5. Выбор оборудования котельной

5.1 Выбор котла на отработанном масле производства оао «Сахаэнерго» серии квом (котел водогрейный на отработанном масле)

В соответствии со СНиП «Котельные установки» расчетная мощность котельной определяется суммой мощностей требующихся потребителям на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение при максимально-зимнем режиме.

При определении мощности котельной должны также учитываться мощности, расходуемые на собственные нужды котельной и покрытия потерь в котельной и тепловых сетях.

Потребители тепла по надежности теплоснабжения относятся:

К первой категории – потребители, нарушение теплоснабжения которых связано с опасностью для жизни людей и со значительным ущербом народному хозяйству;

Ко второй категории- все остальные потребители.

Перечень потребителей первой категории утверждает Министерство и Ведомство.

Котельные по надежности отпуска тепла потребителям относятся:

К первой категории – котельные, являющиеся единственным источником тепла системы теплоснабжения и обеспечивающие потребителей I категории не имеющих индивидуальных резервных источников тепла.

Ко второй категории – все остальные потребители.

Все котельные, сооружаемые в северной строительной климатической зоне, относятся к I категории независимо от категории потребления тепла.

Количество и единичную производительность котлоагрегата устанавливаемых в котельной следует выбирать по расчетной производительности котельной, проверяя режим работы котлоагрегатов для максимально – зимнего периода, при этом в случае выхода из строя наибольшего по производительности котла котельной оставшиеся должны обеспечивать необходимый отпуск тепла потребителям I категории.

В отопительных котельных имеют место значительные изменения количества тепла не только в течении года, недели, но и в течении суток.

Но, так как возможности аккумуляции тепла ограничены, то при выборе водогрейных котлов приходится ориентироваться на величину максимального потребления тепла.

При известной производительности котельной может быть выбрано различное количество котлов. В отопительных котельных число котлоагрегатов выбирают из расчетной теплопроизводительности, но резервных котлов не устанавливают.

Двигатель-генераторы предназначены для выработки электрической и тепловой энергии на электрических станциях стационарного или контейнерного исполнения при постоянной длительной работе автономно или параллельно с промышленной электросетью неограниченной мощности, между собой или с другими однотипными двигатель-генераторами.

При сгорании топлива давление газов, образуемое в цилиндрах, через поршни и шатуны воздействует на коленчатый вал, при этом возвратно поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, с которым через буферные колодки связан ротор генератора.

В обмотках генератора за счет остаточной электромагнитной индукции вырабатывается начальная ЭДС, которая системой возбуждения и регулирования напряжения доводится до номинального значения.     

В ДЭС 7 дизель-генераторов, из них ДГА-315 – 3 шт. ДГА-320 – 2 шт, ДГА-72 – 2 шт. и ГТУ-2500 – 1шт. Общая мощность которых составляет 5685 кВт.

Дизель-генераторы ДГА-315, ДГА-320 монтируются на литых чугунных балках, либо на общей сварной раме, которые жестко крепятся к фундаменту.

Стационарные дизель-генераторы, смонтированные на общей сварной раме, оборудуются двухконтурной или одноконтурной системой охлаждения; в одноконтурной системе охлаждающая жидкость (пресная вода) и масло охлаждаются в радиаторной установке (блоке охлаждения) потоком воздуха, создаваемого вентилятором. Блок охлаждения устанавливается вне дизель-генератора.

Технические данные дизель-генераторов приведены на Табл.5.1

Таблица 5.1 – Технические характеристики ДГ

№	Параметры	Стационарные дизель- генераторы
		ДГА-315	ДГА- 320	ДГ-72
1	Мощность,  кВт	315	320	882
2	Частота вращения,  об/мин	500	500	375
3	Напряжение,  В	400	400	400
4	Род тока	Переменный трехфазный частотой 50 Гц
5	Топливо	ДТ		ДТ
6	Удельный расход биодизельного топлива из растительных масел на номинальной мощности при  теплоте сгорания  35800-3800 кДж/кГ(8550-9080 ккал/кг),    г/кВт-час	250+5%	250+5%	-
7	Стандартный удельный расход топлива ,  г/кВт-час	-	--	223,2
8	Масло	М10В2С,   М10Г2ЦС  ГОСТ 12337-87
9	Удельный расход масла на угар,  г/кВт-час	0,9	0,9	1,22
10	Ресурс до переборки,  часов	10000	10000	15000
11	Ресурс до капитального ремонта, часов	80000	80000	60000
12	Автоматизация	1-я  или  2-я  степень  по  ГОСТ 14228-80
13	Диаметр цилиндра / ход поршня, мм	250/340	250/340	360
14	Кол-во цилиндров	6	6	6
15	Габариты, мм     - длина  - ширина  - высота	5070 1750 2705	5220 1750 2620	6360 1960 3993
16	Масса, сухая,  кг	15000	15500	25500

Котлы серии КВОМ, производства ОАО «Сахаэнерго» предназначены для нагрева воды до температуры ниже точки кипения при атмосферном давлении, и подключаются к отопительному оборудованию в соответствии со своей производительностью и мощностью.

Конструкция котлов разработана специально для использования на них горелок, работающих на отработанных маслах и других видах жидкого топлива. Технические характеристики приведены на таблице 5.2

Таблица 5.2 – Характеристики КВОМ

Марка	КВОМ-100	КВОМ-200	КВОМ-300	КВОМ-400
Тепловая мощность, кВт	30-120	120-230	240-340	350-420
Габариты, мм	800x700x935	1100x1000x1530	1100x1000x1530	2000x1300x1530
Вес, кг	460	660	750	1300
Объём отапливаемого помещения, м³	3600	6500	10500	12000
Используемые горелки	Горелки, работающие на отработанных маслах, например серии Giersch, Kroll
Цена, руб	110 600 p.	180 700 p.	230 600 p.	270 500 p.

Выбор такого котла обуславливается возможностью работать на отработанном масле, что приводит к снижению расходов на покупку топлива, утилизации отработанных масел из уставленных дизель-генераторах, а также благоприятное воздействие на окружающую среду.

Установка новых котлов малой производительности ДЭС с.Хону, необходимо для покрытия дефицита тепловой энергии во время провалов потребления электроэнергии.

Из данной характеристики котлов, наиболее подходит котел марки КВОМ тепловой мощностью от 30 до 120кВт..

Котлы серии КВОМ имеют высокий КПД (более 90%), изготавливаются из жаростойкой стали, конструкция топки с инверсией пламени. В комплекте: топливный бак 15-25л., регулируемый термостат, термометр биометаллический, аварийный датчик 120 ⁰ С, аварийный клапан 5 атм., манометр. Рекомендуется применять с горелками на отработанных маслах и диз.топливе. температура выхлопных газов 130-180 ⁰ С.

Отработанное масло - это использованное по назначению гидравлическое, трансмиссионное, трансформаторное масло; масло растительного происхождения. Отработанное масло собирают при замене масел в двигателях и узлах трения автомобилей, тепловозов, электровозов, швейных, металло- и деревообрабатывающих станков, танков, тракторов, кораблей, самоходных барж и катеров, подводных лодок, строительной техники, бензо- и дизель- генераторов, турбин электростанций, буровых установок и т.д. Закончиться или отключить могут все (газ, уголь, дрова, дизель, мазут, электричество). Огромным плюсом современной горелки на отработанном масле КВОМ является то, что они работают также и на дизельном топливе без специальных регулировок. При перебоях в поставках отработанного масла можно использовать в качестве топлива дизельное топливо и/или смесь его с отработкой.

Основной объем отработанного масла для КВОМ будет браться непосредственно из Момской ДЭС, а также доставляться от Кулун- Елбютской, Тебюляхской и Сарсырской ДЭС.

Расчет выработки отработавшего масла по данным за отчетный 2013г ведется по Момской , Кулун- Елбютской , Тебюляхской и Сарсырской ДЭС от дизелей ДГА-320, ДГА-315, ДЭУ-150, ДЭУ-100, ДЭУ-60, ДЭУ-30 и ДГ-72 которая будет служить топливом для котла КВОМ можно выполнить по следующей формуле:

N_{отр.год} = G_масла ∙ n_ч.год (5.1)

Где N_отр – масса отработавшего масла в год, кг;

G_масла– расход масла в дизель- генераторе в час, кг/час;

n_ч.год– количество часов в году, принимаем равным 8760ч.

Объем выработанного масла в килограммах за отчетный год определяем по формуле:

N_{отр.отч} = G_{масла ∙} n_ч (5.2)

Где N_{отр.отч} – масса отработавшего масла за отчетный год, кг;

n_ч – количество наработанных моточасов за отчетный год дизель-генератором , м/ч.

Полученные результаты сведены в Табл 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7

Таблица 5.3 - Момская ДЭС:

Дизельные агрегаты					марка применяемого масла	расход масла в час, кг/ч	отработка в год, кг	по наработке за отчетный год, кг
Тип агрегата	Тип дизеля	Заводской №	Мощ-ность (кВт)	Наработка за отчетный год , м/ч
ДГА-315	6ЧН 25/34	3170	315	609	М-10-Г2 (ЦС) ГОСТ 12337-84	1,57	13753,2	956,13
ДГА-315	6ЧН 25/34	1763	315	548	М-10-Г2 (ЦС) ГОСТ 12337-85	1,57	13753,2	860,36
ДГА-320	6ЧН 25/34	1392	320	248	М-10-Г2 (ЦС) ГОСТ 12337-86	1,57	13753,2	389,36
ДГА-320	6ЧН 25/34	1145	320	44	М-10-Г2 (ЦС) ГОСТ 12337-87	1,57	13753,2	69,08
ДГА-315	6ЧН 25/34	1434	315	744	М-10-Г2 (ЦС) ГОСТ 12337-88	1,57	13753,2	1168,08
ДГ-72	6ЧН 36/45	472	800	728	М-10-В2 (С) ГОСТ 12337-84	1,4	12264	1019,2
ДГ-72	6ЧН 36/45	352	800	29	М-10-В2 (С) ГОСТ 12337-85	1,4	12264	40,6
		Итого:	3185				93294	4502,81

Таблица 5.4 - Кулун- Елбютская ДЭС:

Дизельные агрегаты					марка применяемого масла	расход масла в час, кг/ч	отработка в год, кг	по наработке за отчетный год, кг
Тип агрегата	Тип дизеля	Заводской №	Мощ-ность (кВт)	Наработка за отчетный год , м/ч
ДЭУ-60	6Ч 13/14 (ЯМЗ-236)	030101909	60	183	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,09	788,4	16,47
ДЭУ-100	8Ч 13/14 (ЯМЗ-238)	030207125	100	149	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,22	1927,2	32,78
ДЭУ-100	8Ч 13/14 (ЯМЗ-238)	70316843	100	412	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,22	1927,2	90,64
ДЭУ-30	4Ч 11/12,5 (Д-243)	525648	30	0	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,09	788,4	0
		Итого:	290				5431,2	139,89

Таблица 5.5 - Тебюляхская ДЭС:

Дизельные агрегаты					марка применяемого масла	расход масла в час, кг/ч	отработка в год, кг	по наработке за отчетный год, кг
Тип агрегата	Тип дизеля	Заводской №	Мощ-ность (кВт)	Наработка за отчетный год , м/ч
ДЭУ-100	8Ч 13/14 (ЯМЗ-238)	031107529	100	372	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,22	1927,2	81,84
ДЭУ-60	6Ч 13/14 (ЯМЗ-236)	031102026	60	60	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,09	788,4	5,4
ДЭУ-60	6Ч 13/14 (ЯМЗ-236)	031102025	60	126	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,09	788,4	11,34
ДЭУ-100	8Ч 13/14 (ЯМЗ-238)	70316833	100	217	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,22	1927,2	47,74
ДЭУ-30	4Ч 13/14 (А-41)	034270	30	0	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,09	788,4	0
		Итого:	350				6219,6	146,32

Таблица 5.6 - Сарсырская ДЭС:

Дизельные агрегаты					марка применяемого масла	расход масла в час, кг/ч	отработка в год, кг	по наработке за отчетный год, кг
Тип агрегата	Тип дизеля	Заводской №	Мощ-ность (кВт)	Наработка за отчетный год , м/ч
ДГА-315	6ЧН 25/34	2977	315	736	М-10-Г2 (ЦС) ГОСТ 12337-88	1,57	13753,2	1155,52
ДГА-315	6ЧН 25/34	3068	315	8	М-10-Г2 (ЦС) ГОСТ 12337-88	1,57	13753,2	12,56
ДЭУ-150	6ЧН 12,3/15,6 (ЯМЗ-650)	80000334	150	268	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,5	4380	134
ДЭУ-100	8Ч 13/14 (ЯМЗ-238)	О1646	100	0	М8Д(м)-зимнее, М10Д(м)-летнее	0,22	1927,2	0
		Итого:	880				33813,6	1302,08

Таблица 5.7 - Количество отработанного масла составило:

МОМСКАЯ РЭС	Количество отработанного масла, кг
	за отчетный год	максимальное в год
Момская ДЭС	4502,81	93294
Кулун- Елбютская ДЭС	139,89	5431,2
Тебюляхская ДЭС	146,32	6219,6
Сасырская ДЭС	1302,08	33813,6
Итого	6091,1	138758

Из полученных данных видно, что в год максимальное количество отработанного масла по Момской РЭС составит 138758кг, при условии, что все ДГ будут работать одновременно, а за отчетный 2013г составило 6091,1кг.

По техническим показателям расход топлива на котлах КВОМ-100 составляет 8,1кг/ч.

В этом случае рассчитаем количество топливо для котла :

6091,1 / 8,1 = 751,98ч.

751,98ч / 8ч= 93дней.

Из результатов расчета выбираем котел серии КВОМ-100 , мощностью 100кВт, который будет работать во ночные часы во время провалов в электропотреблении в наиболее холодный период года, т.е с начала декабря до начала марта, когда температура наружного воздуха опускается от -45 ⁰С и ниже.

При такой работе котла, будет обеспечиваться более надежное энергоснабжение потребителей и вместе с тем утилизация отработанного масла от ДГ.

Подбираем к КВОМ горелку и компрессор от немецкого производителя GIERSCH. Горелка марки KROLL KG/UB 150 на отработанном масле с максимальная мощность 150 кВт, с расходом топлива 7.14-12.4 л/ч и габаритами 56х40x63 см, вес 26 кг и компрессор Kroll UBK1 .