Katla iekārtu efektivitātes paaugstināšana izmantojot dūmgāzu latento siltumu

M.sc., doktora grāda pretendents Gints Turlajs

M.sc.ing. Jānis PāvulsDipl. ing. Roberts Veselauskis

Rīga 2013

124.10.2013.

Pilsētu mēru pakts

2009. gada sākumā Rīga pievienojās pilsētu mēru paktam, kurā pausta vienpusēja apņemšanās līdz 2020. gadam par 20% samazināt ES radītās CO2 emisijas apjomu, kas panākams par 20% paaugstinot energoefektivitāti un līdz 20% palielinot atjaunojamo enerģijas avotu īpatsvaru kopējā enerģijas patēriņā.

224.10.2013.

Biokurināmā katla lietderības koeficients

0 1 2 3 4 5 669

71

73

75

77

79

81

83

Katla iekārtas lietderības koeficients

Aprēķinos iegūtais li-etderības koeficients

Katla iekārtas jauda [MW]

Kat

la i

ekār

tas

liet

der

ības

ko

efic

ien

ts [

%]

324.10.2013.

Biokurināmā katla siltuma zudumi

424.10.2013.

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.00.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

24.0

Relatīvie siltuma zudumi

siltuma zudumi ar aizplūstošajam dūmgāzēm

ķīmiski nepilnīgi sadegšanas zudumi

mehāniski nepilnīgi sadegšanas zudumi

Qkatla [MW]

silt

um

a zu

du

mi

q [

%]

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

Īpatnējie siltuma zudumu

siltuma zudumi apkārtējā vidē

siltuma zudumi ar pelniem un izdedžiem

Qkatla [MW]si

ltu

ma

zud

um

i N

[kW

]

Biokurināmā katladūmgāzu temperatūra

524.10.2013.

1 2 3 4 5 6 7140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

Aizplūstošo dūmgāzu temperatūras atkarība no katla jaudas

Katla iekārtas jauda [MW]

Aiz

plū

sto

šo d

ūm

gāz

u t

emp

erat

ūra

[o

C]

Kondensācijas tipaekonomaizers

624.10.2013.

Faktori, kas ietekmē ekonomaizera darbību (1)

Faktori, kas nav atkarīgi no katla iekārtas

konstrukcijas un darbības:• Kurināmā ķīmiskais sastāvs• Kurināmā mitrums• Apkārtējā gaisa temperatūra• Apkārtējā gaisa mitrums• Apkārtējā gaisa spiediens

724.10.2013.

Faktori, kas ietekmē ekonomaizera darbību (2)

Faktori, kas ir atkarīgi no katla iekārtas

konstrukcijas un siltumapgādes sistēmas

darbības:• Gaisa pārpilnības daudzums• Dūmgāzu temperatūra• Siltumtīklu ūdens caurplūde• Siltumtīklu atgaitas temperatūra

824.10.2013.

Kurināmā mitrums

07.01.01. 08.01.01. 09.01.01. 10.01.01. 11.01.01. 12.01.01. 13.01.01.0

5000

10000

15000

20000

25000

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Piegādātās šķeldas sadegšanas siltums un mitrums

Sausa kurināmā zemākais sadegšanas siltums

Darba kurināmā zemākais sadgšanas siltums

Darba kurināmā mitrums

paraugu ņemšanas datums

Q [

kJ/k

g]

Wd

[%

]

24.10.2013. 9

Potenciālais siltuma daudzums

1024.10.2013.

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII-10

-5

0

5

10

15

20

0

10

20

30

40

50

60

53 53 5147

4341 40 40

4346

4952

Vidējā mēneša ārgaisa un siltumtīklu atgaitas temeratūra

Ārgaisa temperatūraT2

Mēnesis

Ārg

aisa

tem

per

atū

ra [

oC

]

Sil

tum

tīkl

u a

tgai

ta T

2 [o

C]

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.50

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Siltuma daudzums, ko iespējams iegūt nodzesējot dūmgāzes (Wd=40%)

t=35oC

t=40oC

t=45oC

t=50oC

t=55oC

t=60oC

t=65oC

t=70oC

Katla iekārtas jauda [MW]

Sil

tum

a d

aud

zum

s [k

W]

SC “Ziepniekkalns”skrubera shēma

1124.10.2013.

Skrubera jauda

1224.10.2013.

SC “Ziepniekkalns”siltuma jauda

1324.10.2013.

2013/09/01 2013/09/07 2013/09/13 2013/09/19 2013/09/25

-3

2

7

12

17

22

11

13

15

17

19

21

23

25

Katla un ekonomaizera jauda

Katla jauda Ekonomaizera jauda

Ekonomaizera relatīvais siltuma daudzums

Q [

MW

]

q [

%]

Secinājumi

• Uzlabojas energoefektivitāte• Samazinās vides piesārņojums• Iepērkot kurināmo pēc tā siltumspējas iespējams

lietot mitrāku šķeldu un par mazākiem izdevumiem iegūt to pašu siltuma daudzumu

• Efektīvai iekārtas darbībai nepieciešams nodrošināt aizplūstošo dūmgāzu temperatūru zem rasas punkta

1424.10.2013.

Paldies par uzmanību!

1524.10.2013.