Сколько можно сэкономить путем внедрения системы мониторинга отходящих газов котельного агрегата?
Что для этого нужно и откуда возьмется экономия?
$$ CH_4 + 2O_2 = CO_2+2H_2O$$ или для любого другого углеводорода:
$$ C_mH_n + (m + \frac{n}{4})O_2 = mCO_2+\frac{n}{2}H_2O$$
В реальном топливе может быть и сероводород, и углекислый газ и водород... и еще много чего.
В качестве окислителя в котлоагрегатах используется атмосферный воздух (как правило).
Очевидно, что на практике расход воздуха никогда не будет соответствовать теоретическому. Отношение действительного расхода воздуха к его теоретическому значению называется коэффициентом избытка воздуха (α), этот коэффициент во многом определяет экономичность процесса горения.
Потери теплоты с уходящими газами почти линейно возрастают с увеличением коэффициента избытка воздуха. Что связано с увеличением объема продуктов горения (и кроме того становится необходимо нагревать все больше воздуха не участвующего в реакции горения). При снижении коэффициента избытка мы получаем недостаток воздуха и соответственно кислорода, что приводит к появлению потерь тепла от химической неполноты сгорания.
Приблизительные расчеты показывают, что при ежегодном расходе мазута на уровне 60 000 тонн, только снижением расхода кислорода на 0.5 об. % можно сэкономить 240 тонн топлива в год, то есть примерно 3 500 000 рублей, при расчете стоимости 1 тонны мазута 15000 руб. А это уже значительно выше стоимости даже новейшей японской системы мониторинга ENDA-5000. Об этой системе подробно в одной из следующих записей.
Что для этого нужно и откуда возьмется экономия?
Коэффициент избытка воздуха
Как известно в основе процесса горения топлива лежат химические реакции окисления горючих компонентов топлива.
При сжигании газообразного топлива, например метана, происходит следующая реакция:
$$ CH_4 + 2O_2 = CO_2+2H_2O$$ или для любого другого углеводорода:
$$ C_mH_n + (m + \frac{n}{4})O_2 = mCO_2+\frac{n}{2}H_2O$$
В реальном топливе может быть и сероводород, и углекислый газ и водород... и еще много чего.
В качестве окислителя в котлоагрегатах используется атмосферный воздух (как правило).
Очевидно, что на практике расход воздуха никогда не будет соответствовать теоретическому. Отношение действительного расхода воздуха к его теоретическому значению называется коэффициентом избытка воздуха (α), этот коэффициент во многом определяет экономичность процесса горения.
Потери теплоты с уходящими газами почти линейно возрастают с увеличением коэффициента избытка воздуха. Что связано с увеличением объема продуктов горения (и кроме того становится необходимо нагревать все больше воздуха не участвующего в реакции горения). При снижении коэффициента избытка мы получаем недостаток воздуха и соответственно кислорода, что приводит к появлению потерь тепла от химической неполноты сгорания.
Оптимизация процесса горения
Чтобы оптимизировать процесс горения необходимо найти такой коэффициент избытка воздуха при котором сумма потерь теплоты с уходящими газами, от химической и механической неполноты сгорания, также затраты на тягу и дутьё минимальны. Как это сделать? Стандартный вариант это установить систему контроля O2 и CO. Начиная от избытка кислорода постепенно снижать подачу воздуха до тех пор пока не будет зафиксирован скачек CO. Примерно в этой точке и будет оптимальное количество кислорода, с одной стороны обеспечивающие полное сгорание топлива, а с другой стороны обеспечивающее минимальное увеличение объемов продуктов горения. Для наглядности можно посмотреть на график ниже:
Приблизительные расчеты показывают, что при ежегодном расходе мазута на уровне 60 000 тонн, только снижением расхода кислорода на 0.5 об. % можно сэкономить 240 тонн топлива в год, то есть примерно 3 500 000 рублей, при расчете стоимости 1 тонны мазута 15000 руб. А это уже значительно выше стоимости даже новейшей японской системы мониторинга ENDA-5000. Об этой системе подробно в одной из следующих записей.
Комментариев нет:
Отправить комментарий