Қазандық жағу құрылғылары энергияны үнемдей ме? Жұмыс шығындарын азайтудың кілті

Буылтауыш Жағарлардың Тиімділігі мен Энергияны Үнемдеу туралы Түсінік

Буылтауыш жағарлар энергия тұтынуына қалай әсер етеді

Буылтауыш жағарлар жанудың сапасын реттейді және тікелей энергия тұтынуына әсер етеді. Отын мен ауа қатынасын дәл өлшеу арқылы заманауи жүйелер нашар реттелген жүйелерде кіреберіс энергияның 2–5% жоғалуы мүмкін болатын толық емес жануды минималдандырады. Дамыған араластыру технологиялары жалын тұрақтылығын арттырып, жылу шығынын азайтады — бұл тиімді буды өндірудің негізгі факторлары.

Жылу жүйесінің жұмыс істеуіндегі жану тиімділігінің рөлі

Жану тиімділігі отынның пайдалы жылуға қаншалықты толық түрленетінін көрсетеді, жоғары өнімді лауазымдар 95–98% жетеді. Әрбір 1% жақсару жылына миллион БТЕ сайын 8–12 доллар шығынды азайтуға мүмкіндік береді (2024 жылғы жұмыс істеу деректері). Тиімсіз жану температураның тербелістеріне әкеліп соғады, бұл жүйені қосымша энергия шығыны арқылы компенсациялауға мәжбүр етеді және шығарылым тұрақтылығын нашарлатады.

Бу қазаны лауазымының тиімділігіне әсер ететін негізгі факторлар

Төрт негізгі айнымалы лауазымның жұмыс істеуін анықтайды:

• Ауытқу қатынасы – Әртүрлі жүктемелер кезінде тұрақты жануды қамтамасыз етеді
• Изоляция толықтығы – Шығару түтігінің жылу шығынын азайтады
• Оттек құрамын реттеу жүйелері – Ауа ағынын отын сапасының өзгеруіне байланысты автоматты түрде реттейді
• Ұшпалардың конструкциясы – Маймен жұмыс істейтін қондырғылардағы ұсақтап шашыратудың тиімділігіне әсер етеді

Қалыпты техникалық қызмет көрсету түтін жиналуын және форсункалардың құрысуын болдырмауға көмектеседі — бұл өнеркәсіптегі пайдалы әсер коэффициентінің 72% жоғалуына әкеледі.

Пайдалы әсер коэффициентін өлшеу: Жану пайдалы әсер коэффициенті мен жылу пайдалы әсер коэффициенті

Біз жану пайдалы әсер коэффициенті туралы айтқанда, негізінен отынның қаншалықты тиімді пайдаланылатын жылу энергиясына айналдырылатынын қарастырамыз. Алайда жылу пайдалы әсер коэффициенті басқаша — ол жылу алмастырғыштағы шаң-тозаң жиналуы сияқты бүкіл жүйе бойынша энергияның шығынын ескереді. Мысалы, отын жағғыштың жану пайдалы әсер коэффициенті 97% болып көрінсе де, жылу жүйе бойынша дұрыс берілмесе, нақты жылу пайдалы әсер коэффициенті тек шамамен 82% болуы мүмкін. Ақылды операциялар автоматтандырылған жүйелерімен осы екі көрсеткішті әр ай сайын бақылайды, ал олардың арасындағы айырмашылық 5%-дан асқан кезде, жүйеде не бұзылып кеткенін анықтау үшін техникалық қызмет көрсету жоспарланады.

Отын шығынын азайту үшін қолданылатын дамыған отын жағғыш басқару жүйелері

Бауырлық жанышпаларды нақты уақытта оптималдау үшін сандық басқару

Сандық басқару жүйелері отынның пайдалы әрекет коэффициентін сақтау үшін секундына 50 реттен астам оттегі деңгейін, жалын үлгілерін және будың қажеттілігін үздіксіз талдайды. Соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл жүйелер шығыстың тұрақтылығын нашарлатпай-ақ отын тұтынуды 10% дейін қысқартады (2024 жылғы Жану Оптимизациялау Хабарламасы).

Отын-ауа араласуын дәл орнату үшін параллель орындау басқаруы

Дәстүрлі байланыс негізіндегі жүйелерден өзгеше, параллель орындау басқаруы ауа жабатын жапқыштар мен отын сораптары үшін тәуелсіз жетектерді пайдаланып, жүктеменің барлық диапазонында отын-ауа қатынасын 0,5% дәлдікпен реттеуге мүмкіндік береді. Бұл механикалық гистерезисті болдырмау арқылы түзету кезінде отынның шығынын 3–7% қысқартады.

Динамикалық басқару үшін айнымалы жылдамдықтағы жетектер мен оттегі қосымша реттеу жүйелері

Айнымалы жиілікті жетектерді (VFD) түтін газы оттек сенсорларымен интеграциялау реактивті жану циклын құрады. VFD-лер нақты уақыттағы сұранысқа байланысты жану ауа желдеткіштерін реттейді, ал оттекпен қосымша жүйелер атмосфералық өзгерістерге бейімделеді. Зерттеулер осы комбинацияның өнеркәсіптік қолданыста жылына 2–3% отын үнемдеуге әкелетінін көрсетеді (Combustion Technology Journal 2023).

Қазандықтың заманауи басқару жүйесімен жүктемені бақылау тиімділігін жақсарту

Күрделі басқару алгоритмдері өткен уақыттағы пайдалану және ауа-райы деректері негізінде будың сұранысын болжайды. Бұл алдын ала реттеу жанартаудың қажетсіз циклдарын азайтады және 30% жүктемеде де жоғары жану тиімділігін сақтайды. Көптеген объектілер жүйені енгізгеннен кейін жылына 12–15% аз қосу-өшіру циклын байқаған.

Отын үнемдеу үшін жанартаушыны жаңарту және технологиялық жақсартулар

Жоғары пайдалы әрекет коэффициентіне ие жанартаушыларды орнату арқылы қазандық тиімділігін арттырудың тәсілдері

Жағарларды жаңарту төмен сұраныс кезеңдерінде қысқа циклдауды болдырмау үшін 3:1-ден 8:1 немесе одан жоғарыға дейінгі турндайын қатынастарын арттыруға мүмкіндік береді. Тез араластыру конструкциялары түтін газындағы оттегінің мөлшерін 7–8%-дан 2–3%-ге дейін қысқартып, шығындалатын жылу шығынын едәуір төмендетеді. Осындай жақсартулар жану оптимизациясы бойынша зерттеулермен қамтамасыз етіледі (Powerhouse Combustion 2024).

Төменгі NOx шығаратын жағарлар: Шығарындылар мен жану тиімділігін теңестіру

Төменгі NOx шығаратын жағарлар сатылы жану және түтін газын қайта шеңберге алу арқылы жалынның ең жоғары температурасын төмендетіп, жылу беруді бұзбай оттегі тотықтарының шығарындыларын 30–60% азайтады. Бұл жүйелер энергия өнімділігін сақтай отырып, 95%-дан жоғары жану тиімділігін ұстап тұрады және экологиялық стандарттарға сай келеді.

Жағар түрінің будың қазаны отынның тұтынуына әсері

Араласымды алдын-ала араластырудан тез араластыру жағу құрылғыларына ауыстыру жанудың толықтығын жақсартады және жылдық отын шығынын 4–6% азайтады. Бұл жүйелер стехиометриялық жағдайларға жақынырақ жұмыс істейді және дәстүрлі конструкцияларда отын энергиясының 2–3% жоғалуына әкелетін артық ауаны азайтады.

Зерттеу мысалы: Дамытылған будың жағу құрылғыларымен жабдықтау нәтижесінде тиімділіктің артуы

Тамақ өнеркәсібі зауыты отын газының пайдаланылуын будың жағу құрылғыларына оттекпен реттеу жүйесін орнатқаннан кейін 11% азайтты. $180,000 инвестиция динамикалық жану баптауы арқылы (Plant Engineering 2013) 16 ай ішінде толық қайтарылды және жыл сайын 840 метрикалық тонна CO-дің азаюына әкелді.

Ауа-отын қатынасын және артық ауаны басқаруды тиімдестіру

Будың жағу құрылғыларының ең жоғары тиімділігі үшін Ауа-отын қатынасын тиімдестіру

Ауа-отын қоспасын дұрыс орнату жүйенің тиімділігіне үлкен айырмашылық әкеледі. Қазіргі заманғы тиімді жүйелер шамамен 10-25 пайызға артық ауамен жұмыс істейді, ал ескі жабдықтарда шамамен 30-50 пайыз артық ауа қажет болатын, бұл олардың газ шығару арқылы көбірек жылу жоғалтқанын білдіреді. Жағдайлар өзгерген сайын ауа ағынын үнемі реттеп отыратын оттек құрамын реттеу технологиясы деген нәрсе бар, бұл энергияны үнемдеумен толық жануды қамтамасыз етеді. Табиғи газбен жұмыс істегенде, көбінесе жылу өндірудің жақсы нәтижесі үшін 1 бөлік отынға 15 бөлік ауа қатынасы тиімді болып табылады. Бірақ шынында да, ең жақсы нәтиже қандай отын қолданылатынына және жағыш құрылғы қалай жасалғанына тәуелді.

Артық Ауаны Азайту: Тиімділік пен Жұмыс Істеу Қауіпсіздігін Тепе-теңдікте Ұстау

Оптималды түтін газындағы оттегі деңгейі 2–4% аралығында болады, бұл қауіпсіздік шектерін сақтай отырып, отынның 8–12% үнемдеуін қамтамасыз етеді (AirMonitor 2023). Нақты уақыттағы сенсорлық кері байланыс үздіксіз түрде жабғыштар мен клапандарды реттеуге мүмкіндік береді, бірақ маусымдық ауа тығыздығының өзгеруін ескеру үшін кварталына бір рет қолмен реттеуді жүргізу ұсынылады.

Артық ауаны тым көп төмендетудің қауіптері: Жалын тұрақсыздығы және қауіпсіздік мәселелері

Тым төмен ауа деңгейлері көміртегі тотығының (¥200 ppm) мөлшерінің өсуі, желдің бағыты өзгерген кезде жалынның таралуы және түтін қалдығының тез пайда болуы сияқты қауіптерді арттырады. 2023 жылғы салалық шолу қазандықтағы оқиғалардың 37%-ы жеткіліксіз жану ауасымен байланысты екенін көрсетті, бұл заманауи басқару жүйелеріндегі қосарланған оттегіні бақылаудың маңыздылығын көрсетеді.

Қызмет көрсету және Айналу қатынасы арқылы Жүктеменің Бөлікші Эффективтілігін Максималдандыру

Айналу қатынасы және жанартаудың айнымалы жүктеме жағдайларындағы жұмыс істеуі

Жаңа жанартау бірқалыпты реттелгенде, олар шынында да минимумдық қуатының 20-25 пайызында өте жақсы жұмыс істейді, бұл соңғы жылдары жылулық тиімділік туралы есеп беруде айтылған. Жоғарырақ ауытқу қатынастарымен сиқыр болады, себебі олар жүктеме төмендеген кезде де жүйенің жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, ал бұл жабдықтардың тұрақты қосылып-өшіп тұруынан болатын әбден қажетсіз шығындарды азайтады. Мысалы, 10:1 ауытқу қатынасы бар жабдықтар отын шығынын ескі, тұрақты шығысты модельдерге қарағанда 12 пайыздан 18 пайызға дейін төмендетуі мүмкін. Әртүрлі салалардан алынған нақты деректер кәсіпорындардың жанартаудың қондырғының нақты қажеттілігіне сай келуі арқасында жылына бір будықтан орташа бес мың екі жүз доллар үнемдейтінін көрсетеді.

Жоғары Ауытқу Қатынасы Бар Жанартауларды Қондырғының Сұраныс Циклдеріне Сәйкестендіру

ASHRAE Bin деректеріне сәйкес, көбінесе коммерциялық будың жылу қазандары жылына максималды қуатының жартысынан аспайтын деңгейде 6000 сағаттан астам уақыт жұмыс істейді. 15:1 немесе одан жоғары қатынасты жоғары реттелетін отын жағатын құрылғыларды орнату будың қазанының 40% шамасында жиі қосылып-сөнуін азайтады. Бұл мектептерге жыл сайын отынға шығындарын 8% пен 14% арасында үнемдеуге мүмкіндік береді. Дәл осылайша көптеген аймақтары бар ауруханалар мен үлкен ғимараттар үшін де болады. Бұл жүйелер нақты ғимараттағы адамдардың болуының режимімен сәйкес келгенде өзін-өзі төлей бастайды. Көбінесе объектілер жалпы отынды аз пайдалану арқылы және термиялық кернеуден туындайтын жөндеу жұмыстарының санын азайту арқылы инвестицияларын ең болмағанда үш жыл ішінде қайтарып алады.

Энергияны үнемдеуді сақтау үшін отын жағатын құрылғыны реттеу және алдын ала техникалық қызмет көрсету

• Тоқсандық жану талдауы маусымдық ауа тығыздығының өзгерістерін түзету
• Оттегіні реттеу калибрлеуі жұмыс істеу ауқымында түтін қазанындағы оттегінің 2%-дан төмен болуын қамтамасыз етеді
• Ұштарды тексеру aNSI Z21.20 стандартының ±3% тиімділік ауытқу шегінен тыс болудың алдын алады

Осы протоколдарға бағынатын қондырғылар бес жыл ішінде 9–11% тиімділікті арттырады және отын жағатын бөліктердің техникалық қызмет көрсету интервалын 30–50% ұзартады.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Бу қазанының отын жағатын бөлігінің энергия тұтынуындағы рөлі қандай?

Бу қазанының отын жағатын бөлігі жанудың сапасын реттейді, отын-ауа қатынасын реттеу арқылы энергия тұтынуына әсер етеді, бұл жалын тұрақтылығын арттырады және пайдалы бу өндірудің тиімділігі үшін жылу шығынын азайтады.

Жану тиімділігі жылу тиімділігінен қалай ерекшеленеді?

Жану тиімділігі пайдалы жылуға айналдырылған отынның мөлшерін өлшейді, ал жылу тиімділігі жүйенің бойынша энергия шығынын да ескереді. Егер жылу берілуі нашар болса, отын жағатын бөлік жоғары жану тиімділігіне ие болуы мүмкін, бірақ төмен жылу тиімділігіне ие болады.

Бу қазанының отын жағатын бөлігі үшін сандық басқарудың пайдасы қандай?

Цифрлық басқару жүйесі отын деңгейі мен жалын үлгілері сияқты айнымалыларды нақты уақытта талдау арқылы жану тиімділігін оптимизациялайды және шығыстың тұрақтылығын жоғалтпай отынның пайдаланылуын 10% дейін қысқартуы мүмкін.

Төменгі NOx шығаратын жағыштар сияқты жаңартулар тиімділік пен шығарындыларға қалай әсер етеді?

Төменгі NOx шығаратын жағыштар жану тиімділігін бұзбай, және 95% деңгейден жоғары ұстап, азот тотықтарының шығарындыларын 30–60% азайтуы мүмкін, сонымен қатар экологиялық стандарттарға сай келеді.

Бу қазандарында энергия үнемдеуді қолдау үшін қандай техникалық қызмет көрсету шаралары қажет?

Төрт айлық жану талдауы, оттегі реттеуін калибрлеу және форсункаларды тексеру тиімділікті арттыруды ұстауға, отын пайдалануды азайтуға және жағыштың қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.