ООО «Нижегородтеплогаз». Конструктивные особенности котла Геффен

1.

г.НИЖНИЙ НОВГОРОД
ООО «Нижегородтеплогаз»

2.

О КОМПАНИИ
ООО «Нижегородтеплогаз» создано 1 декабря 2000 для реализации
проектов ОАО «Газпром» в области теплоэнергетики на
территории Нижегородской области.
Организация осуществляет эксплуатацию 58 газифицированных
отопительных котельных и тепловых сетей в городах Нижегородской
области:
г.Дзержинск – 43 котельных и 158км тепловых сетей (в однотрубном исчислении);
г.Сергач – 13 котельных;
г.Нижний Новгород – 2 котельные.
Суммарная установленная мощность - 323 Гкал/ч
Суммарный отпуск тепловой энергии за 2020г – 500,9 тыс. Гкал/год

3.

С 2019 года предприятием реализуется инвестиционная программа в сфере
теплоснабжения «Техническое перевооружение 10-ти котельных города
Дзержинска Нижегородской области» с полной заменой основного и
вспомогательного оборудования, систем автоматизации и диспетчеризации.

4.

Основные задачи:
Выбор в качестве основного оборудования котельной
автоматизированных газовых водогрейных котлов использующих теплоту
конденсации водяных паров продуктов сгорания природного газа.
Технико-экономическое обоснование выбора конденсационных котлов
исходя из стоимости затрат, экономического эффекта и сроков
окупаемости.
Определение оптимальной тепловой схемы и системы регулирования
отпуска тепловой энергии котельной с учетом специфики эксплуатации
конденсационных котлов
Фактические технико-экономические показатели полученные в
результате режимно-наладочных испытаний и эксплуатации
конденсационного оборудования в климатических условиях центральной
части России.

5.

ИСХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЭО
Наименование параметра и ед. измерения
Базовый
Расчётная температура наружного воздуха
°С
-31
Расчётная температура внутреннего воздуха в
отапливаемых помещениях
°С
18
Средняя температура наружного воздуха в
отопительный период
°С
-4,5
часов
5088
°С
95/70
Теплотворная способность газа
ккал/кг
7930
Тариф на газ с НДС
руб/нм3
6,43
Тариф на электроэнергию с НДС
руб/кВт*ч
6,00
Доля инвестиционной составляющей в тарифе
%
20,00
Рентабельность
%
5,00
Длительность отопительного периода
Температурный график отпуска теплоты в систему
отопления

6.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОНДЕНСАЦИОННЫХ КОТЛОВ
Ед.
изм.
Жаротрубный
(3-хходовой) котел
Конденсационный
котел
Установленная тепловая мощность котельной
МВт
4,0
3,71
Количество установленных котлов
шт.
2
4
Подключённая тепловая нагрузка потребителей
МВт
3,5
3,5
Потери тепловой энергии в сетях относительно
подключенной тепловой нагрузки
%
7,0
7,0
Собственные нужды котельной
%
3,0
3,0
КПД «брутто» котла среднезимний
%
92,6
100,7
Срок службы котлоагрегата
год
20
20
Постоянная составляющая годовых издержек
%
10
10
Годовой отпуск тепла котельной
Гкал
7 680
7 680
Годовой расход газа
нм3
926 429
851 910
Годовой расход электроэнергии (суммарный)
мВт*ч
34
12
Годовая экономия газа
нм3
-
74 519
Годовая экономия электроэнергии
мВтч
-
22
Суммарная стоимость котлоагрегатов (котел,
горелка, автоматика)
млн. руб
8,132
9,643
Стоимость СМР (без учета стоимости котлов)
млн. руб
22,000
22,000
Наименование параметра

7.

РАСЧЕТ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ
Суммарные капиталовложения
млн. р.
30,132
31,643
Годовые издержки, в том числе:
млн. руб/год
9,174
8,714
- постоянные издержки
млн. руб/год
3,013
3,164
- стоимость газа
млн. руб/год
5,957
5,478
- стоимость электроэнергии
млн. руб/год
0,204
0,072
Условный тариф
руб/Гкал
1 226,39
1 181,54
Себестоимость
млн. руб
8,970
8,642
Удельная себестоимость
руб/Гкал
1 167,99
1 125,27
Условный тариф с инвестиционной составляющей
руб/Гкал
1 471,67
1 471,67
Срок окупаемости абсолютный
год
16,00
14,20
Срок окупаемости относительный
год
5,0
4,89

8.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОТЛА ГЕФФЕН СЕРИИ МВ3.1
Габариты котла МВ3.1-1000 (Qном=1060кВт):
Длина (с горелкой)
Ширина (с блоком АБиР)
Высота
Масса
Котел оснащен лучевой горелкой с ЧРП,
водотрубным теплообменником из
нержавеющей стали, блоком автоматики
безопасности и регулирования
1 950 мм
1 120 мм
1 309 мм
570 кг

9.

ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНДЕНСАЦИОННЫХ КОТЛОВ ГЕФФЕН МВ3.1-1000
№
п/п
Ед.
изм.
Наименование параметра
Величина
1
Номинальная теплопроизводительность при 95/75 оС
кВт
1060
КПД «брутто» при температуре воды на выходе/входе котла, оС:
55/35
%
106,0
65/45
%
103,0
75/55
%
100,0
95/75
%
97,5
о
Температура дымовых газов при температуре воды на входе в котел, С:
°С
35
°С
36
45
°С
46
55
°С
57
75
°С
79
Рабочее давление воды в котлоагрегате
МПа
1,0
Максимальная температура воды на выходе
°С
95
Аэродинамическое сопротивление топки
кПа
0,25
Средний срок службы котлоагрегата, не менее
лет
10
Содержание в продуктах сгорания угарного газа СО и окислов азота NOx в сравнении
с жаротрубным котлом аналогичной мощности (1000 кВт)
Показатели котла
Паспортные
Факт.
Наименование параметра
HWK-1000 с
данные
показатели
горелкой G7/D
Содержание угарного газа СО, ppm
128
20…110
0…10
2
Содержание окислов азота NOx, ppm
1
2
3
4
5
6
7
№
п/п
22
16…32
38…60

10.

11.

КОТЕЛЬНАЯ №27 УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТЬЮ 3,710 МВТ

12.

13.

Фактические показатели котла GEFFEN MB 3.1-1000 (Qном=1060кВт)

14.

КПД «БРУТТО» КОТЛА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТНВ
КПД, %
110
107
104
101
Отсутствие эффекта конденсации
98
95
Точка прекращения
92
эффекта конденсации
89
86
83
80
77
74
71
68
Т1
65
62
59
Т2
56
53
50
47
44
41
38
35
-32 -30 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8
-6
-4
Точка снижения
эффекта конденсации
-2
0
2
4
6
8
Тнв,
°С
10

15.

ЗАВИСИМОСТЬ КПД «БРУТТО» КОНДЕНСАЦИОННЫХ КОТЛОВ (ELCO И ГЕФФЕН) ОТ
ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ НА ВХОДЕ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ

16.

ИТОГИ ПРОХОЖДЕНИЯ ОТОПИТЕЛЬНОГО СЕЗОНА 2020-2021ГГ
№
п/п
Наименование показателя
Ед.
изм.
Показатели до
техперевооружения
Показатели после
техперевооружения
1
Удельный расход условного топлива
кг ут/Гкал
164,7
144,9
2
КПД «нетто» котельной
%
86,7
98,6
3
Годовой отпуск тепловой энергии
тыс.Гкал
4
Годовой расход газа
тыс.м³
5
Экономия газа
тыс.м³
140,4
6
Экономия газа в денежном эквиваленте с НДС
тыс.руб
902,9
6,57
932,6
792,2
В таблице приведено сравнение технико-экономических показателей котельной №27 по
результатам прохождения отопительного сезона 2020-2021гг с показателями котельной до её
технического перевооружения с учетом одинакового отпуска тепловой энергии.

17.

Конструктивные особенности и перспективы применения конденсационных
котлов в коммунальных отопительных котельных центральной части
России, работающих по температурному графику 95/70°С
Описание особенности
Комментарии о возможности и целесообразности
применения в климатических условиях РФ
Конденсационный котел – это котел с развитой
1) Для климатической зоны центральной части России
поверхностью
теплообмена,
минимальная конденсационный режим работы котла наблюдается в течение 3800 часов
температура воды на входе в который не (75% продолжительности ОЗП) со средним КПД 103%, 1288 часов –
ограничена.
работа без конденсации с КПД 98% (здесь и далее КПД по низшей
теплоте сгорания).
2) Повышенный КПД котлов серии МВ3.1 наблюдается не только в
конденсационном режиме (+10%) в диапазоне температур наружного
воздуха не ниже -15°С, но и в режиме отсутствия конденсации (+4%) –
96%.
Наибольший КПД наблюдается при работе котлов на 1) Изменена стратегия загрузки котлов с выбором наиболее
минимальной мощности.
энергоэффективного режима, когда в работе находится максимально
возможное количество котлов.
2) Негативные последствия – повышенный расход электроэнергии и
износ всего оборудования котлового контура.
Максимальная рабочая температура на выходе из 1) При Тмакс=90 С - применение с закрытым котловым контуром
котла, как правило, не выше 90-95 С (европейский невозможно.
стандарт, где для ВСО принят график 80/60 С)
2) При Тмакс=95 С - применение с закрытым котловым контуром
возможно со срезкой температурного графика на 90 С (Тнв= -27°С) и
компенсации «недоотпуска» тепла потребителям за счет увеличения
расчетного расхода сетевой воды на 20%.
3) Из-за небольшого температурного напора в схеме с закрытым
котловым контуром значительно увеличиваются габариты и,
соответственно, стоимость теплообменников.

18.

Высокие требования к качеству
(жесткость не более 300 мкг-экв/л).
воды 1) При одноконтурной зависимой тепловой схеме (без
теплообменников) для неавтономных котельных (т.е. для
центральных отопительных котельных с наружными подземными
тепловыми сетями) данные требования обеспечить невозможно.
При норме подпитки 0,25 %/час от Vсист, кратность обмена
сетевой воды составляет 12,5 раз в год, по евростандарту - 1
раз за весь срок службы!!!
2) При схеме с закрытым котловым контуром (с разделением через
теплообменники) требования выполнимы. Однако, снижается КПД
«брутто» котла в связи с повышением температуры воды на входе
в котел и, как следствие, увеличения температуры уходящих газов.
При одноконтурной зависимой схеме подключения 1) Схема возможна только для автономных котельных (крышные,
конденсационных котлов резко упрощается тепловая встроенные, пристроенные) с новой ВСО без наружных тепловых
схема котельной.
сетей.
2)
Значительное
сокращение
капиталовложений
во
вспомогательное оборудование (теплообменники, регулир.
клапаны, арматура, КИПиА и т.д.).
3) Сокращение затрат на эксплуатацию.
4) Позволяет достичь максимальный возможный КПД котельной.
Конденсационные котлы в 1,5…2 раза дороже Требуется квалифицированный технико-экономический расчет с
классических жаротрубных котлов
учетом всех факторов экономии (топливо, электроэнергия,
упрощение тепловой схемы и эксплуатации, система
дымоудаления) и затрат (стоимость котлов, водоподготовка).
Снижение выбросов и
уходящих газов (до 80°С)
шума,
Необходимость
нейтрализации
утилизации кислого конденсата
котловой
низкая
и
температура Идеальный вариант: индивидуальные 3-хслойные газоходы с
креплением к стенам здания котельной (отсутствие дымовой
трубы на отдельном фундаменте).
Требуется расчет рассеивания ЗВ в зоне прилегающей застройки, в
целях уточнения минимальной высоты газоходов.
последующей Решаемо, недорого.
Применена установка по нейтрализации конденсата Neutra N-210
фирмы Grunbeek стоимостью 45 000 руб с НДС и годовыми
затратами на реагент Neutralit Hz в размере 25 000 руб/год