AB „Šiaulių energija“

Шауляй, Литва
2020
Повышение КПД конденсационных экономайзеров с использованием тепловых насосов

Для любого поставщика тепловой энергии очень важно максимально эффективно использовать оборудование и ресурсы, чтобы стоимость производимого тепла была как можно ниже (более конкурентной).
Сравнительно недавно для увеличения КПД котельных стали использовать конденсационные экономайзеры дымовых газов. Сегодня мы хотим предложить Вашему вниманию решения, которые позволяют увеличить КПД конденсационных экономайзеров, используя тепловые насосы.

1. Использование энергии конденсата (на примере проекта AB „Šiaulių energija“)
Сегодня излишки конденсата, который образуется в экономайзере, как правило, направляют в канализацию. Температура конденсата зависит от температуры возвращающейся сетевой воды и колеблется от 55С до 35С. В свою очередь объем конденсата зависит от влажности топлива, например, при постоянной нагрузке котла на щепе мощностью 40,39 МВт, объем конденсата меняется в пределах от 3 до 20 м3/ч. Для использования тепловой энергии такого объема конденсата АО “Шаулю Енергия” в 2021 г. внедрило у себя систему утилизации тепла конденсата с компрессорными тепловыми насосами.

AB „Šiaulių energija“ предъявляло к системе достаточно жесткие требования:
⦁ СОР системы (соотношение между количеством вырабатываемой тепловой энергии (кВт/час) и электрической энергии (кВт/час), необходимой для работы всей системы тепловых насосов) должен быть больше или равен 4 при расходе конденсата 10 м3/ч с температурой 48C (±3С) и температуре обратной сетевой воды 45С (±2С). По требованиям договора достигнутый COP рассчитывается, учитывая всех потребителей электроэнергии системы: тепловые насосы, циркуляционные и конденсатные насосы, электрические привода, счетчики тепла, контролер и т.д. Контроллер высчитывает СОР системы по получаемым данным со счетчиков тепла и электроэнергии.
⦁ Температура охлажденного конденсата должна быть не более 15C (±2C) при расходе конденсата 10 м3/час и 18C (±2C) при 15 м3/час. Обеспечить такую температуру требовалось в связи с тем, что охлажденный конденсат, Заказчик отправляет на систему химической водоподготовки с обратным осмосом.

Результаты внедрения проекта:
⦁ Спроектированная и смонтированная установка подтвердила параметры, которые были заложены в проекте.
⦁ При расходе конденсата 10 м3/ч с температурой 40-43С, потребляя 100 кВт/ч электроэнергии, данная установка вырабатывает от 420 до 460 кВт/ч тепловой энергии.
⦁ СОР колеблется от 4,05 до 4,2 даже при объеме конденсата 18 м3/ч (мы уверены, что при увеличении температуры конденсата СОР и объем произведенного тепла будут расти).
⦁ Температура конденсата на выходе из установки колебалась от 12С до 17С. При увеличении объема конденсата до 20 м3/ч температура повышалась до 21С.

Рекомендации для внедрении подобных проектов:
⦁ Так как чаще всего конденсат сбрасывается в канализацию, то учет его объемов ведется не очень точно, т.е. нет точных данным по расходу в час, а это очень важно при проектировании системы;
⦁ Заказчик направил в установку всю воду системы охлаждения проб парового котла - это очень правильно и по-хозяйски, но снижает СОР, так как ее температура 30-32С. При работе внедренной установки только с водой охлаждения проб, без конденсата, СОР снижался до 3.8- 3.9;
⦁ Так как на линии конденсата, которая уходила в канализацию, монтируются насосы, то возможен перелив конденсата из баков накопителей при пропаже напряжения. Желательно предусмотреть систему, работающую без потребления электричества, которая в случае останова насосов, не допустит перелива конденсата.

2. Снижение температуры воды перед экономайзером.
Эффективность работы экономайзеров дымовых газов очень зависит от температуры возвращающейся сетевой воды. В связи с увеличением температуры обратной сетевой воды летом, КПД конденсационных экономайзеров сильно ухудшается.
Для тепловых сетей г. Мажейкяй мы считали два варианта улучшения КПД с помощью тепловых насосов. Вариант с установкой абсорбционного теплового насоса был отброшен из-за отсутствия высокотемпературного источника тепла. Единственно возможным был признан вариант с компрессорными тепловыми насосами.
По нашим подсчетам получалось, что при внедрении системы с компрессорными тепловыми насосами, СОР которой будет от 4 до 5 (с учетом всех потребителей электроэнергии системы), Заказчик может получить дополнительно до 1.2 МВт/ч тепла от тепловых насосов в летний период времени, при этом также вырастет выработка тепла на экономайзере от 15 до 25% (точнее на этом типе экономайзеров нам сложно посчитать).
Так как тепловые сети г. Мажейкяй не имеют электростатического фильтра, и конденсат после экономайзера загрязненный – для этого случая у нас есть решение с трубчатым теплообменником со специальными самоотчищающимися трубками. Такой теплообменник уже более 5 лет работает на Зарасайской РК и прекрасно себя зарекомендовал.

Мы будем рады предложить Вам наши решения (проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию).