|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Ускоренные темпы электрификации страны, увеличение объема промышленного производства, развитие транспорта, рост городов, предусматриваемые в планах развития народного хозяйства Советского Союза, предъявляют все большие требования к увеличению добычи топлива. Суммарная годовая добыча топлива в стране выросла с 693 млн. т условного топлива в I960 г. до 1 260 млн. г в 1970 г. К 1975 г. предусматривается дальнейшее увеличение добычи до 1630—1 690 млн. т в год. Для сравнения укажем, что в 1940 г. в стране было добыто 237,7 млн. т условного топлива.
При напряженном топливном балансе, связанном с быстрым ростом потребления, проблема экономии топлива приобретает все большее народнохозяйственное значение. В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. дано задание по снижению норм расхода топлива в промышленности за пятилетие на 7—10% и по более полному использованию вторичных энергетических ресурсов. Экономия только 1% топлива обеспечит в 1975 г. в масштабах страны сбережение около 17 млн. г условного топлива и не менее 700 млн. руб. капитальных вложений.
Крупным и быстрорастущим потребителем топлива на нужды централизованного теплоснабжения являются промышленность и жилищно-коммунальный сектор городов; теплопотребление их возросло с 853 млн. Гкал в 1965 г. до 1296 млн. Гкал в 1970 г., т. е. более чем в 1,5 раза. К 1975 г. намечается рост теплопотребления от централизованных источников до 1 820 млн. Гкал в год, т. е. в 2,1 раза по сравнению с 1965 г. Доля котельных установок в производстве тепла для централизованного теплоснабжения составила в 1970 г. 547 млн. Гкал. К 1975 г. предусматривается увеличение производства тепла этими установками до 720 млн. Гкал [Л. 68].
И хотя основное направление развития теплоснабжения — рост централизованного производства тепла на ТЭЦ и в крупных промышленных и районных котельных, однако для экономичного обеспечения теплом разнообразных по величине, концентрации и географическому размещению потребителей на огромной территории страны неизбежна эксплуатация котельных средней и небольшой мощности.
В стране ежегодно строится свыше 1 000 котельных только с паровыми котлами ДКВР. Ожидаемый значительный прирост потребления топлива котельными установками средней и небольшой мощности вызывает необходимость пристального внимания к вопросам экономии топлива на этих установках.
В книге рассмотрен широкий круг вопросов повышения эффективности использования топлива применительно к котельным установкам с паровыми котлами паропроизводительностью от 2 до 35 т/ч на давление до 13 кгс/см2 и водогрейными котлами теплопроизводитель-ностью от 1 до 20 Гкал/ч, за исключением котлоагрега-тов с камерным сжиганием твердого топлива. Анализ работы действующих котельных установок показывает, что для большинства из них имеются возможности значительной экономии топлива.
Основная цель книги — оказать практическую помощь инженерно-техническому персоналу, занятому эксплуатацией котельных установок, в выборе, обосновании и осуществлении оптимальных мер по экономии топлива. В связи с этим значительное внимание уделено техникоэкономическим расчетам эффективности намечаемых мероприятий. Глава 7 и § 3-2, 13-1 и 13-4 написаны М. С. Левиным, гл. 11 —Г. Л. Вайнштейном. Авторы выражают признательность доктору экон. наук О. Штейнгаузу за ценные замечания три просмотре рукописи и инж. М. С. Левину за полезные советы при составлении книги.
Замечания и пожелания по книге авторы просят направлять в издательство «Энергия», Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Авторы
ГЛАВА ПЕРВАЯ
НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА
За годы Советской власти в СССР создана мощная топливная промышленность, полностью обеспечивающая развитие народного хозяйства. Добыча угля возросла за этот период в 20 раз, нефти почти в 35 раз, добыча газа только за -последние 15 лет более чем в 21 раз.
Наряду с огромным ростом добычи топлива за минувшие 10—15 лет коренные изменения произошли в структуре топливного баланса страны. Резко возросла доля добычи нефти и природного газа (табл. 1-1). Экономический эффект этих изменений весьма 1велик. Все капиталовложения в газовое хозяйство страны за последние 10 лет полностью окупились, и сверх этого получена прибыл около 15 млрд. руб. Помимо снижения затрат общественного труда на производство топлива широкое ¦применение природного газа и нефти создало благоприятные предпосылки для ускорения научно-технического прогресса во многих отраслях народного хозяйства.
Директивам XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развитии нарэдного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. с пересчетом в условное топливо. Прочие виды топлива (торф, сланцы, дрова) и децентрализованные заготовки топлива населением опушены.
В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану на 1971—1975 годы предусмотрено дальнейшее повышение доли добычи нефти и газа в общем балансе топлива (в 1975 г. не менее чем до 67%).
Котельные установки израсходовали в 1970 г. около 9% общей добычи топливных ресурсов страны и почти 35%. топлива, израсходованного всеми тепловыми электростанциями.
Общее потребление тепла в стране должно возрасти в 1,6—1,7 раза по сравнению с уровнем потребления 1970 г. Выработка тепла котельными установками должна увеличиться за этот период по ориентировочной оценке не менее чем в 1,8—2 раза. Таким образом, общий расход условного топлива котельными установками при сохранении удельных расходов топлива на выработку тепла на уровне 1970 г. может достигнуть 190—210 млн. т, т. е. приблизиться к уровню всей добычи топлива в стране в 1940 г.
Снижение норм расхода топлива на 7—10%, предусмотренное на 1971—1975 гг., применительно к котельным установкам представляет собой задачу обеспечения по стране годовой экономии в размере не менее 10— 13 млн. т условного топлива.
Основным показателем экономичности использования топлива в котельных установках является удельный расход условного топлива на 1 Гкал отпущенного тепла. «Нормальными» для рассматриваемых котельных являются удельные расходы условного топлива (табл. 1-2).
Данные о работе промышленных и районных котельных, например, на Украине показывают, что средний удельный расход условного топлива в 1970 г. составил 185,9 кг!Гкал, что соответствует среднему значению к. п. д. 77%- В передовых по техническому уровню Промышленных и районных котельных достигнут удельный расход условного топлива 160—175 кг/Гкал, что соответствует к. п. д. 90—82%). Однако нередки случаи работы ’котельных установок с превышением фактических удельных расходов условного топлива -против «нормальных» на 25—30% Для малых и на 15—20% для средних и крупных установок.
По приближенному подсчету при увеличении годовой выработки тепла котельными установками за десятилетие (1971—1980 гг.) в 2 раза и среднем снижении удельных расходов за этот период на 15% общий годовой расход топлива возрастет к 1980 г. только в 1,7 раза, что равнозначно годовой экономии около 30 млн. т условного топлива. Для этого необходимо осуществление большого комплекса технических, экономических и организационных мероприятий, направленных на сокращение потерь топлива в процессе использования его в котельных установках.
За последнее десятилетие в стране проведена большая работа по подъему технического уровня котельных установок средней и малой мощности. Котельные, построенные за этот период по унифицированным типовым проектам, резко отличаются от котельных старой постройки. При хорошем качестве монтажа и грамотной эксплуатации таких котельных может быть достигнут достаточно высокий уровень использования топлива. Однако п в новых котельных необходим систематический анализ источников потерь тепла и топлива и проведение с учетом результатов эксплуатации мероприятий по экономии топлива.
Одним из примеров осуществления технического прогресса в малой энергетике может служить сахарная промышленность Украинской ССР.
До 1958 г. котельные 150 заводов республики работали на угле (в основном на донецком, частично на львовско-волынском). Котлы старых конструкций были оборудованы, за небольшим исключением, топками с ручным обслуживанием. Реконструкция и модернизация котельных с переводом на прогрессивные виды топлива была начата с 1958 г. К началу 1970 г. более 80% (всего числа) котельных переведены на мазут и газ, в том числе около 70% на мазут. В числе остальных 20% котельных, продолжающих работать на угле, слоевое сжигание применяется только в 7з котельных с котлами паропроизводительностью до 10 т/ч. Котлы производи-
тельностыо 35 и 50 т/ч оборудованы камерными топками, в которых сжигается пыль донецких тощих углей или антрацитовых штыбов. На всех котлах, работающих на мазуте и газе, автоматизировано регулирование процесса горения. Удельный расход топлива на сахарных заводах Украины за период с 1958 г. по 1969 г. снижен в среднем на 25%.
Немаловажную роль здесь сыграла автоматизация процесса регулирования горения, благодаря которой существенно повысилась производительность технологических установок, что дало дополнительный экономический эффект.
Представляет интерес уровень экономичности наиболее распространенных паровых котлов ДКВ и ДКВР. В народном хозяйстве страны эксплуатируется свыше 50000 таких котлов.
В табл. 1-3 приведены расчетные значения к. п. д. котлоагрегатов с котлами ДКВР, а в табл. 1-4 — к. п. д. таких агрегатов по испытаниям ЦКТИ.
Фактические значения к. п. д., полученные при испытаниях этих котлов (табл. 1-4) в сопоставимых условиях (наличие хвостовых поверхностей нагрева), близки к расчетным. В отдельных случаях к. п. д. котлоагрегатов по результатам испытания получился выше расчетного, что объясняется запасами в нормах теплового расчета. Вместе с тем ЦКТИ отмечает худшие, чем расчетные, условия проведения испытаний из-за больших присосов воздуха, вызванных низким качеством монтажа. При устранении дефектов монтажа и поддержании оборудования в нормальном состоянии возможно дополнительное повышение к. п. д. котлоагрегатов.
В табл. 1-5 приведены расчетные к. п. д. водогрейных котлов унифицированной серии КВ Дорогобужского котельного завода.
Испытание реконструированного водогрейного котла ТВГ-8, проведенное в районной котельной № 2 Московского района г. Киева в 1968 г. (Институт газа АН Украинской ССР), показало, что при теплопроизводительности 8,38 Гкал/ч к. п. д. котла брутто составил 90,64%. При этом потеря тепла с уходящими газами была равна 9%, а потеря в окружающую среду — 0,36%. При увеличении теплопроизводительности котла до 10,2 Гкал/ч (это было основной задачей испытания) к. п. д. составил 90,38%, температура уходящих газов за котлом повысилась до 210 °С, потеря с уходящими газами до 9,40%.
Однако во многих случаях в котельных небольшой производительности, построенных по современным типовым проектам и оснащенных новым оборудованием, допускаются большие потери топлива, причинами чего чаще всего являются:
неудовлетворительное ведение топочного процесса; недопустимо большие присосы холодного воздуха по газовому тракту;
загрязнение поверхностей нагрева из-за несоблюдения установленного режима обдувок, чисток и нарушения водно-химического режима;
неисправность или отсутствие приборов теплотехнического контроля и устройств автоматики;
неудовлетворительное состояние тепловой изоляции оборудования и трубопроводов;
неисправность или отсутствие устройств для возврата уноса и острого дутья;
большие потери конденсата;
несоблюдений оптимальных режимов работы котлоагрегатов;
применение топлива, не соответствующего по фракционному составу, зольности и влажности конструктивным особенностям топок (например, сжигание заштыб-ленных многозольных антрацитов марок АРШ и АСШ, рядовых тощих углей, отсева, промпродукта и шламов углей в существующих слоевых механических топках);
неправильная организация хранения топлива на складе;
неудовлетворительная постановка учета выработки тепла и расхода топлива;
отсутствие систематического контроля за соблюдением норм расхода и анализа потерь топлива;
низкая квалификация обслуживающего персонала; нерациональный режим теплоснабжения потребителей («перетоп» отапливаемых зданий, отсутствие регулирования расхода тепла в нерабочие дни и часы и т. п.);
недостаточная работа на предприятиях по стимулированию персонала за экономию топлива и др.
Согласно существующей классификации [Л. 46] потери топлива могут быть подразделены на возвратные, условно-возвратные и невозвратные.
К возвратным для данного типа котельной установки относят потери, которые могут быть устранены за счет улучшения использования существующего оборудования или путем экономически оправданной его модернизации: потери от несовершенства режимов эксплуатации оборудования; потери в окружающую среду из-за неудовлетворительного состояния или плохого качества тепловой изоляции; часть потерь с уходящими газами, с охлаждающей водой и др.
Условно возвратным потерям для данного типа котельной установки относят потери, вызванные эксплуатацией морально устаревшего оборудования, применением нерационального для данного оборудования вида или марки топлива, т. е. те потери, которые могут быть устранены только путем замены устаревшего оборудования на технически более совершенное или переходом на сжигание с одного вида (или марки) топлива на другое.
К невозвратным потерям могут быть отнесены .потери в котельных установках, у которых достигнут к. п. д. 90—92%.
Определение возвратных и условно-возвратных потерь для каждой конкретной котельной установки должно предшествовать разработке мероприятий по экономии топлива. При этом должны подвергаться анализу и пересмотру в сторону снижения нормы удельных расходов, установленные по действующей методике для каждой установки на данный период времени. При разработке мероприятий по экономии топлива в котельных установках в первую очередь должно быть обращено внимание на упразднение или снижение возвратных потерь.
Снижение возвратных и условно-возвратных потерь в данной котельной установке должно быть экономически оправдано — обосновано расчетами, если необходимо — по вариантам. Например, при дешевом топливе и низком годовом числе часов использования установки снижение условно-возвратных потерь, требующее значительных капиталовложений, может оказаться на современном этапе развития техники неоправданным. Согласно принятой методике (см. гл. 13) экономически оптимальным является вариант с минимальными приведенными затратами или с наиболее близким сроком -окупаемости дополнительных капитальных вложений.
Годовая экономия натурального топлива, получаемая за счет повышения к. п. д. котельной установки, подсчитывается в общем случае по формуле...
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
