляют собой централизованное отопление, при котором развитие идет в направлении использования региональных котельных; в настоящее время чаще используются небольшие котельные, расположенные в отдельных местах. Для регионального централизованного отопления температура горячей воды в котлах, а также температура воды при подаче и возврате будут соответствовать параметрам 130/70. В настоящее время среди моделей котлов для горячей воды доступны три варианта мощности: 95/70, 115/70 и 130/70. В реальных условиях рабочее давление в котлах для горячей воды в большинстве случаев ниже проектного, что обусловлено ограничениями существующей сети трубопроводов. 3. Выбор паровых и горячекипящих котлов: поскольку отопление горячей водой более энергоэффективно и комфортно, чем отопление паром, в связи с требованиями к экономии энергии переходят с отопления паром на отопление горячей водой. Однако в производственных процессах многих промышленных и горнодобывающих предприятий по-прежнему требуется пар для нагрева, поэтому у предприятий возникает потребность как в паре, так и в горячей воде. В таких условиях выбор подходящей модели представляет собой довольно сложную задачу. Необходимо провести детальный анализ, какое оборудование следует выбрать. По оценкам, существуют следующие варианты: А. В промышленных и горнодобывающих предприятиях потребность в паре довольно велика, в то время как потребность в горячей воде для отопления невелика; в таких случаях можно использовать паровые котлы, а также установить плоские теплообменники для производства горячей воды. Б. Когда в системе отопления требуется большое количество горячей воды, а количество пара — небольшое, но при этом давление высокое, можно установить рядом с котлом для горячей воды ещё один небольшой котел для производства пара в качестве источника пара. В. При небольшом количестве горячей воды и пара можно использовать котел, предназначенный для работы как с паром, так и с водой. Д. Когда количество горячей воды и пара очень велико, необходимо рассматривать этот вопрос на уровне всей системы. 4. Виды угля и выбор котлов: топливом для подавляющего большинства промышленных отопительных котлов в нашей стране является уголь. Характеристики угля довольно сложны: например, антрацит трудно зажигается, а уголь с высоким содержанием золы также плохо загорается. У бурого угля, хотя содержание летучих веществ и высоко, влажность также велика, поэтому его тоже трудно зажечь. Этот трудногорящий уголь предъявляет особые требования к конструкции топочной сводки; в этом вопросе имеются сложности. Промышленность развита**, виды топлива для котлов после отбора остаются стабильными. На рынке нашей страны в основном поставляется каменный уголь в сыром виде, а качество такого угля трудно сохранять на стабильном уровне. Поступление на рынок угля, добытого в мелких шахтах в отдаленных районах, усложнило ассортимент угля. Поэтому перед покупкой оборудования пользователи должны тщательно изучить с местными поставщиками топлива тенденции развития видов угля, чтобы выбрать подходящий тип котла и арки. 5. Выбор типа промышленных котлов А. Выбор типа устройств для сгорания. Выбор устройств для сгорания в первую очередь определяется видом топлива, которое используется предприятием. Однако способность этих устройств к использованию различных видов топлива также различается. Вкратце можно сказать следующее: цепная решетка в сочетании с топочной сводкой позволяет сжигать широкий спектр видов угля. Однако при заданном дугообразии печи адаптируемость к использованию угля также имеет определённые пределы. Из-за больших затрат на металл у конвейерных решеток для сжигания угля с низкой теплотворной способностью требуется большая площадь решетки, в результате чего увеличиваются и затраты на металл. Поэтому цепная решетка подходит для угля среднего и высокого качества (с теплотворной способностью свыше 4000 ккал/ч), особенно для качественного угля. Регулируемый решетчатый горелка обеспечивает перемешивание топлива при сжигании угля, поэтому возможно использование широкого спектра видов угля. Однако в условиях охлаждения с помощью возвратно-поступательных решеток он уступает цепным решеткам; его можно использовать для сжигания угля с высоким содержанием золы, поскольку зола защищает решетки от перегрева и их повреждения. Подходит для угля с теплотворной способностью от 2700 до 4500 ккал/кг. Решетка печи с обратным вращением, оснащенная устройством для подачи угля, обладает широкой приспособляемостью к сжиганию угля, но не подходит для сжигания антрацита, поскольку для печей с вертикальным сгоранием антрацита требуется высокий задний свод, тогда как у таких печей должна быть открытая камера сторожения с вторичным потоком воздуха. Устройство для подачи угля обладает свойствами полуподвесного сгорания и позволяет чувствительно регулировать нагрузку. Но содержание пыли в дымовых газах решетки подачи угля высокое. Поэтому, чтобы раскрыть преимущества печи с устройством для подачи угля, прежде всего необходимо эффективно снизить содержание пыли в отходящих газах. Чтобы потребители могли выбрать такой котел, необходимо соблюдать следующие условия: в зернах сырой угля не должно быть слишком много мелких частиц; должен использоваться вторичный воздух в котле; необходимы устройства для сбора пепла и его повторного сжигания. Это позволит снизить содержание пыли в выхлопных газах до уровня, близкого к уровню котлов с цепной конвекцией, или немного выше его. Котел с кипящей средой — это новый тип котла, активно разрабатываемый как в стране, так и за рубежом. За рубежом развитие кипящих топок ориентировано на экологические аспекты, в то время как в Китае больше внимания уделяется использованию низкокачественного угля. Он может сжигать любой вид угля с теплотворной способностью 1300 ккал/кг и выше. При сжигании качественного угля и угля низкого качества способ расположения нагревательных поверхностей в камере сгорания, а также методы её эксплуатации отличаются. При использовании кипящего слоя расход металла невелик, затраты низкие, поэтому у этого метода большие перспективы развития. В целом угольно-пылевые котлы не подходят для малогабаритных промышленных котлов производительностью менее 20 тонн в час, поскольку вспомогательное оборудование у них сложное и экономически нецелесообразное. В центрально-южных регионах нашей страны используются печи, работающие как на угольной пыли, так и на отходах сахарного тростника; мощность таких печей также превышает 10 тонн в час. Б. Варианты выбора типа «котла»: в настоящее время существуют три вида котлов – котлы с корпусом в виде трубок, котлы с комбинированными трубками для огня и воды, а также котлы с водяными трубками. У каждого из этих типов есть свои особенности. Котлы с корпусом-котлом и котлы с водяными и топочными трубами подходят для котлов меньшей мощности, таких как котлы с мощностью 4 тонны в час и менее. Котлы с водяным контуром подходят для котлов большой мощности, таких как котлы мощностью 4 тонны в час и выше. В целом, котлы с водяным контуром обладают высокой безопасностью. При одинаковых габаритах камера котла с водяными трубами может быть немного выше; условия для размещения дуги горения здесь лучше, чем в котлах с корпусом и трубами, что способствует лучшему процессу сгорания. 6. Другие факторы и их влияние на выбор оборудования. Помимо трех основных факторов – мощности котла, параметров рабочей среды и вида угля – существуют и другие факторы, такие как габариты оборудования, колебания нагрузки, качество воды, уровень загрязнения воздуха, степень механизации и автоматизации. Все эти факторы влияют на выбор основного и вспомогательного оборудования. Необходимо учитывать габариты котла при расширении существующей котельной. Например, у котлов одинаковой модели мощностью 10 тонн в час, 6 тонн в час и 6,5 тонн в час с двумя барабанами и горизонтальным расположением (SHL) размеры продукции разных производителей сильно отличаются, поэтому покупателю следует тщательно изучить характеристики продукции конкретного производителя. В общем, выбор подходящего варианта — это довольно сложная проблема, которую невозможно решить лишь на теоретическом уровне. При выборе наиболее важным вопросом является реальное качество различных продуктов. Факторы выбора, которые мы рассмотрели выше, основаны на обеспечении надежного качества различных продуктов. Если качество продукта плохое, то самая лучшая теория подбора остается лишь пустыми словами. По сути, качество продукции и её ассортимент являются основной гарантией при выборе. Только на основе большого разнообразия и высокого качества можно добиться желаемых результатов при выборе продукта. Как выбирать промышленные котлы? Важным вопросом при покупке котла является определение его мощности. Как правило, производительность или мощность котла определяются исходя из количества пара, необходимого для технологического процесса, площади отопления и потребности в горячей воде для бытовых нужд. Рассмотрение вопросов выбора промышленных котлов. При покупке котельного оборудования компаниям необходимо четко определить собственные потребности, а также информацию о продукциях, выпускаемых производителями котлов на рынке. При выборе котла следует учитывать следующие факторы: 1. Сколько пара и горячей воды требуется компании для её производственных процессов или для отопления. 2. Параметры пара или горячей воды в котле. 3. Провести анализ взаимосвязи при выборе паровых и горячеводных котлов. 4. Выбор типа промышленного котла. 5. Вид угля, используемого в котле. 6. Прочее: габаритные размеры, изменение нагрузки и т. д. 1. Как определить мощность и количество котлов. При выборе котлов важно правильно определить их мощность. Как правило, производительность или мощность котла определяются исходя из количества пара, необходимого для технологического процесса, площади отопления и потребности в горячей воде для бытовых нужд. Во-первых, пользователю необходимо определить общий диапазон нагрузки ； Затем идут пиковые условия, включая продолжительность пиковой нагрузки, частоту пиков, то есть периодичность их возникновения, например, количество пиков в месяц, различия в течение недели, месяца, а также зимой и летом в течение года. После определения общих потребностей в нагрузке и пиковых значений можно рассмотреть выбор мощности и количества оборудования. При выборе также необходимо учитывать вопрос резерва на аварийную остановку котла. Резервная мощность, как правило, означает один резервный котел. Это необходимо определять в зависимости от важности самого пользователя; если требуется высокая непрерывность производства, следует тщательно рассмотреть вопрос о резервном оборудовании. Экономически эффективная нагрузка котла обычно составляет более 75% от его номинальной нагрузки. Поэтому необходимо, чтобы фактическая нагрузка на котел всегда была выше 50% от номинальной нагрузки самого агрегата. Другими словами, оборудование, произведенное заводом-изготовителем, должно сохранять стабильную высокую эффективность при нагрузке в диапазоне от 50% до 100% от своей номинальной мощности. Ранее пользователи ради безопасности приобретали избыточное количество оборудования, в результате чего оно постоянно работало при низкой нагрузке, что было крайне неэкономично. Для котельных с общей мощностью 8 тонн в час или тепловой мощностью свыше 6 мегаватт (МВт) целесообразно использовать три устройства. Благодаря различиям между зимой и летом можно выбрать оборудование с разной мощностью. Однако при строительстве нового котельного использование оборудования с одинаковой мощностью обеспечивает большее удобство и экономичность в плане эксплуатации, технического обслуживания и управления. Такое комплексное расположение вспомогательного оборудования в котельной можно организовать разумно. При учете значительных различий, таких как периоды пиковой и низкой нагрузки, зима и лето, также можно выбрать оборудование из двух крупных и одного маленького устройства. В зависимости от обстоятельств может потребоваться строительство новой котельной; можно выбрать и большее количество оборудования, чем три единицы, но не стоит перебарщивать. Вместо установки множества аппаратов лучше выбрать оборудование с большей производительностью. При нынешнем качестве отечественного оборудования целесообразно предусмотреть резервные агрегаты. Надежность и коэффициент использования зарубежного оборудования довольно высоки, однако, учитывая, что первоначальные инвестиции невелики по сравнению с последующими расходами на эксплуатацию и обслуживание, обычно предусматривается наличие резервного оборудования. В случае аварийной остановки реактора вступает в действие резервное оборудование, что обеспечивает соблюдение требований к эксплуатации. За рубежом, когда предъявляются высокие требования к коэффициенту регулировки оборудования, основное внимание уделяется выбору устройств для сгорания. В нашей стране в настоящее время ещё немного видов оборудования для сжигания, поэтому выбор здесь не так велик. За рубежом для нагрузок с недлительным пиковым периодом рекомендуется использовать аккумуляторы тепла или котлы с большой емкостью воды и высокой мощностью, относящиеся к типу котлов с аккумулированием тепла (Thermal Storage Boilers). В нашей стране в последние годы также была проведена значительная работа над аккумуляторами тепла, что действительно приводит к экономии энергии. Аккумулятор тепла — это устройство, состоящее из крупного резервуара для накопления теплоты, а также вспомогательных регулирующих клапанов и элементов управления; оно предназначено для накопления тепловой энергии. В аккумуляторах хранится в основном вода (также могут использоваться другие среды, такие как пары). Высокотемпературная вода, хранящаяся в накопителе тепла, может в любой момент выделять пар для удовлетворения потребностей производства. Он позволяет котлу работать постоянно при высокой эффективности и стабильной нагрузке, поэтому является устройством для экономии энергии. В некоторой степени это позволяет снизить инвестиции промышленных и горнодобывающих предприятий в котельное оборудование. У многих промышленных и горнодобывающих предприятий в нашей стране потребление пара в течение 24 часов в сутки неодинаково: бывают периоды высокой нагрузки, а бывают и периоды низкой нагрузки. На предприятиях с односменным режимом работы сотрудники приступают к работе в 8 часов утра. После 9 часов нагрузка на паровые котлы во всех цехах быстро возрастает; в 12 часов дня она немного снижается, а около 13 часов снова достигает пикового уровня. Примерно в 16 часов нагрузка снова падает до минимального уровня, а иногда даже происходит остановка производства. При двух- и трехсменном режиме нагрузка различается. Поэтому требования к эксплуатации котла довольно высоки. При значительных мгновенных колебаниях нагрузки на заводе, для поддержания стабильного давления пара и определенной эффективности котла необходима совершенная система автоматического регулирования процесса сгорания. Благодаря использованию накопителя тепла котел может постоянно работать при номинальной или экономичной нагрузке, что упрощает его эксплуатацию. В периоды пиковой тепловой нагрузки на заводе аккумулятор тепла выделяет пар. Когда же тепловая нагрузка низкая, излишний пар, производимый котлом, может накапливаться в аккумуляторе тепла. Перед выбором накопителя тепла промышленные предприятия должны провести подсчет нагрузки на пароиспользование в своем отделе и составить кривую нагрузки. Проанализировать ситуацию с распределением нагрузки и способы выравнивания расхода пара; в конечном итоге определить, необходимо ли использование аккумуляторов тепла. 2. Как определить параметры пара и горячей воды? Пользователь должен определять параметры пара или горячей воды в соответствии с требованиями использования. В основном, паровые котлы являются тем типом котлов, который необходим промышленным и горнодобывающим предприятиям в производственных процессах. Пар в основном используется там, где в производственном процессе требуется тепло определенной температуры для выполнения технологических требований, например, в таких отраслях, как текстильная промышленность и печать, производство сахара, производство каучука и бумаги, нефтехимия и др. Поэтому необходимо, согласно требованиям технологического процесса, определить параметры насыщенного пара котла. Преимущество насыщенного пара заключается в том, что он обеспечивает постоянную температуру, необходимую в производственном процессе. Давление в котлах обычно должно быть выше давления насыщенного пара, необходимого для производственных целей; это делается для компенсации потерь давления в трубопроводах и сетях. В настоящее время во многих случаях давление, указанное на табличке котла, значительно превышает давление, необходимое для производственных целей. Например, многие пользователи покупают котлы с давлением 13 бар, хотя на самом деле для их работы достаточно давления 5 или 6 бар. Работа при таком низком давлении негативно сказывается на качестве пара. Поскольку давление снижается, удельный объем пара увеличивается, что приводит к повышению скорости потока на выходе и усилению явления наличия воды в паре. Обычно достаточно давления, необходимого для нормального производственного процесса, плюс перепад давления, требуемый для преодоления сопротивления всех трубопроводов; к этому ещё добавляется запас давления в размере 25–30 процентов. Напор насоса для подачи воды соответствует указанным на табличке котла параметрам. При слишком низком давлении во время работы котла потребление электроэнергии насосом представляет собой явную трата ресурсов. Параметры пара котлов, предназначенных для небольших электростанций, можно подобрать в соответствии с требованиями паровой турбины. В большинстве случаев используется перегретый пар под давлением 25 атмосфер. Если паровая турбина рассчитана на перегретый пар при давлении 13 атмосфер, то для котла следует выбирать параметры перегретого пара при давлении 16 атмосфер. Это позволит повысить качество пара. Для водонагревателей, необходимых для отопления городов и заводов, в настоящее время обычно используются следующие температурные параметры: температура подающей и возвращающейся воды — 95/70 градусов Цельсия. В настоящее время в отечественных городах существует три способа отопления ； Отопление тепловых электростанций, региональных котельных и разрозненных котельных малой мощности. Первые два вида представляют собой централизованное отопление, при котором развитие идет в направлении использования региональных котельных; в настоящее время чаще используются небольшие котельные, расположенные в отдельных местах. Для регионального централизованного отопления температура горячей воды в котлах, а также температура воды при подаче и возврате будут соответствовать параметрам 130/70. В настоящее время среди моделей котлов для горячей воды доступны три варианта мощности: 95/70, 115/70 и 130/70. В реальных условиях рабочее давление в котлах для горячей воды в большинстве случаев ниже проектного, что обусловлено ограничениями существующей сети трубопроводов. (III) Выбор паровых и водогрейных котлов. Поскольку система отопления горячей водой более энергоэффективна и комфортна, чем паровое отопление, в соответствии с требованиями по энергосбережению паровое отопление заменяется на отопление горячей водой. Однако в производственных процессах многих промышленных и горнодобывающих предприятий по-прежнему требуется пар для нагрева, поэтому у предприятий возникает потребность как в паре, так и в горячей воде. В таких условиях выбор подходящей модели представляет собой довольно сложную задачу. Необходимо провести детальный анализ, какое оборудование следует выбрать. По оценкам, существуют следующие варианты: А. В промышленных и горнодобывающих предприятиях потребность в паре довольно велика, в то время как потребность в горячей воде для отопления невелика; в таких случаях можно использовать паровые котлы, а также установить плоские теплообменники для производства горячей воды. Б. Когда в системе отопления требуется большое количество горячей воды, а количество пара — небольшое, но при этом давление высокое, можно установить рядом с котлом для горячей воды ещё один небольшой котел для производства пара в качестве источника пара. В. При небольшом количестве горячей воды и пара можно использовать котел, предназначенный для работы как с паром, так и с водой. Д. Когда количество горячей воды и пара очень велико, необходимо рассматривать этот вопрос на уровне всей системы. В целом, выбор варианта является довольно сложной проблемой, которую нельзя решить только путем теоретических рассуждений. При выборе наиболее важным вопросом является реальное качество различных продуктов. Факторы выбора, которые мы рассмотрели выше, основаны на обеспечении надежного качества различных продуктов. Если качество продукта плохое, то самая лучшая теория подбора остается лишь пустыми словами. По сути, качество продукции и её ассортимент являются основной гарантией при выборе. Только на основе большого разнообразия и высокого качества можно добиться желаемых результатов при выборе продукта. При перепубликации укажите источник: http://www.360docs.net/doc/info-e96a2e4755270722192ef7c5.html