Перспективні конструкції водогрійних котлів великої потужності для систем централізованого теплопостачання

Анотація

Стаття присвячена актуальної темі – підвищенню енергоефективності потужних опалювальних котелень і станцій теплопостачання систем централізованого теплопостачання міст України, зокрема заміні відпрацювавших    свій експлуатаційний термін і фізично зношених водогрійних котлів великої потужності.

Реально в потужних опалювальних котельних систем централізованого теплопостачання міст України використовуються водогрійні  котли двох серії – ПТВМ та КВГМ. Обидва типа котлів сьогодні не задовольняють потреб ринку – вимог нормативних документів з екології та з енергоефективності.  В пострадянських країнах Прибалтики та Східної Європи накопичений великий досвід з модернізації цих котлів з метою підвищити їх екологічні та теплотехнічні показники. Зокрема за рахунок заміни пальників на більш сучасні, зменшення їх кількість для котлів серії ПТВМ, улаштування газощільних екранних поверхонь в топках котлів, заміни обмурування на легке з волокнистих матеріалів, глибокої автоматизації роботи котлів та оснащення частотними регуляторами тягодуттєвих машин.

Однак при необхідності    збільшувати потужності великих опалювальних котелень використовувати котли типів ПТВМ та КВГМ вже недоречно. В наведеному в статті огляді технічної літератури проаналізовано великий обсяг інформації з результатами досліджень щодо оптимізації конструкції потужних парових котлів, зокрема з оптимізації компонування пальників в топках. Аналіз цієї інформації показав, що її можна використовувати і для проектування водогрійних котлів великої потужності (від 30 МВт до 200 МВт). 

На основі аналізу інформації вибрані напрямки оптимізації  конструкцій водогрійних котлів великої потужності  розташування пальників в своді або в поду топок, використання газощільних екранних поверхонь, частина з яких виконується двосвітними, використання якомога  меншої кількості модульованих пальників  Low NO_x великої потужності, глибока автоматизація роботи котлів і котельні взагалі.

В статті наведений приклад концептуальної конструкції водогрійного котла потужністю 120 МВт з  використанням названих вище принципів у порівнянні з водогрійним котлом такої же потужності, що являє собою модернізований варіант котла ПТВМ-100 потужністю 116 МВт. Порівняння показує, що пропонуємо концептуальна конструкція водогрійного котла має майже в 2,5 рази меншу металоємність, майже в 2 рази менше за висотою, має набагато гнучкіше та широке регулювання, що веде до меншої вартості самого котла та відповідно вартості монтажних робіт.