Картышев А.М.

Журнал "Новости теплоснабжения", № 4, (20), апрель, 2002, С. 25 – 27, www.ntsn.ru

Во многих котельных, оборудованных стальными котлами типа НР-18 и ЗИО-60, имеется острая необходимость в ремонте, модернизации или замене оборудования. Чаще всего быстрая замена на новые современные котлы невозможна ввиду недостатка финансовых средств у теплоснабжающих предприятий. В настоящей статье рассматривается не только экономическая выгода модернизации котлов, но и экономический механизм замены котельного парка с минимальными первоначальными затратами за счет экономии топлива, т.е. за счет снижения эксплуатационных затрат.

В НПК «Вектор» был разработан проект модернизации данных котлов, т.е. повышение теплотехнических характеристик путем улучшения теплообмена внутри котла. Это было достигнуто за счет изменения движения газовых потоков и увеличения поверхности теплопередачи (подробнее в «НТ» №2 2000г. – прим ред. ), что позволило увеличить теплопроизводительность котла с 0,7 до 1 МВт и повысить КПД котла до 90-91,5%. Модернизация была апробирована в одной из котельных г. Москвы с установленными 4 котлами марки НР-18. В ходе эксплуатации (до модернизации) фактический КПД котлов снизился, в сравнении с расчетным, для разных котлоагрегатов, в среднем, на 8-10%. После проведения модернизации получены следующие результаты:

q снизилась температура уходящих газов с 250 °С до 160 °С.

q фактический КПД увеличился с 78%-81% до 90%-91,5% (что соответствует ГОСТу 10617-83);

q теплопроизводительность котлоагрегата повысилась с 0,7 до 1,0 Гкал/ч;

q снизилось потребление газа на выработку 1 Гкал с 160 м 3 до 133 м 3 , (экономия 27м 3);

Результаты модернизации подтверждаются экспертным заключением ВТИ (№41/02-5 от 17 января 2002г).

Но при принятии решения о замене или модернизации котлов необходимо прежде всего оценить затраты и экономическую эффективность планируемых мероприятий. Далее рассматриваются различные ситуации с экономической оценкой возможных решений на примере вышеописанной котельной со следующими исходными данными:

суммарная выработка котельной за год 9 312 Гкал.

средняя выработка на один агрегат 2 328 Гкал.

общий расход газа 1 489 920 м 3 .

средняя цена газа за 1000 м 3 510 рублей.

Критерием оценки экономической эффективности того или иного варианта является определение срока окупаемости затрат. Рассматриваются следующие варианты:

1. Модернизация 4 котлов;

2. В ситуации, когда один котел вышел из строя без возможности восстановления, сравниваются затраты на покупку нового аналогичного котла с вариантом модернизации трех котлов котельной с увеличением их теплопроизводительности с 0,7 до 1,0 Гкал/ч и полным покрытием тепловой нагрузки тремя модернизированными котлами, т.е. новый котел не нужен.

3. В ситуации, когда необходима замена всех четырех котлов сравнивается вариант покупки новых котлов в течение 12 лет с вариантом модернизации трех котлов котельной с повышением теплопроизводительности (как в примере 2), с последующей заменой котлов на новые, тоже модернизированные, за счет средств от снижения расхода газа на единицу тепловой энергии.

Пример 1. Модернизация четырех котлов.

Для проведения модернизации 4 котлов потребуется использование труда рабочих в течение 2 месяцев в составе: 1 сварщик, 2 слесаря, 1 каменщик.

При внедрении данного проекта возникают затраты только на капитальные вложения, т.к. эксплутационные затраты остаются без изменений.

Разработка рабочего проекта для 4 котлов 40 000 рублей.

Оплата выполненных работ 50 000 рублей.

Материалы для 4 котлов 90 000 рублей.

Итого 180 000 рублей.

Модернизация позволит сократить расход газа на производство 1 Гкал с 160м 3 до 133 м 3 , что составило 13,77 рублей/Гкал. Суммарный расход газа на котельной сократиться с 1 489 920 м 3 до 1 238 496 м 3 или на 251 424 м 3 , что составит 128 000 рублей в год.

Срок окупаемости затрат: 180 000/ 128 000=1,4 года.

Помимо существенного снижения эксплуатационных затрат, модернизация котельной позволила увеличить теплопроизводительности котельной с 2,8 до 4 Гкал/ч, и решить проблему присоединения дополнительной тепловой нагрузки. Если же для увеличения мощности котельной произвести ее полную реконструкцию с установкой 4 новых сертифицированных котлов, то как показывает опыт это обойдется в 2,5 млн рублей. В этом случае экономия по первоначальным затратам составит 2 500 000 - 180 000= 2 320 000 рубля.

Пример 2. Рассмотрим реконструкцию котельной, когда один котел вышел из строя без возможности восстановления. Сравним затраты на покупку нового котла НР-18 с вариантом модернизации трех котлов котельной с увеличением их теплопроизводительности с 0,7 до 1,0 Гкал/ч и полным покрытием тепловой нагрузки этими тремя котлами, при этом новый котел не нужен.

Работы будут производиться хозяйственным способом.

Для проведения модернизации 3 котлов потребуется использование труда рабочих в течение 1,5 месяца в составе: 1 сварщик, 2 слесаря, 1 каменщик.

При внедрении данного проекта возникают затраты только на капитальные вложения т.к. эксплутационные затраты остаются без изменений.

Капитальные затраты на проведение модернизации составят:

Разработка рабочего проекта для 3 котлов 30 000 рублей.

Оплата выполненных работ 37 500 рублей.

Материалы для 3 котлов 67 500 рублей.

Итого 135 000 рублей.

Капитальные затраты демонтаж старого и монтаж нового котла НР-18 составят:

Оплата работ организации за демонтаж и монтаж котла 150 000 рублей.

Котел НР- 18 90 000 рублей.

Материалы 40 000 рублей.

Итого 280 000 рублей.

Модернизация позволит сократить расход газа на производство 1 Гкал с 160м 3 до 133 м 3 , что составило 27 м 3 или на 13,77 рублей. Суммарный расход газа на котельной сократиться с 1 489 920 м 3 до 1 238 496 м 3 или на 251 424 м 3 , что составит 128 000 рублей в год. Таким образом затраты на модернизацию окупятся за 1,05 года.

Из приведенных выкладок видно, что затраты на модернизацию 3 котлов будут меньше по сравнению с установкой нового НР-18 на величину: 280 000-135 000=145 000 руб - уменьшение первоначальных затрат.

При эксплуатации модернизированных котлов, каждый год, за счет уменьшения расхода газа, получаем экономическую эффективность равную 128 000 рублей.

n - расчетный год;

Эф- экономическая эффективность в год;

Эп- уменьшение первоначальных затрат.

Рис 1. График затрат на модернизацию 3 котлов с учетом экономии и на установку нового котла НР-18.

Пример 3. Рассмотрим модернизацию котельной, кода все четыре котла нужно постепенно менять на новые котлы НР-18. Сравним вариант покупки новых котлов с вариантом модернизации трех котлов котельной с повышением их теплопроизводительности (как в примере 2) с последующей заменой котлов на новые, тоже модернизированные. Замена производится за счет средств от снижения расхода газа на единицу тепловой энергии. Замена всего парка колов производится в течение 12 лет (ГОСТ 10617-83).

Работы будут производиться хозяйственным способом.

Для проведения модернизации 3 котлов потребуется (см. пример 2) 135 000 рублей.

Капитальные затраты на монтаж нового котла НР-18 составят: 280 000 рублей.

Капитальные затраты на монтаж нового модернизированного котла НР-18 составят 310 000 рублей

Рис 3. График затрат на модернизацию 3 котлов с учетом экономии и на установку нового котла НР-18.

Из рис. 2. видно, что приведенные затраты на модернизацию котла будут меньше, по сравнению с установкой нового этого же типа и составят: 280 000-135 000=145 000 руб.

При эксплуатации модернизированных котлов каждый год за счет уменьшения расхода газа получаем экономическую эффективность равную 128 000 рублей. Эффективность позволяет без вложения дополнительных финансовых средств производить замену раз в четыре года одного котла на новый модернизированный и при этом получать ещё дополнительную прибыль.

В другом варианте, при эксплуатации стандартных котлов, требуется каждые четыре года вкладывать дополнительные средства на покупку нового котла.

Пример 4.

Сравним вариант замены четырех котлов на три новых сертифицированных котлоагрегата, что повлечет за собой полную реконструкцию котельной или возможна модернизация трех действующих котлов с сохранением их в работе без полной реконструкции котельной.

По опыту подобных работ, капитальные затраты на полную реконструкцию котельной с заменой четырех котлов на три новых составят 2 млн рублей .

Капитальные затраты на модернизацию 3 котлов составят: 135 000 рублей.

Экономия по первоначальным затратам составит 2 000 000-135 000= 1 865 000 рубля.

Мы доставляем оборудование любым удобным для Вас способом - автотранспортными компаниями, собственным автомобильным транспортом, железной дорогой. Мы НЕ доставляем оборудование почтой России и багажным отделением РЖД, а также не передаем оборудование проводникам поездов, водителям автобусов и т.д.

Грузы свыше 5 кг:

• Доставка по Москве
• Стоимость доставки по Москве 500 рублей. Сроки доставки и время согласовываются при заказе.
• Доставка крупногабаритных грузов (например, котлы кчм) по Московской области: доставка в область составляет 500 рублей + 30 рублей за каждый километр от МКАД. Стоимость доставки зависит от суммы заказа и может быть бесплатной в независимости от удаленности.
• Доставка по г.Калуге и области
• Доставка по г.Калуге бесплатна.
• Доставка в область бесплатная для следующих населенных пунктов: Киров, Барятино, Мосальск, Обнинск, Малоярославец. В остальные населенные пункты доставка согласовывается с менеджерами Калужского филиала компании.
• Доставка в регионы России
• Доставка в регионы осуществляется автотранспортными компаниями и собственным автотранспортом. Отгрузка в любую автотранспортную компанию в Москве - БЕСПЛАТНО!
• Доставка осуществляется при возможности до Вашего города. При невозможности доставить до определенного города, доставка выполняется до ближайшего возможного. Вы также можете указать специализированную транспортную компанию, имеющую представительство в Москве и выполняющей грузоперевозки в Ваш город - доставка оборудования по Москве до вашей автотранспортной компании будет бесплатной.

Груз менее 5 кг:
Доставка по Москве и регионам РФ

Доставка осуществляется курьерской службой СДЭК по схеме "из рук в руки" с понедельника по пятницу с 10-00 до 18-00. По отдельной договорённости с оператором доставка может быть произведена в другое время, а так же в выходные дни. Доставка осуществляется в течении дня, либо по Вашему желанию в первой (с 11-00 до 14-00) или второй (с 14-00 до 18-00) половине дня. Так же для Вашего удобства можем предложить вечернюю доставку (оговаривается с оператором персонально).

Оплата осуществляется непосредственно курьеру в момент передачи заказа, если Вас что-то не устраивает Вы можете отказаться от заказа частично или полностью.

Убедительно просим не задерживать курьера по своему адресу более 20-ти минут. При невозможности передачи заказа получателю в течении 20-ти минутного нахождения по его адресу курьер вправе покинуть адрес заказчика, для обеспечения своевременной доставки заказов другим клиентам. Настоятельно рекомендуем в день доставки обеспечить бесперебойную работу указанных Вами контактных телефонных номеров.

За 30-60 минут до визита к Вам курьер с Вами свяжется и сообщит точное время прибытия. Без предварительного звонка заказчику наши курьеры по адресу заказчика не выезжают.

Компания СДЭК (Служба доставки «Экспресс-курьер») существует на рынке уже более 11 лет и осуществляет доставку грузов и документов более чем по 2000 городам по всей России и миру. Курьерская служба занимается экспресс-доставкой, перевозкой грузов, доставкой цветов, подарков, рассылкой по городу.

Клиенту предоставляется возможность самому отслеживать процесс доставки на сайте компании. СДЭК предоставляет услуги интернет-магазинам, включающие в себя доставку товара покупателю по специально разработанному модулю доставки, а также приём наложенного платежа.

Оплата заказанного оборудования

Оплата заказанного оборудования производится любым удобным для Вас способом:

• При курьерской доставке (Москва и МО область, Калуга и Калужская область) - наличный/безналичный расчет
• Доставка в регионы посредством автотранспортных компаний - безналичный расчет

Обмуровка парового и водогрейного котла служит для ограждения топочной камеры и газоходов от окружающей среды. Обмуровка паровых и водогрейных котлов работает при достаточно высоких температурах и резком их изменении, а также под химическим воздействием газов, золы и шлаков.

Конструкция обмуровки должна обеспечивать минимальные потери теплоты в окружающую среду, быть плотной, противостоять длительному воздействию высоких температур, химическому воздействию продуктов сгорания, золы и шлаков, быть механически прочной, легкой, простой, дешевой и доступной для ремонта, способствовать выполнению блочного монтажа парового или водогрейного котла.

Паровые и водогрейные котлы имеют довольно разнообразную по конструкции обмуровку. Однако независимо от конструкции агрегата и его мощности некоторые узлы и элементы являются общими. К ним относятся: стенки, арки, перекрытия, своды, амбразуры, поды, зажигательные пояса, места прохода труб через обмуровку и т. д.

Обмуровку котлов принято условно разделять на тяжелую, облегченную и легкую. Тяжелая обмуровка применялась в парогенераторах старых конструкции и в настоящее время еще применяется в парогенераторах малой мощности (например, парогенераторах ДКВР). В новых конструкциях парогенераторов и водогрейных котлов применяют облегченные и легкие обмуровки. Масса 1 м 3 тяжелых обмуровок доходит до 1800 кг, а легких - не превышает 1000 кг.

Разрушение обмуровки прежде всего зависит от температуры, при которой она работает. С увеличением температуры интенсивность разрушения обмуровки возрастает. Чем больше неровностей на обмуровке, обращенной внутрь газохода, и чем толще ее швы, тем больше она изнашивается и истирается. Химическое воздействие шлаков приводит к размягчению, оплавлению н нарушению структуры обмуровки.

Вертикальные стены обмуровки топочной камеры и газоходов могут выполняться из различных материалов: огнеупорного, строительного и теплоизоляционного кирпича, огнеупорных, жароупорных и теплоизоляционных бетонов, температуроустойчивой изоляции и т. д. Обмуровка обычно состоит из двух слоев: внутреннего, обращенного к газоходу, и наружного. Внутренний слой называют футеровкой, а наружный - облицовочным слоем. Футеровка выполняется из огнеупорного материала, а облицовка из материала низкой теплопроводности.На рис. 9-3 покапана тяжелая обмуровка вертикальных стен. Она имеет общую толщину от полуторной до тройной длины кирпича (до 700 мм). Тяжелая обмуровка состоит из двух слоев: внутреннего, выполненного из огнеупорного кирпича, и наружного, из строительного кирпича. Для устойчивости футеровку и облицовку выполняют вперевязку по всей высоте стены.

Тяжелая обмуровка опирается на фундамент и имеет высоту не более 8-10 м. Существенное влияние па надежность работы обмуровки оказывает толщина швов между кирпичами. Толщина швов при выполнении кладки из огнеупорного кирпича не должна превышать 3 мм, а из красного кирпича - 5 мм. Для свободного расширения обмуровки (внутренней и наружной) всегда предусматривается устройство горизонтальных и вертикальных температурных швов с таким расчетом, чтобы колонны и каркас не препятствовали свободному расширению облицовочной кладки.

На рис. 9-4 показаны узлы облегченной обмуровки парогенератора ДЕ-16-14ГМ. Футеровка парогенератора выполнена с применением легковесного шамотного кирпича, огнеупорного бетона, огнеупорной хромомагпезитовой обмазки. В качестве изоляции применен диатомитовый кирпич и асбестовермикулитовые плиты. Снаружи обмуровка обшита металлическим листом.

На рис. 9-5 показана обмуровка экранов топочной камеры водогрейного котла KB-ГМ. Огнеупорная футеровка выполнена из шамотобетона, а изоляционный слой - из минераловатных матрацев, на которые нанесена магнезиальная обмазка. Шамотобетон наносится и а металлическую плетеную сетку, которая натягивается на штыри с резьбой на конце. Штыри привариваются к шайбам, которые приварены к экранным трубам.

Изоляционные матрацы изготовляются из минеральной ваты. Конструкция изоляционного матраца показана на рис. 9-6.

Минераловатный матрац изготовляют следующим образом. В ящик определенного размера сначала укладывают раскроенную сетку, затем лист крафтбумаги и набивают минеральную вату до плотности примерно 400 кг/м 3 . Края сетки подгибают, сверху накладывают еще одну сетку и прошивают матрац скобами. Шаг между скобами около 150 мм. Затяжка скоб должна производиться тщательно во избежание оседания минеральной ваты при эксплуатации. Матрацы прижимаются к шамотобетону квадратными шайбами, надеваемыми на штыри и затягиваемыми гайками. Уплотнительная обмазка наносится на матрацы.

На рис. 9-7 показана одна из конструкций легких обмуровок. Обмуровка выполняется из торкретной массы, закрепленной на металлической сетке. Изоляция осуществлена двумя слоями: слоем жаростойкой изоляции из диатомита и слоем из нескольких асбоцементных плит. Поверх плит на металлическую сетку наносится штукатурка, окрашенная масляной краской в два слоя. Сетка закрепляется на балках поясов жесткости каркаса и на штырях, приваренных к трубам. Обмуровка, показанная на рис. 9-5, называется натрубной. Для парогенераторов производительностью 50-75 т/ч применяют обмуровку, называемую накаркасной. Пример накаркасной обмуровки для вертикальных стен топочной камеры парогенератора производительностью 75 т/ч показан на рис. 9-7. Она состоит из слоя огнеупорного кирпича и изоляции, выполненной из диатомитового кирпича и совелитовых плит. Через каждые 2,5-3 м установлены разгрузочные кронштейны, на которые опирается обмуровка. Такая конструкция уменьшает напряжения от собственной массы обмуровки и обеспечивает возможность ремонта любого пояса. Крепление обмуровки производится стяжными крюками, которые с одной стороны зацепляются за трубу, приваренную к обшивке каркаса, а с другой свободно входят в пазы фасонного огнеупорного кирпича. Снаружи накаркасиая обмуровка обшита металлическим листом, что обеспечивает необходимую плотность.

При выполнении тяжелых обмуровок широко применяются арки и своды, предназначенные для перекрытия проемов, потолка топочной камеры или газохода.

На рис. 9-8 показана конструкция свода. В сводах под действием собственного веса и теплового расширения возникают распорные усилия. Своды выполняются нз специального клипового кирпича и опираются на пяты, выкладываемые из специальных фасонных камней. Иногда кладку свода выполняют по толщине отдельными кольцами. При этом нижний свод является основным, а верхний разгрузочным. В настоящее время широко применяются подвесные своды и перекрытия.

Благодаря отсутствию распирающих усилий подвесные своды могут выполняться из малопрочных материалов. Подвесные своды изготовляются нз специального фасонного кирпича, подвешиваемого к металлическим конструкциям каркаса при помощи балок, брусков и подвесок.

Важным узлом обмуровки паровых и водогрейных котлов является амбразура пневмомеханического забрасывателя и горелок.

На рис. 9-9 показана обмуровка предтопка и амбразуры забрасывателя водогрейного котла KB-ТС. Подвесной свод и амбразура выполнены из шамотных фасонных кирпичей 3, которые крепятся специальными болтами 2 к каркасу 1. Такая конструкция обмуровки обеспечивает правильную форму амбразуры и надежность крепления кирпичей. У газомазутных котлов KB-ГМ амбразуру горелки выполняют из пластической хромитовой массы, которую наносят на шипы.

Для повышения устойчивости работы пылеуголышх тонок при сжигании влажных углей боковые экраны в районе установки горелок закрывают слоем огнеупорного материала. В старых
конструкциях парогенераторов зажигательный пояс выполнялся из фасонного огнеупорного кирпича. В современных конструкциях к трубам в месте установки пояса привариваются шипы, на которые наносится карборундовая или хромитовая масса.

Плотность любого парового или водогрейного котла зависит от уплотнения обмуровки в местах прохождения экранных и других труб к коллекторам.

На рис. 9-10, а показано уплотнение обмуровки в месте прохода экранных труб. В этой конструкции со стороны топки установлен шамотобетопный фартук. Фартук укреплен на трубах и не препятствует их свободному перемещению, обеспечивая необходимую плотность. Расположенный снаружи коллектор изолирован и уплотнен металлической обшивкой.

На рис. 9-10, б показано уплотнение змеевиков водяного экономайзера в месте прохода труб сквозь обшивку. В этой конструкции коллектор защищен съемным кожухом, имеющим внутреннюю тепловую изоляцию. В кожух помещен весь коллектор, а места прохода труб через кожух уплотнены при помощи манжет нз асбестового полотна. Уплотнение также может быть достигнуто засыпкой короба, в который помещен коллектор, песком.

Надежность и долговечность обмуровки в значительной мере зависят от правильности размещения и качества температурных швов, предназначенных для компенсации температурных расширении обмуровки. Температурные швы могут быть вертикальными и горизонтальными. Они выполняются только в огнеупорном слое обмуровки: вертикальные швы обычно в углах, где сопрягаются стены обмуровки, горизонтальные - у разгрузочных кронштейнов. Если разгрузочные кронштейны отсутствуют, то кладку из огнеупорной обмуровки опирают на наружный слон огнеупорного кирпича. Для этого в наружный слой выпускается несколько рядов огнеупорного кирпича.

Уплотнение температурных швов производится шнуровым асбестом несколько большего диаметра, чем ширина шва. Поверхность асбестового шнура, обращенную к топке, промазывают жидким раствором огнеупорной глины или графитом.

Внешняя температура обмуровки не должна превышать температуру окружающего воздуха более чем на 25-30 °С.