Утилизация остаточного тепла дымовых газов котла — технологии и эффективность

При сжигании топлива в промышленном котле выделяется большое количество тепла, которое используется для нагрева воды или выработки пара. Однако даже при оптимальной настройке оборудования часть тепла уходит в атмосферу с дымовыми газами. Температура уходящих газов в традиционных котлах часто достигает 150–250 °C, что приводит к потерям 5–15% тепловой энергии.

Утилизация остаточного тепла дымовых газов — это комплекс технических решений, позволяющих вернуть часть этой энергии в систему, повысить КПД котла и снизить расход топлива.

Энергетические потери через дымоход — один из основных факторов снижения эффективности котельной. Утилизация тепла позволяет:

• повысить КПД котла на 5–10% без увеличения расхода топлива;

• снизить затраты на газ, дизель или твердое топливо;

• уменьшить выбросы CO₂ и других загрязняющих веществ;

• обеспечить дополнительный подогрев сетевой воды или питательной воды котла.

Экономайзер — это теплообменник, установленный в газоходе котла. Он передает тепло уходящих газов питательной воде или сетевому теплоносителю.

   Виды:

• Чугунные — устойчивы к коррозии, подходят для средних температур.

• Стальные — применяются при высоких нагрузках, компактные и эффективные.

• Оребренные трубные — увеличивают площадь теплообмена.

Применяются для подогрева воздуха, подаваемого в горелку, за счет тепла дымовых газов. Это улучшает сгорание топлива и экономит энергию.

При охлаждении дымовых газов ниже точки росы водяного пара (около 55–60 °C) выделяется скрытая теплота конденсации. Конденсационные утилизационные установки особенно эффективны для газовых котлов, так как в дымовых газах содержится много водяного пара.

Используют остаточное тепло низкопотенциальных дымовых газов для передачи его в контур отопления или горячего водоснабжения.

1. Дымовые газы после теплообменных поверхностей котла проходят через экономайзер.

2. Поток питательной воды (в паровых котлах) или обратной сетевой воды (в водогрейных) проходит по трубкам экономайзера.

3. За счет разницы температур происходит теплообмен: вода нагревается, а температура дымовых газов снижается.

4. Газы уходят в дымоход с температурой на 30–80 °C ниже, чем без утилизации.

Эффективность утилизационного оборудования зависит от:

• температуры и объема дымовых газов;

• типа топлива;

• конструкции котла;

• площади теплообменной поверхности.

Например, при установке водяного экономайзера на газовом паровом котле можно снизить расход топлива на 7–12% и сократить выбросы СО₂ на десятки тонн в год.

Утилизация остаточного тепла дает:

• сокращение сроков окупаемости котельной;

• снижение затрат на топливо;

• возможность дополнительного теплоснабжения технологических процессов.

При цене газа 6000 руб./1000 м³ установка экономайзера на котел 10 т/ч может сэкономить до 1,5–2 млн рублей в год.

Котельный завод предлагает паровые и водогрейные котлы VECOSTER, которые могут комплектоваться:

• водяными и паровыми экономайзерами;

• конденсационными теплообменниками;

• системой управления для оптимизации утилизации тепла.

Все оборудование проектируется с учетом возможности модернизации и подключения утилизационных контуров к существующим котлам.