Производительные и экономные котлы отопления на жидком топливе позволяют добиться полной автономности от централизованной магистрали газопровода. Размышляя над установкой агрегата, необходимо разобраться с его устройством, принципом работы и особенностями эксплуатации.
Выбор котла должен основываться на сравнительной оценке характеристик и функциональности разных моделей. Немаловажный фактор – репутация производителя.
Достоинства и недостатки жидкотопливных котлов
Котлы на жидком топливе, несмотря на способность эффективного обогрева здания и техническое совершенство, не так часто встречаются, как газовые или твердотопливные теплогенераторы.
Оборудование, работающее на дизтопливе или отработке очень популярно в странах Западной Европы.
К числу значимых достоинств жидкотопливного котла отопления относятся:
- Высокая эффективность работы. КПД большинства моделей достигает 95%. Топливо расходуется практически без потерь.
- Большая мощность. Производительность агрегатов позволяет отапливать как компактные жилые помещения, так и просторные производственные цеха.
- Высокий уровень автоматизации работы. Котел длительное время функционирует без участия человека.
- Автономность от источников энергии. За исключением электроэнергии. При необходимости, можно обойтись генератором.
- Возможность перехода на газовое топливо.
Существуют и дополнительные плюсы подобного оборудования. Для установки котла не потребуется согласование и получение разрешения. Кроме того, отсутствие газопровода существенно облегчает монтажные работы.
Трудности монтажа и эксплуатации жидкотопливного котла:
- Высокие затраты на покупку топлива. При интенсивном пользовании оборудованием годовой расход горючего может достигать нескольких тон.
- Для хранения топлива возводится отдельное строение. Как вариант, склад с емкостями из непрозрачного пластика или стали оборудуется в земле. Важное условие – защищенность от солнечных лучей.
- Агрегат надо размещать в обособленном помещении с хорошей вентиляцией и мощной вытяжкой.
- Если дизельная котельная расположена вплотную с домом, то потребуется дополнительная звукоизоляция – горелка во время работы издает шум.
При оборудовании подземных топливохранилищ надо учитывать гидрогеологические характеристики местности.
Устройство и принцип действия котла
Жидкотопливные агрегаты работают по такому же принципу, как и газовые. Основное отличие заключается в использовании вентиляторной горелки (форсунки). Тип устройства во многом определяет эффективность и экономичность работы котла.
Основные рабочие узлы теплогенератора
Конструктивные элементы котла на жидком топливе:
- горелка;
- камера сгорания;
- теплообменник;
- дымоход;
- блок управления;
- корпус.
Жидкотопливная отопительная установка комплектуется магистралью с насосом, обеспечивающим подачу топлива, и резервуаром для хранения горючего.
Горелка. Главный модуль установки, отвечающий за подготовку топливно-воздушной смеси и передающий ее в количестве, необходимом для поддержания работы теплогенератора.
Стандартная комплектация горелки для жидкотоплевного котла:
- Трансформатор розжига. Генерирует искру, за счет которой воспламеняется топливо.
- Блок управления. Определяет фазы запуска, выполняет контроль и осуществляет остановку работы горелки. Предусмотрено подключение фотоэлемента, трансформатора розжига и датчика аварийного отключения.
- Электромагнитный клапан. Корректирует подачу горючего в камеру сгорания.
- Воздушный регулятор с фильтром. Устройство нормализуем подачу воздуха, предотвращая попадание твердых частиц.
- Предварительный подогреватель. Изменяет состояние топлива, снижая его вязкость. Чем более жидкое горючее поступает в отверстие форсунки, тем экономнее оно расходуется.
- Патрубок перелива топлива. Соединяется с баком, где осуществляется подогрев горючего.
- Жаровая труба. Через магистраль тепловая энергия поступает к месту нагрева теплоносителя, который затем циркулирует в отопительной системе.
Горелка может быть изначально встроена в котел без возможности увеличения мощности агрегата. Навесные модули позволяют модифицировать оборудование.
Камера сгорания. По сути, это жаропрочная емкость с впускным и выхлопным отверстием. Как правило, она имеет круглое или прямоугольное сечение.
Теплообменник. Через стенки теплообменника осуществляет передача тепловой энергии теплоносителю. В современных моделях покрытие этого элемента выполнено по принципу радиаторного устройства – это позволяет максимально использовать тепловую энергию, полученную в процессе горения.
Дымоход. Забор воздуха осуществляется с улицы или из котельной. При подаче извне воздух подводится через коаксиальный дымоход или по отдельному каналу. Для повышения эффективности дымогарные каналы снабжаются стальными пластинами – отходящие газы образуют турбулентные потоки, уменьшающие их скорость. Тяга при этом сохраняется.
Блок управления. Автоматика предназначена для поддержания заданной температуры. Вспомогательные функции удешевляют эксплуатацию котла. С технической точки зрения самыми продвинутыми считаются погодозависимые блоки, которые изменяют температуру нагрева теплоносителя исходя из показаний наружных датчиков.
Корпус. Все элементы системы заключены в прочный теплоизоляционный корпус. Такая «оболочка» сокращает теплопотери и повышает эффективность работы котла. Снаружи корпус обклеен слоем теплоизоляционной пленки, которая при нагреве остается холодной и защищает оператора от ожога.
Как происходит обогрев помещения
Весь процесс генерирования тепла в жидкотопливном котле, и передачи тепловой энергии к радиаторам отопления можно разбить на несколько этапов.
Этап 1. Солярка или другое горючее заливается в хранилище. Топливный насос подает жидкость на горелочное устройство – в трубопроводе создается давление. Одновременно, топливонасос с помощью датчиков определяет качество горючего и процент его загустевания.
Этап 2. Дизтопливо поступает в камеру подготовки. Здесь происходит смешивание горючего с воздухом, подогрев и разжижение смеси.
Этап 3. Топливо-воздушный состав подается на форсунку. Под действием вентилятора смесь распыляется и топливный туман воспламеняется в камере горения.
Этап 4. Стены камеры нагреваются. За счет этого происходит нагрев теплообменника и теплоносителя. Теплая вода поступает и циркулирует в системе отопления.
Этап 5. При сгорании горючего вещества образуются газы, которые выводятся через дымоход. Устремляясь наружу, дым проходит через ряд теплообменных пластин и тоже отдает свое тепло.
Разновидности жидкотопливных моделей
Все котлы на жидком топливе можно классифицировать по следующим критериям: сфере применения, функциональности, типу регулировки, материалу изготовления, виду используемого топлива и способу монтажа.
Бытовые и промышленные агрегаты
Основной показатель, определяющий принадлежность котельной установки к одному из видов, это мощность. Бытовые модели выпускаются мощностью от 6 до 230 кВт. Этого достаточно для отопления маленьких домов площадью 50 кв. м и больших загородных коттеджей на 2200 кв. м.
Показатель производительности определяет расход топлива в жидкотопливном котле отопления – на выработку 10 кВт тепла требуется порядка 1 кг солярки в час. Бытовые агрегаты рассчитаны на максимально допустимое рабочее давление – 4-6 бар.
Мощность промышленных жидкотопливных котлов составляет от 500 до 12000 кВт. Сверхмощные модели работают на обогрев зданий площадью более 15 тыс. кв. м. Управление производственными отопительными агрегатами полностью автоматизировано.
Промышленное котельное оборудование подразделяется на водогрейные и паровые котлы. Первые выполняют нагрев воды под давлением, а вторые – генерируют перегретый или насыщенный пар.
Одно- и двухконтурные котлы отопления
Одноконтурные котлы предназначены исключительно для отопления помещения. Они подключаются к радиаторам, и теплоноситель циркулирует по замкнутой системе обогрева. Такой агрегат не подогревает воду для бытового потребления – об этом надо позаботиться отдельно, установив бойлер.
Двухконтурные модели более функциональны. Котлы обеспечивают обогрев дома и подачу теплой воды в разные точки водозабора (душ, умывальник и т.д.). В конструкции оборудования предусмотрен дополнительный теплообменник для обеспечения горячего водоснабжения.
Виды оборудования по способу регулирования
Режим работы котла определяется типом установленной горелки. По типу регулировки все устройства делятся на несколько групп:
- одноступенчатые;
- двух- и трехступенчатые;
- модулируемые.
Одноступенчатые модули функционируют по принципу переменного включения и выключения. После нагрева теплоносителя до определенной температуры пламя гаснет, а после остывания – горелка опять включается. Такие горелки малоэффективны – приводят к перерасходу топлива.
Двух- и трехступенчатые устройства работают в следующих режимах:
- Двухступенчатые модули функционируют на 30 и 100% мощности. После максимального нагрева воды, горелка перестраивается на режим пониженной производительности. Это позволяет сократить расход горючего на 5-10%.
- Трехступенчатые работают на 30-60-100% мощности. Достигается экономичность и высокая теплоэффективность прибора.
Модулируемые – процесс сгорания топлива регулируется в автоматическом режиме. На интенсивность пламени влияют: температура внутри и снаружи здания, качество топлива и заданный режим. Диапазон изменения мощности составляет 10-100% производительности.
Микропроцессорная автоматика определяет состав топливно-воздушной смеси, оптимальную скорость подачи горючего на форсунки и давление.
Чугунные или стальные теплообменники
Производители оснащают отопительные агрегаты чугунными или стальными теплообменниками. Материал изготовления влияет на эффективность и долговечность котла.
Чугунные модели отличаются длительным сроком эксплуатации – более 30-ти лет. Однако они достаточно «капризны» и при критическом перепаде температур между «обраткой» и «подачей» могут дать трещину. Температурная разница воды на входе и выходе не должна превышать 20°С.
Если котел будет использоваться периодически, например, при визитах на дачу, то лучше выбирать модель со стальным теплообменником. Жаропрочная сталь менее долговечна, но устойчиво переносит перепады температур.
Разновидности котлов по типу топлива
В качестве топливного материала в жидкотопливных котлах чаще всего используется дизель (солярка) или отработанное масло. Внешне дизельные установки не отличаются от собратьев, работающих на «отработке». Основная разница в технической составляющей.
Для работы котла используется чистое, паспортизированное дизельное топливо. При сжигании горючего образование золы минимально. Это позволяет использовать в конструкции топку и дымогарные трубы меньшего диаметра.
Сгорание отработанного масла происходит с обильным выбросом золы. В котлах на «отработке» внутри дымогарных трубок нет турбулизатора, и весь осадок откладывается в специальной дымосборной камере.
Напольные и настенные модели
По способу монтажа различают настенные и напольные агрегаты. Навесные котлы – компактны, удобны в установке, но малопроизводительны. Их мощности хватит на огрев помещения, площадь которого не превышает 300 кв.м.
Напольные жидкотопливные котлы более громоздкие и производительные. К ним относятся все агрегаты промышленного назначения и бытовые модели высокой мощности.
Обзор моделей от ведущих компаний
Достойную нишу на рынке отопительного оборудования занимают жидкотопливные котлы зарубежных производителей: ACV, EnergyLogyc, Buderos Logano, Saturn, Ferolli и Viessmann. Среди отечественных компаний хорошо себя зарекомендовали Лотос и ТЭП-Холдинг.
Универсальные котлы ACV Delta Pro
Бельгийская компания ACV реализует модели линии Delta Prо S – двухконтурные котлы со встроенным бойлером. Мощность отопительных агрегатов составляет от 25 до 56 кВт.
Технико-эксплуатационные особенности:
- материал изготовления теплообменника – сталь;
- пенополиуретановая изоляция корпуса;
- работа на дизельном топливе или газе;
- панель управления с термометром, регулировочным термостатом.
Жидкотопливный котел «подстраивается» под сезон – предусмотрен переключатель «зима/лето».
Агрегаты EnergyLogyc – интеллектуальная автоматика
Котлы на отработанном масле американской компании EnergyLogyc отличаются от аналогов автоматизированными процессами настройки горелки и сжигания топлива. В качестве горючего используются отработанное масло, дизтопливо, растительное масло или керосин.
Жидкотопливные агрегаты EnergyLogyc выпускаются в трех модификациях:
- EL-208В – мощность 58,3 кВт, потребление топлива – 5,3 л/ч,
- EL- 375В – производительность 109 кВт, расход горючего – 10,2 л/ч;
- EL-500В – тепловая мощность – 146 кВт, потребление топливного материала – 13,6 л/ч.
Максимальная температура теплоносителя в представленных моделях – 110°С, рабочее давление – 2 бар.
Buderos Logano – немецкое качество
Компания Buderos (Германия) выпускает дизельные котлы, форсунки, горелки и прочее оборудование, необходимое для эксплуатации отопительной системы. Диапазон мощностных характеристик агрегатов составляет 25-1200 кВт.
Котельные установки Buderos Logano производятся в двух сериях:
- Buderos Logano категории «G» — предназначены для частного использования, их мощность составляет 25-95 кВт;
- Buderos Logano категории «S» — оборудование промышленного назначения.
Агрегаты отличаются обтекаемым дизайном, удобной системой управления, встроенным шумоглушителем.
Котлы корейской фирмы Kiturami
Напольные двухконтурные котлы Kiturami серии Turbo предназначены для бытового использования. Мощность агрегатов 9-35 кВт. Отличительные особенности модели:
- обеспечение отопления и горячего водоснабжения помещений до 300 кв.м;
- теплообменник котла изготовлен из высоколегированной стали;
- дополнительный теплообменник ГВС на 99% состоит из меди, что повышает эффективность обогрева;
- в качестве теплоносителя подходит антифриз и вода.
Отличительная черта моделей Turbo – наличие турбоциклонной горелки. Она функционирует по принципу турбированного двигателя автомобиля.
В специальной металлической плате за счет высокой температуры происходит вторичное сгорание. Это позволяет экономично расходовать топливо и сокращает выброс вредных веществ в атмосферу.
Выводы и полезное видео по теме
Просмотр видеоматериалов поможет разобраться в устройстве и принципе работе отопительных агрегатов на жидком топливе.
Сравнение дизельного котла и агрегата, работающего на «отработке»:
Принцип работы Kiturami Turbo 30R:
Жидкотопливные котлы отличаются высоким уровнем автоматизации. Отопление на базе дизельных устройств позволяет достичь автономности, а отсутствие жестких рамок по документальному оформлению делает их привлекательным предложением. Однако ряд существенных недостатков по обслуживанию котельной установки, удерживает спрос на дизельные агрегаты.
sovet-ingenera.com
Топливо – горючие вещества, используемые для получения тепла. Топливо состоит из горючей и негорючей частей. Горючей частью является углерод , водород и сера, а негорючей – кислород , азот, зола и влага.
Различают твердое, жидкое и газообразное топливо. Твердое топливо – дрова, торф, бурый и каменный угли, сланцы; жидкое – нефть и продукты ее переработки – мазут, керосин и др., газообразное – природные и искусственные газы.
Различают также естественное топливо, непосредственно существующее в природе – дрова, уголь, торф, природный газ, и искусственное, являющееся продуктом переработки естественного топлива — древесный уголь, мазут, искусственные газы и др.
В зависимости от величины теплоты сгорания различают высокосортное топливо (с высокой теплотой сгорания) и низкосортное.
Сливной эквивалент – число, которое показывает, какому количеству условного топлива равноценна единица массы какого-либо другого вида действительного топлива. По данным можно определить топливный эквивалент. Так, для мазута он равен 9500:7000 = 1,36; для подмосковного угля 2640:7000=0,38 и т. д.
Из твердых топлив в отопительных котельных в основном сжигают ископаемые угли, которые делятся на три группы – бурые, каменные и антрациты. Они образовались в результате медленного разложения растений под слоем земли без доступа воздуха.
Бурые угли – наиболее молодая группа углей с большим содержанием золы и влаги, их теплота сгорания невелика: 1800-3250 ккал/кг. Недостатком также является большое содержание серы, что приводит к усиленной коррозии стальных частей в котельной установке, а также способность к самовозгоранию при длительном хранении в штабелях. Бурый уголь целесообразно сжигать только в топках крупных котлов.
Каменные угли – твердое горючее полезное ископаемое растительного происхождения, черного цвета с блестящей, матовой или полуматовой поверхностью; при сгорании пламя тем больше, чем выше содержание водорода. Хранят уголь в штабелях призматической формы высотой до 1,5 м (для донецкого угля допустима высота до 2 м).
Антрацит – старейший из всех групп ископаемых углей. Он сгорает без пламени с выделением небольшого количества дыма, удобен для сжигания в топках любых котлов.
Из жидких топлив в отопительных котельных применяют мазут – остаточный продукт переработки нефти с плотностью 0,96-0,98 т/м³. Его хранят в подземных стальных или железобетонных резервуарах, установленных вне котельных. Емкость резервуаров рассчитывают на потребность не менее 15 сут. работы котельной.
Газообразное топливо – это смесь горючих и негорючих газов. В естественном газе в основном содержатся метан, этан и тяжелые углеводороды, а также негорючие газы – углекислый газ и азот. В среднем природные газы состоят из 96% метана, 2% этана, 0,5% тяжелых углеводородов и 1,5% углекислого газа и азота. По сравнению с твердым топливом газообразное имеет ряд преимуществ – простота и меньшая трудоемкость обслуживания котлов; лучшее перемешивание горючего а с воздухом, в результате чего возможно горение с наименьшим избытком воздуха и, следовательно, меньшими потерями тепла с отходящими газами.
Однако при сжигании газа следует учитывать и особенности этого процесса – взрывоопасность и ядовитость газа. Природный газ при содержании его в воздухе от 3,8 до 17,8% (по объему) образует смесь, которая при огне или искры взрывается. Утечки газа опасны и потому, что он ядовит. Поэтому природный газ, не имеющий цвета, вкуса и запаха, предварительно одоризуют, добавляя к нему вещества с сильным запахом.
Горение топлива – быстрое химическое соединение горючих элементов топлива с кислородом воздуха, происходящее при высокой температуре с выделением тепла. При горении углерода образуется углекислый газ и выделяется 8050 ккал/кг углерода. Водород, сгорая, образует водяные пары, причем выделяется 28 500 ккал/кг водорода. При горении серы образуется сернистый газ и выделяется 2160 ккал/кг серы.
При недостатке воздуха происходит неполное сгорание углерода, часть его образует окись углерода, при этом происходят значительные потери тепла.
Необходимое для полного сгорания топлива количество воздуха зависит от теплоты его сгорания; для антрацита оно в среднем равно 7,8 м³/кг, для торфа и бурого угля – 3 м³/кг, а для московского городского газа – 10 м³/кг.
Однако в котлах невозможно обеспечить достаточное перемешивание воздуха с топливом. Поэтому для полного сгорания топлива необходим некоторый избыток воздуха. При нормальных условиях работы котлов коэффициент избытка воздуха составляет для твердого топлива 1,3-1,5, а для газа и мазута – 1,05-1,15. При большем избытке воздуха произойдут значительные потери тепла с уходящими газами.
Причинами, вызывающими прохождение через топку чрезмерно большого количества воздуха, могут быть: сильная тяга в дымовой трубе; чрезмерно большое поступление воздуха из дутьевого воздуховода; не плотности в гарнитуре котлов и ее притворах; слишком тонкий слой топлива или прогары в этом слое. При наличии избытка воздуха пламя получается прозрачное, светлое, а дым бесцветный (при сжигании антрацита бесцветность дыма не является признаком избытка воздуха). При прогарах пламя на прогоревших участках имеет ослепительно белый цвет.
Для уменьшения количества избыточного воздуха его подачу в топку необходимо регулировать в зависимости от процесса горения. Подсушенное и нагретое топливо выделяет горючие газы, которые в топочном пространстве перемешиваются с воздухом и сгорают, образуя пламя. В этот период в топку надо подавать больше воздуха, чтобы горючие газы успели сгореть. Для этого поднимают шибер за котлом, полностью открывают поддувальную и приоткрывают зольную дверку или полностью открывают дроссель – клапан на дутьевом воздуховоде.
По мере того как количество выделяющихся горючих газов снижается, уменьшают поступление воздуха в котел. При горении топлива на колосниковой решетке воздух надо подавать в таком количестве, чтобы цвет слоя получился соломенно-золотистый, а дым, выходящий из трубы – светло-серого цвета.
Потери тепла от химической неполноты горения происходят, если топливо сжигают при недостаточном количестве воздуха или оно расположено по колосниковой решетке неровным слоем. При недостатке воздуха образуется угарный газ (окись углерода), при котором часть содержащегося тепла не используется в котле, а уходит с дымовыми газами в трубу.
При неравномерном расположении топлива на решетке в тонкие участки слоя воздух поступает в избытке, а в утолщенные участки – недостаточно. В результате получается одновременно двойная потеря тепла: с дымовыми газами через топкий слой топлива и от неполноты сгорания топлива в толстом слое.
Признаком неполноты сгорания топлива является сине-красный цвет пламени и черный цвет дыма. При неполном сжигании антрацита над слоем топлива появляются голубые языки горящей окиси углерода.
Приток воздуха в котел уменьшается, если на колосниковой решетке лежит чрезмерно толстый слой шлака и топлива.
Толщина слоя топлива на колосниковой решетке не должна превышать при сжигании (мм): мелкого бурого угля 40-50, крупного бурого угля – 70-80, мелкого антрацита – 100, крупного антрацита – 200, мелкого торфа – 400, колотых березовых сухих дров – 700 и кускового торфа – 800. Необходимо забрасывать топливо в топку часто и маленькими порциями; при этом температура в топке не будет резко снижаться, а топливо быстро разгорится, так как от малых порций топлива выделяется немного горючих летучих веществ и они успевают сгорать в топочном пространстве. По мере сгорания загруженной в топку порции топлива необходимо уменьшить количество воздуха, поступающего в топку, а после загрузки новой порции, когда из нее начинается бурное выделение газов, поступление воздуха в топку увеличивают, полностью открывая шибер за котлом.
Если есть признаки неполного сгорания топлива, то необходимо временно усилить дутье и тягу или дать выгореть слою топлива, находящемуся в топке, а затем поддерживать нормальный режим его сжигания.
Потеря топлива от механической неполноты его горения происходит при частичном провале топлива через зазоры колосниковой решетки, уносе мелкого топлива в газоходы котла, борова и в дымовую трубу и при обволакивании несгоревших кусочков топлива плавящимся шлаком.
Потеря в шлаке тем больше, чем выше зольность топлива и чем меньше выход летучих веществ; последнее объясняется тем, что при сгорании топлива с малым выходом летучих веществ температура слоя топлива высока, шлаки плавятся и обволакивают со всех сторон кусочки топлива, тем самым прекращая его горение.
Потери топлива в шлаке снижаются при чистке топки, а также при раздроблении шлака после удаления его из топки с последующим извлечением из него (после охлаждения) несгоревших кусочков топлива. Поэтому перед котел следует забрасывать только мелкие кусочки угля.
Если на решетке скопились шлаки, горение топлива ухудшается, и поэтому их необходимо взламывать (но их следует не выбрасывать, а перемешивать с горящим топливом).
Резко снизить потери топлива от зашлакования возможно, если применить полую, смываемую водой колосниковую решетку. Больших размеров (до 20%) могут достигнуть потери топлива от уноса при неспекающихся углях, значительной форсировке работы топки и мелком топливе.
Для борьбы с уносом топлива необходимо понизить избыток воздуха, подаваемого в топку, снизить форсировку котла до нормальной величины и смочить мелкое топливо водой для образования корки. Необходимо также сортировать топливо по размерам кусков, а мелочь сжигать при малой форсировке котлов, т. е. при более высокой температуре наружного воздуха.
Хороший результат дает увеличение объема топочного пространства путем соответствующей реконструкции топки. Помимо перечисленных потерь тепла в котельных установках имеют место потери тепла в окружающую среду (в воздух котельной) через обмуровку котлов, изоляцию трубопроводов и от арматуры.
Коэффициент полезного действия котельной установки – отношение количества тепла, выработанного этой установкой, к теплоте сгорания всего сожженного в котлах топлива.
consultinfo.net
Преимущества ДТ для отопления зданий и сооружений
Ряд существенных преимуществ делает ДТ неплохой альтернативой углю и дровам:
- Высокая теплоотдача – котлы, работающие на дизельном топливе, могут обогревать значительные площади (ангары, цеха, теплицы).
- КПД котла, работающего на ДТ – 92 процента, что эффективно в сравнении с углем.
- Агрессивное воздействие на все узлы отопительной автономной системы полностью отсутствует.
- Выбросы вредных веществ в атмосферу минимальны, особенно при применении качественного дизельного топлива.
- Не требуется оформление дорогостоящей документации для установки и эксплуатации котла отопления на ДТ.
- При работе котла на дизеле практически не возникает перебоев и поломок.
Единственный минус применения ДТ все же есть – стоимость из года в год становится выше.
Выбор ДТ для котла отопления
В зависимости от типа отопительного оборудования рекомендован тот или иной сорт дизельного топлива. Обычно инструкция по расходному топливу присутствует в технической документации к котлу. Но стоит знать некоторые особенности ДТ, которое применяется для отопительного оборудования:
- Мазут – котел на мазуте оборудован сложной конструкцией горелки, так как это топливо имеет высокую вязкость. По стоимости топлива такой котел дешевле, но по времени разогрева топлива и по расходу электроэнергии обойдется дороже дизельного аналога.
- Дизель – для современных котлов со сложной системой лучше приобретать топливо класса Евро не ниже 4, с низким содержанием серы, так как сернистые соединения при горении вызывают быструю коррозию топочной камеры. Печное топливо для современных отопительных применять не рекомендуется.
Приобрести ДТ для котельной всегда можно в топливной компании «ExpressDiesel». Наш отдел логистики оперативно примет заказ и доставит нужный объем топлива для котельной в любую точку северо-западного региона.
expressdiesel.ru
АВТОРЫ:
С.В. Зубков, директор по маркетингу ГК «Газовик»
Е.А. Карякин, директор по развитию ГК «Газовик»
Во многих развитых странах (США, Канада и др.) использование СУГ в качестве источника резервного питания для работающих на природном газе котельных является стандартным решением. Несмотря на очевидные преимущества перед традиционными альтернативными источниками резервного питания (дизельное топливо, топочный мазут, уголь), оно тем не менее недостаточно широко распространено в России.
СУГ дешевле мазута и дизтоплива, при этом значительно экологичнее их. Парк хранения СУГ зимой не нужно обогревать, что уменьшает эксплуатационные расходы. Его намного сложнее украсть, что также немаловажно в российских условиях. При использовании смесительной системы переход с природного газа на смесь воздуха с паровой фазой СУГ осуществляется практически мгновенно и незаметно для потребителя.
Почему в России такое решение оказывается невостребованным? Одна из причин – недостаток практики применения смесительных систем в советское время. В теории они известны достаточно хорошо, описание принципов их работы есть во многих советских и российских учебниках по газо- и теплоснабжению. Но поскольку подобное оборудование у нас почти не выпускалось, опыт его использования крайне ограничен.
За последние годы более 20 крупных объектов, применяющих СУГ в качестве резервного топлива, было спроектировано, построено и запущено в эксплуатацию специалистами компании «Газовик-Химмаш». Примерно в половине случаев эти технические решения включают смесительные системы. Среди них – резервный источник газоснабжение факела Олимпийского огня на Олимпиаде в Сочи – 2014 (резервуарный парк хранения СУГ V = 400 м3, смесительная система мощностью 2830 м3/ч по природному газу), реконструкция системы теплоснабжения поселка Несветай-ГРЭС и четыре микрорайона г. Красный Сулин Ростовской области (котельная мощностью 19,3 МВт, резервуарный парк хранения СУГ V = 225 м3, смесительная система мощностью 708 м3/ч по пропану) и др. Экономика затрат на строительство и эксплуатацию систем резервного питания позволяет говорить о хороших перспективах его применения в России. И тут нельзя обойти стороной действующую сегодня нормативную базу.
Резервное топливо для котельных предназначено для использования при ограничении или прекращении подачи природного сетевого газа в течение длительного периода времени (в рамках «Правил поставки газа в Российской Федерации»), что связано с сезонной неравномерностью потребления газа во время пиковых нагрузок.
Согласно п 4.1 СНиП II-35-76 «Котельные установки», виды основного, резервного и аварийного топлива, а также необходимость резервного или аварийного топлива для котельных устанавливаются с учетом категории котельной, исходя из местных условий эксплуатации и по согласованию с топливоснабжающими организациями.
На практике резервирование топлива применяется в котельных социально значимых объектов с особыми требованиями санитарных правил и нормативов к системам центрального теплоснабжения и горячего водоснабжения (в первую очередь это больницы, школы, детские дошкольные учреждения и т. п.).
В качестве резервного топлива наибольшее распространение получили жидкие углеводороды (дизельное топливо, мазут), сжиженные углеводородные газы (СУГ), реже – твердое топливо (каменный уголь, торф, дрова). Ниже мы предлагаем рассмотреть концепцию применения сжиженных углеводородных газов (обычно это пропан-бутановая смесь в различных пропорциях) в сравнении с наиболее часто применяемым дизельным топливом.
В котельных с относительно небольшим запасом дизтоплива бак монтируется в дополнительном вспомогательном отсеке, герметично отделенном от основного. В котельных большей мощности и/или с большим аварийным запасом (рис. 1.) хранилище топлива устраивается в специальных емкостях надземного или подземного исполнения. При этом подача топлива к горелкам осуществляется при помощи насосов. При наземном расположении емкостей возможно также наличие нагревательных элементов для подогрева дизтоплива в холодный период.
В котельных установках с использованием СУГ (рис. 2) емкости для хранения запаса топлива располагаются ниже уровня поверхности земли.
В составе оборудования такой котельной основными элементами являются также технологическая обвязка емкостей, насосная группа, испарительная и смесительная системы, часто объединенные в один блок. Подача паровой фазы к горелкам котельной осуществляется посредством термоизолированных трубопроводов.
Наиболее эффективный способ применения СУГ в качестве резервного топлива – его смешивание с воздухом для достижения показателей теплотворной способности природного газа. В англоязычной литературе такую смесь СУГ и воздуха называют SNG (синтетический природный газ). При этом в момент перехода автоматики с природного газа на SNG аппаратура котельной «не замечает» подобной смены, так как оба вида топлива практически идентичны.
Рассмотрим дизельное топливо и СУГ с точки зрения объема и стоимости суточного потребления при максимальной загрузке котлов в расчете на 1 МВт, условно приняв равными КПД котлов, стоимость оборудования, монтажа и эксплуатации котельных одинаковой мощности с резервом в виде дизтоплива и СУГ. В качестве СУГ будем рассматривать пропан-бутановую смесь марки ПБТ с содержанием пропана не более 60% по ГОСТ 52087.
Суточное потребление топлива рассчитывается по следующей формуле:
Рн х 24 V т.с.= КПДк х Qв,
где
V т.с. – суточный объем потребления топлива (л; м3)
Рн – номинальная мощность котельной (кВт)
КПДк – коэффициент полезного действия котлов
Qв – удельная теплота сгорания топлива на расчетную единицу (л; м3)
При КПДк = 0,95, удельной теплоте сгорания дизтоплива 11,9 кВт/л, удельной теплоте сгорания смеси СУГ равной 12,5 кВт/кг, соотношении «масса/объем» 1,76 (коэффициент плотности СУГ марки ПБТ = 0,568, температура = 0ºС) получаем результаты, приведенные в табл.1.
Табл. 1 – Стоимость суточного потребления топлива котельной в расчете на 1 МВт мощности
| V т.с., л | Среднерыночная оптовая стоимость, руб./л | Стоимость потребления топлива, руб./сут. | |
| Дизельное топливо | 2123 | 31,61 | 67106,50 |
| СУГ | 3557 | 11,10 | 39483,00 |
Из таблицы видно, что при всех иных равных параметрах отапливать котельную сжиженными углеводородными газами почти в 1,7 раза дешевле, чем дизельным топливом.
И, конечно же, положительный эффект от применения СУГ возрастает в периоде прямо пропорционально объемам использования резервного топлива.
При этом мы не рассматриваем стоимость подогрева емкостей с ДТ в зимний период, что также может являться серьезной статьей затрат. По сложившейся в регионах практике подогрев емкостей в холодное время года часто вообще не осуществляется, что делает фактически невозможным запуск резервной системы питания.
Кроме того, в сравнении с дизтопливом СУГ имеет ряд других преимуществ:
• жидкая фаза СУГ, имея те же основные физические свойства жидкости, что и дизтопливо, тем не менее не подвержена существенному повышению вязкости в условиях низких температур (что негативно сказывается на транспортировке дизтоплива от внешнего хранилища к горелкам), так как в котельную подается ее паровая фаза
• обеспечивается возможность автоматического перехода с основного топлива на резервное
• отсутствует необходимость применения более дорогих комбинированных горелок в котлах для возможности сжигания как газообразного, так жидкого топлива
• уменьшается стоимость строительства модуля за счет отсутствия вспомогательного помещения (что бывает необходимо в случае размещения емкостей хранения дизтоплива внутри помещения котельной)
Не стоит также забывать и про экологию. Сжигание дизельного топлива влечет за собой несоизмеримо большие выбросы сажи, окислов серы и окислов азота, нежели сжигание SNG.
Также нужно учитывать, к сожалению, типичную для России ситуацию с воровством солярки. Дизтопливо списывается и продается, а вырученные деньги – присваиваются. Украсть и реализовать на черном рынке СУГ значительно сложнее.
Не менее важным является аспект, связанный с возможностью более рационального управления лимитами потребления сетевого природного газа.
СУГ позволяет более гибко применять в течение отопительного периода так называемую «броню газопотребления», то есть минимальный объем потребления газа, необходимый для безаварийной работы технологического оборудования, при условии максимального использования резервных видов топлива.
Наиболее перспективным применение СУГ в качестве резерва видится нам в следующих случаях:
• при модернизации существующих котельных коммунально-бытовых объектов для создания резервного или аварийного запаса топлива
• при строительстве новых объектов в условиях ограниченных лимитов на природный газ, а также при гарантированной перспективе роста потребления тепла и горячей воды в будущем
Устойчивое повышение цен на жидкие углеводороды на внутреннем рынке, их зависимость от ситуации на мировых торговых площадках, а также прогнозируемый к 2020 году двукратный по отношению к сегодняшнему дню рост рынка внутреннего потребления делают концепцию применения СУГ в качестве резервного топлива наиболее перспективной.
Особенности котельных, использующих СУГ
В соответствии с ПБ 12-609-03, при модернизации существующих котельных и строительстве новых следует учесть следующие моменты.
1. Запорная арматура, как правило, должна применяться стальная с учетом климатических условий и рабочего давления газа (п. 2.4.4.).
2. Конструкция предохранительных запорных клапанов должна соответствовать требованиям государственных стандартов ГОСТ 9544-2005, обеспечивать прочность, стойкость к СУГ и быть не ниже класса «А» по герметичности.
3. Конструкция запорной арматуры должна соответствовать требованиям государственных стандартов ГОСТ 9544-2005, обеспечивать прочность, стойкость к СУГ и быть не ниже класса «В» по герметичности (п. 2.4.5.).
4. Система вентиляции должна обеспечивать 10-кратный воздухообмен в рабочее время, при этом 2/3 воздухозабора должны обеспечиваться из нижней зоны помещения и 1/3 – из верхней зоны. При недостаточности воздухообмена работа со сжиженными углеводородными газами не допускается. Электродвигатели вытяжных вентиляторов должны быть во взрывозащищенном исполнении (пп. 5.5.16-5.5.28).
gazovik-prom.com
