В.А. Афанасьєв, директор з наукової роботи, НІЇР «Сіріус»;
Н.Д. Денисов-Вінський, начальник відділу енергетичних обстежень,
ТОВ «Промтехекспертіза», м.Москва
Для того щоб розробити супереч типових, загальнодоступних заходів з енергозбереження та провести їх вартісну оцінку, необхідно мати найбільш якісну і повну картину роботи обладнання котельні, зокрема, роботи котлоагрегатів. Енергетичне обстеження котлоагрегатів в основному зводиться до складання теплового балансу і визначення їх ККД. Перша складність, з якою може зіткнутися енергоаудитора, - це відсутність лічильника природного газу на кожен котел і, внаслідок цього, відсутність даних по споживанню природного газу кожним котлоагрегатом. У такій ситуації складання теплового балансу котельного агрегату при його паралельній роботі з іншими котлами стає скрутним. Необхідно відповісти на питання: як визначити кількість газу, спожите кожним котлом при наявності тільки загального витратоміра?
Основним документом, що визначає порядок експлуатації котлоагрегату, є режимна карта, яка складається організацією, що має на те повноваження, після проведення режимно-налагоджувальних випробувань. Відповідно до «Правил технічної експлуатації теплових енергоустановок» періодичність проведення таких випробувань для газових котелень становить три роки. У табл. 1 як приклад представлена режимна карта парового котла ДКВР-6,5 / 13, встановленого в одній з котелень, де проводилося енергетичне обстеження.
У режимній карті котла наводяться значення основних параметрів котлоагрегату для роботи на різних рівнях потужності при максимальній ефективності. Для того, щоб визначити ККД котлоагрегату при його роботі на певній потужності (тобто з певним витратою палива), можна скористатися даними режимної карти. Для зручності слід знайти функціональну залежність між витратою палива і ККД котлоагрегату (рис. 1). Якщо організований періодичний (з періодом, наприклад, 1 ч) облік споживаного газу, то питання визначення ККД котельного агрегату вирішене.
Наведені міркування відносяться до одного котла. В котельні же встановлюється декілька котлоагрегатів (як мінімум два). При наявності витратоміра для кожного котла (що буває дуже і дуже рідко) питання вирішується, як і для одного котла. При наявності ж одного загального витратоміра завдання визначення ККД для кожного котельного агрегату може бути вирішена при застосуванні даних тиску газу перед пальниками котельного агрегату.
Суть методики полягає у визначенні частки споживання природного газу кожним котлом за заданий проміжок часу згідно з даними режимної карти і добової відомості котлів при їх паралельній роботі і подальшому розрахунку кількості природного газу, фактично спожитого кожним котлом за той же проміжок часу.
За даними, наведеними в режимній карті котла, необхідно знайти функціональну залежність. Для котла ДКВР-6,5 / 13 вона представлена на рис. 2 і описується наступним рівнянням:
G (p) = 62,709.p 0. 5052. де G - витрата газу, м 3 / год; p - тиск газу перед пальниками, кгс / м 2.
Наступним кроком до визначення частки споживання природного газу кожним котлом за заданий проміжок часу є обчислення середнього значення тиску газу перед горілками згідно добовим відомостями роботи котлів. Тут слід ввести основне обмеження описуваної методики, яке полягає в тому, що всі наведені висновки справедливі для котлів, у яких режимні карти в першому наближенні збігаються.
У табл. 2 наведені дані з добових відомостей двох паралельно працюючих котлів ДКВР-6,5 / 13. Середнє значення тиску за вказаний проміжок часу для першого котла становить 73,9 кгс / м 2. для другого - 86,9 кгс / м 2. Згідно з цими величинам і представленому вище рівняння можна знайти середня питома витрата природного газу для кожного котла: 551, 27 м 3 / год для першого котла; 598,3 м 3 / ч для другого котла. На підставі отриманих даних можна визначити пайову споживання природного газу першим і другим котлом відповідно:
Таким чином, згідно з розрахунками, перший котел спожив 47,95%, а другий - 52,05% загального обсягу природного газу, витраченого котельні (за фактичними даними лічильника газу) за період часу, вказаний в табл. 2. Для даної котельні при роботі двох котлів в паралельному режимі за 10 год було спожито 10114 м 3 природного газу, отже, перший котел спожив за цей проміжок часу 4849,6 м 3 природного газу, а другий - 5264,3 м 3.
В результаті, знаючи яка кількість теплоти було отримано при роботі кожного котла за заданий проміжок часу (за даними приладів обліку теплової енергії), а також знаючи теплотворну здатність природного газу, можна визначити середній ККД кожного котла, відповідний розглянутого проміжку часу. Також визначити ККД можна, скориставшись залежністю, зазначеної вище (рис. 2), на підставі даних середньої витрати газу (484,96 і 526,43 м 3 / ч для першого і другого котла відповідно). Таким чином, для першого котла шуканий ККД у розглянутий період дорівнює 89,7%, а для другого котла - 90,5%.
Після визначення ККД котлів і складання теплового балансу котельні стає можлива оцінка ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів і, в подальшому, здійснення енергозберігаючих заходів.