Главная > Статьи > Считаем экономию: возврат конденсата в котел
19 декабря 2018

Считаем экономию: возврат конденсата в котел

Передавая свое тепло, пар превращается в жидкость — конденсат. То, что конденсат при этом остается ценным теплоносителем, известно всем. Однако масштаб экономии, которую приносит его повторное вовлечение в процесс, часто недооценивают. Мы знаем, что энергетика — наука точная, а потому предлагаем читателям «Клуба ПИ» посмотреть на процесс возврата конденсата в котел «в цифрах».

Возвращение горячего конденсата в котел имеет смысл по нескольким причинам:

  1. Чем больше конденсата возвращается в котел, тем меньше требуется подпиточной воды, что позволяет экономить топливо, воду, химикаты и затраты на ее обработку.
  2. Сокращение выбросов конденсата в канализационную систему снижает затраты на очистку сточных вод.
  3. Возврат конденсата высокой чистоты также уменьшает потери энергии на продувку котла. Достигается значительная экономия топлива, поскольку большая часть возвращаемого конденсата имеет достаточно высокую температуру (от 55°С до 107°С), что позволяет уменьшить количество холодной подпиточной воды (от 10°С до 15°С), которая требует нагревания. Содержащаяся в конденсате энергия может составлять более 10% от общего содержания энергии в водяном паре в стандартной системе. На графике показано тепло, оставшееся в конденсате при различных его температурах, в паровой системе, работающей при давлении 0,5 МПа при температуре подпиточной воды 12°С.

Возврат конденсата в котел

Пусть:
hc = энтальпия конденсата при температуре 80°С = 80,12 ккал/кг
hm = энтальпия подпиточной воды при температуре 12°С = 12,2 ккал/кг
hs = энтальпия пара при давлении 0,6 МПа = 660 ккал/кг
Содержащееся в конденсате тепло относительно тепла содержащегося в исходном паре выраженное в процентах):
= (hc – hm) / (hs – hm) x 100
= (80,12 — 12,2) / (660 – 12,2) x 100 = 10,4%

Советы «Клуба ПИ»

Сократите эксплуатационные расходы за счет максимально возможного возврата горячего конденсата в котел. Как это сделать?

  • Если система возврата конденсата отсутствует, оцените стоимость системы возврата и очистки (при необходимости) конденсата. Если установка экономически выгодна, установите эту систему.
  • Контролируйте и устраняйте утечки в системе распределения пара и системе возврата конденсата.
  • Изолируйте трубопроводы системы возврата конденсата, чтобы сберечь тепло и защитить сотрудников от ожогов.
  • Принимайте решение на основе конкретных данных.

Рассмотрим пароконденсатную систему, в которой осуществляется возврат дополнительного конденсата в количестве 5,0 м3/час при температуре 80°С, после проведённой модернизации.

Предположим, что система работает 8000 часов ежегодно со средним КПД котла 80% и температуре подпиточной воды 12°С. Расходы на воду и ее отвод в канализацию составляют 50 руб/м3, а стоимость обработки воды составляет 40 руб/м3.*

* Для расчета приняты усредненные ценовые показатели за 2018 год для предприятий центрального региона РФ, использующие для подпитки речную воду. Используя показатели вашего региона, вы легко можете оценить потенциал экономии на вашем предприятии.

Стоимость природного газа составляет 4,7 руб/м3, низшая теплота сгорания газа составляет 8200 ккал/м3.

Предположив, что потери пара вторичного вскипания составляют 12%, вычислим суммарную экономию.

Считаем экономию

Ежегодная экономия на воде, канализации и химикатах
= (1 – Количество пара вторичного вскипания) x (Расход конденсата, м3/час) x Количество часов работы (час/год) x (Суммарная стоимость воды, руб/м3)
= (1 – 0.12) x 5,0 x 8000 x 90= 3 168 000 рублей в год

Ежегодная экономия на топливе
= (1 – Количество пара вторичного вскипания) x (Расход конденсата, кг/час) x Количество часов работы (час/год) x (Повышение температуры подпиточной воды, °С) x (Стоимость топлива, руб/м3) x (Удельная теплоемкость подпиточной воды, ккал/кг°С) / (КПД котла, % х низшая теплота сгорания газа, ккал/м3)
= (1 – 0.12) x 5000,0 x 8000 x (80 – 12) x 4,7 x 1 / (0,8 х 8200) = 1 714 926 рублей в год

Суммарная ежегодная экономия благодаря возврату дополнительных 5,0 м3/час конденсата
= 3 168 000 + 1 714 926 = 4 882 926 рублей в год

Возврат конденсата позволяет экономить средства

Предприятие, потребляющее пар, сегодня чаще всего представляет разветвленную сеть потребителей. Схему возврата конденсата в котел стоит определять исходя из экономической целесообразности возврата с каждого потребителя. Чем больше будет ее «охват», тем выше общий экономический эффект. В целом, наша практика показывает, что возможно достичь сокращения объема подпиточной воды на 20-50%. Экономия в денежном выражении, конечно, определяется масштабом производства, и на крупных предприятиях бывает довольно заметной. Один из последних примеров в практике ПИ: возврат конденсата в котел на крупном НПЗ позволил сократить расход подпиточной воды блока производства пара с примерно 40% вырабатываемого пара до 20% за счет возврата дополнительного конденсата. Годовая экономия составила более 10 миллионов рублей.

Дмитрий Балюк
Главный эксперт-аналитик по промышленной теплоэнергетике компании «Первый инженер»

Вернуться