AB „Šiaulių energija“

 

Šiauliai, Lietuva

2020

Kondensacinių ekonomaizerių naudingumo koeficiento didinimas naudojant šilumos siurblius

 

Bet kuriam šilumos tiekėjui labai svarbu kuo efektyviau išnaudoti įrangą ir išteklius, kad pagamintos šilumos kaina būtų kuo mažesnė (konkurencingesnė). Visai neseniai katilinių naudingumo koeficiento didinimui buvo pradėta montuoti dūmų kondensacinius ekonomaizerius. Šiandien norime atkreipti Jūsų dėmesį į sprendinius, kurie leidžia padidinti kondensacinių ekonomaizerių naudingumo koeficientą, naudojant šilumos siurblius.

 

  1. Kondensato energijos išnaudojimas (AB „Šiaulių energija“ projekto pavyzdžiu)

Šiandien kondensato pertekliai, susidarantys ekonomaizeryje, paprastai išleidžiami į kanalizaciją. Kondensato temperatūra priklauso nuo grįžtančio tinklo vandens temperatūros ir svyruoja nuo 35°C iki 55°C. Savo ruožtu kondensato kiekis priklauso nuo kuro drėgmės. Pavyzdžiui, esant nuolat biokūrą deginančio 40,39 MW galios katilo apkrovai, kondensato kiekis svyruoja nuo 3 iki 20 m3/val. Norėdama išnaudoti tokio kondensato kiekio šilumos energiją, AB „Šiaulių energija“ 2021 m. įdiegė šilumos siurblių sistemą, skirta  dūmų kondensato iš termofikacinės elektrinės kondensacinių ekonomaizerių šilumos išnaudojimui.

 

AB „Šiaulių energija“ teikė gana griežtus reikalavimus sistemai:

  • Bendras visos sistemos COP turi būti nemažesnis kaip 4,00 vertinant šilumos siurblio sistemos pagaminto (apskaita išmatuoto) – grįžtamam termofikaciniam vandeniui suteikto šilumos energijos kiekio ir visų su šilumos siurblio veikimu susijusių elektros energijos sąnaudų santykį prie 10 m3/val. kondensato srauto, kurio temperatūra 48 ± 2°C, o paduodamo į šilumos siurblių sistemą termofikacinio vandens temperatūra 45 ± 2°C. Remiantis sutarties reiklavimais gaunamas COP buvo apskaičiuotas įskaitant šilumos siurblų, cirkuliacinių ir kondensacinių siurblių, elektros pavarų, šilumos skaitiklių bei kontrolerių elektroenergijos išnaudojimą. Kontroleris apskaičiuoja COP sistemos rodiklius pagal gaunamus šilumos ir elektoenergijos duomenis.
  • Ataušinto kondensato temperatūra ≤15°C esant 10 m3/val. kondensato srautui ir  ≤18 ± 2°C esant 15 m3/val. srautui. Tokią temperatūrą užtikrinti reikėjo dėl to, kad ataušintą kondensatą užsakovas paduoda į vandens paruošimo sistemą su atvirkštine osmoze.

 

Projekto įgyvendinimo rezultatai:

  • Suprojektuota ir sumontuota sistema patvirtino projekte nustatytus parametrus.
  • Esant 10 m3/val. kondensato srautui, kurio temperatūra 40–43°C, sunaudojant 100 kW*h elektros energijos, sistema pagamina nuo 420 iki 460 kW*h šiluminės energijos.
  • COP svyruoja nuo 4,05 iki 4,2 net esant 18 m3/val. kondensato srautui (esame įsitikinę, kad padidėjus kondensato temperatūrai, COP ir pagaminamos šilumos kiekis padidės).
  • Kondensato temperatūra sistemos išėjime svyravo nuo 12°C iki 17°C. Padidėjus kondensato srautui iki 20 m3/val., temperatūra pakildavo iki 21°C.

 

Rekomendacijos įgyvendinant tokio pobūdžio projektus:

  • Kadangi dažniausiai kondensatas išleidžiamas į kanalizaciją, jo srauto apskaita nėra labai tiksli, t.y. nėra tikslių duomenų apie kondensato kiekį per valandą, o tai yra labai svarbu projektuojant sistemą;
  • AB „Šiaulių energija“ nukreipė visą garo katilo mėginių aušinimo vandenį į šilumos siurblių sistemą - tai labai teisingas ir ekonomiškas sprendimas, tačiau tai sumažina COP reikšmę, nes mėginių aušinimo vandens temperatūra yra 30-32°C. Dirbant įrengtai sistemai tik su mėginių aušinimo vandeniu, be kondensato, COP mažėjo iki  3.8-3.9;
  • Kadangi ant kondensato linijos, kuri veda į kanalizaciją, montuojami siurbliai, sutrikus elektros tiekimui, kondensatas gali ištekėti iš talpų. Patartina numatyti sistemą, veikiančią be elektros energijos, kuri, išsijungus siurblius, neleis persipilti kondensatui.

 

  1. Vandens temperatūros sumažinimas prieš ekonomaizerį.

Dūmų kondensacinių ekonomaizerių naudingumo koeficientas labai priklauso nuo grįžtančio tinklo vandens temperatūros. Dėl grįžtančio tinkle vandens temperatūros padidėjimo vasaros metu kondensacinių ekonomaizerių naudingumo koeficientas labai pablogėja.
UAB "Mažeikių šilumos tinklams" mes skaičiavome dvi galimybes padidinti ekonomaizerio naudingumo koeficientą naudojant šilumos siurblius. Absorbcinio šilumos siurblio panaudojimas buvo atmestas, kadangi nėra aukštos temperatūros šilumos šaltinio. Kompresorinių šilumos siurblių panaudojimas buvo pripažintas vieninteliu galimu variantu.
Pagal mūsų skaičiavimus gaunasi, kad įdiegus  kompresorinių šilumos siurblių sistemą, kurios COP bus nuo 4 iki 5 (vertinant visas su šilumos siurblių sistema veikimu susijusias elektros energijos sąnaudas), Užsakovas gali gauti papildomai iki 1,2 MW*h šilumos iš šilumos siurblių vasaros metu, tuo pat metu ekonomaizerio šilumos gamyba padidės nuo 15 iki 25% (tiksliau mums sunku apskaičiuoti tokiam ekonomaizerio tipui).

Kadangi Mažeikių šilumos tinkluose nėra elektrostatinio filtro, kondensatas po ekonomaizerio nėra švarus, tokiu atveju turime sprendimą - panaudoti vamzdininį šilumokaitį su specialiais savaiminio išsivalymo vamzdeliais. Toks šilumokaitis Zarasų RK veikia daugiau nei 5 metus ir puikiai užsirekomendavo.

 

Mes mielai pasiūlysime Jums savo sprendimus (projektavimas, statyba, paleidimas į eksploataciją).