Високий індекс рентабельності інвестицій для Ульяновського підприємств (табл. 1) показує безсумнівну ефективність впровадження на них розроблених технологій подачі забрудненого повітря виробничих цехів в топки котлоагрегатів теплогенеруючих установок.
При реалізації розроблених рішень на теплових електростанціях підвищення економічності роботи котлоагрегатів ТЕЦ, що оцінюється щодо підвищення за рахунок утилізації в топках котлів теплоти, внесеної з забрудненим повітрям, визначається за формулою
де Qп - кількість корисно використаної в котлоагрегатах теплоти, кДж / год; В - витрата умовного палива на котли до впровадження нових технологій, кг / год; - нижча теплота згоряння палива, кДж / кг; Qв - теплота, внесена в топку з забрудненим повітрям, кДж / ч.
Зниження паливоспоживання енергетичними котлами ТЕЦ, кг / год, становить
де D - витрата гострої пари, кг / год; Dпр - витрата продувочной води, кг / год; iп - ентальпія гострої пари, кДж / кг; Iпв - ентальпія живильної води, кДж / кг; iкв - ентальпія котлової (продувочной) води, кДж / кг; - ККД брутто котлів після реалізації нових рішень; Nдв - додаткова потужність дуттєвих вентиляторів, необхідна для подолання опору тракту подачі забрудненого повітря в топки котлів, кВт; bе - питома витрата палива на вироблення 1 кВт · год електричної енергії, кг / кВт · год.
Результати розрахунку енергетичних показників парогенератора ТГМ-96Б в залежності від температури забрудненого повітря і його частки в загальному обсязі повітря, що подається для здійснення процесів горіння палива, наведені в табл. 2.
Результати розрахунку енергетичних показників парогенератора ТГМ-96Б
при роботі на номінальному навантаженні
* Примітка: Питома витрата палива на вироблення 1 кВт · год електроенергії прийнятий 0,292 кг / кВт · год
З табл. 2 випливає, що при подачі в паровий котел ТГМ-96Б забрудненого повітря з температурою 40С в кількості, достатній для здійснення процесів горіння, річна економія умовного палива складе понад 5000 т (3,2 г / кВт · год).
Розрахунки показали, що підвищення температури дуттєвого повітря надає несуттєве вплив на температуру димових газів котла. Підвищення температури відхідних газів при збільшенні температури повітря перед воздухоподогревателем на 5 ° С не перевищує 0,5 ° С.
Виконано оцінку доцільності та ефективності розробленої в дисертації технології транспорту забрудненого міського повітря через підземні канали теплотраси в топки котлоагрегатів ТЕЦ для його термічного знешкодження на прикладі Ульяновської ТЕЦ-1.
Економічна ефективність реалізації нової технології обумовлена зниженням витрати палива на котли внаслідок утилізації в них нормативних тепловиділень від мережевих трубопроводів і паропроводів, розташованих в каналах теплотраси. У той же час необхідні додаткові витрати електричної енергії на привід дуттєвих вентиляторів для подолання аеродинамічного опору підземних каналів теплових мереж.
Максимальна кількість повітря, яке можна транспортувати через підземні канали теплотраси в холодний період року без їх переохолодження Lmax, м3 / год, визначається за формулою
де Q - нормативні тепловтрати від мережевих трубопроводів і паропроводів, кВт (табл. 3); ° С - мінімально допустима температура повітря в каналі; ° С - температура повітря найбільш холодної п'ятиденки в м Ульяновську; - середня масова теплоємність повітря, кДж / (кг · ° С); - щільність повітря, кг / м3.
Результати розрахунку енергетичної ефективності технології подачі забрудненого повітря автомагістралей через підземні канали теплотраси в топки котлоагрегатів Ульяновської ТЕЦ-1 представлені в табл. 3.
Результати розрахунку енергетичної ефективності технології транспорту забрудненого повітря автомагістралей через канали теплотраси в топки котлів УТЕЦ-1
Тип каналів теплотрас
* Примітка: l - довжина каналів теплотраси; S - площа поперечного перерізу каналу, вільного для проходу повітря; Lд - дійсна витрата повітря, що проходить через канали теплотраси на утилізацію в топки котлів; Q - нормативні тепловтрати ізольованими трубопроводами в каналах.
Встановлено, що застосування нової технології транспорту загазованого міського повітря через підземні канали теплотраси дуттьовими вентиляторами в топки котлів Ульяновської ТЕЦ-1 дозволяє утилізувати в котлах теплоту, що виділяється з поверхні теплопроводів і паропроводів. Внаслідок того, що витрата забрудненого повітря менше витрати повітря, необхідного для горіння палива, доцільно залишити у дуттєвих вентиляторів повітроводи забору атмосферного повітря. Потужність, споживана дуттьовими вентиляторами котлоагрегатів станції, зросте на 27,6 кВт при транспорті повітря через непрохідні канали теплотраси і на 47,1 кВт - через прохідні канали (табл. 3). Запас потужності двигуна одного дутьевого вентилятора ВДН-26-IIУ котла ТГМ-96Б Ульяновської ТЕЦ-1 при роботі на номінальному навантаженні становить 35 кВт (кожен парогенератор ТГМ-96Б обслуговують два дуттєвих вентилятора). Річна економія умовного палива на енергетичні котли УТЕЦ-1 при реалізації розробленої в дисертації технології становить понад 3000 т (1,9 г / кВт · год).
На Ульяновської ТЕЦ-1 технологія транспорту забрудненого міського повітря через підземні канали теплотраси і його утилізації в топках парових котлів ТГМ-96Б прийнята до промислового впровадження.
Таким чином, реалізація розроблених рішень на ТЕЦ і промислових підприємствах вносить істотний внесок у вирішення завдань як очищення вентиляційних викидів, так і економії паливно-енергетичних ресурсів.
- В роботі виконано комплекс науково обґрунтованих технологічних розробок, що дозволяють ефективно використовувати обладнання ТЕЦ і промислових котелень для транспорту і термічного знешкодження забрудненого повітря виробничих цехів і автомагістралей міст.
- Виконано експериментальне дослідження нових технологій в промислових умовах, в результаті якого встановлено:
2.1. Температура газоповітряних викидів, що відходять від технологічного обладнання, на кілька десятків градусів перевищує температуру навколишнього середовища, що забезпечує при їх утилізації в топках котлів теплогенеруючих установок значну економію палива.
2.2. Концентрація кисню в забрудненому повітрі виробничого цеху знаходиться в межах 20,9%, що є достатнім для застосування цього повітря в якості окислювача в процесах горіння палива в котлоагрегатах.