Теплогенераторы на отработанном масле

Примечаниеот автора: опубликовано с сокращениями
Загрузить архив:
Файл: ref-28983.zip (427kb [zip], Скачиваний: 130) скачать

ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ НА ОТРАБОТАННОМ МАСЛЕ

(опубликовано с сокращениями)

Кожевников В.А.

ENERGOMAGAZINE

Как известно, сертификация оборудования представляет собой выполнение системы процедур, направленных для подтверждения параметров оборудования на предмет их соответствия государственным и/или международным стандартам, и подразумевает единство методов измерений, расчётов, испытаний и пр., которые в свою очередь должны соответствовать федеральным законам, отраслевым нормативам и не противоречить международным актам.

Для сравнивания отдельных показателей теплогенераторов отжига отработанных масел, выбираем наиболее известные на российском рынке брэнды:

Россия – «Лакк», «Тайфун», «Теплон», «Termail», КЧМ и КШ (КВШ);

США – Clean Burn, Eliminator, EnergyLogic, Lanair, Master, Omni;

Германия – Kroll (Giersch); Голландия – Thermobile; Италия-США – R&K;

а также, мало известные у нас марки Firelake Horizon и Reznor Venturion (США).

Для оценки эффективности теплогенераторов будут использованы простейшие формулы сравнения их паспортных показателей, обеспечивающие единство расчётов. В расчётах использованы паспортные данные производителей, или их представителей, по состоянию на 01.01.2009г. Исходными данными являются: тепловая производительность (номинальная тепловая мощность) оборудования, чему должен соответствовать максимальный расход топлива (расход топлива по паспорту). Последовательность фирм приведена в алфавитном порядке по группам.

В виду особенностей представления данных по расходам топлива теплогенераторами (литр/час или кг/час), в расчёте приняты следующие величины низшей теплоты сгорания масел при нормальных условиях: 34000 кДж/литр или 42000 кДж/кг, что соответствует плотности массы 0,81 кг/литр топлива. Отклонение калорийности конечно может быть существенным, если речь идёт об отработанных маслах, имеющих сложный состав и консистенцию, отличную от базовых масел.

Расчёт содержит определение следующих величин:

1) Расчётная мощность (РМ), кВт, - это произведение расхода топлива на калорийность, поделённые на час (1 час = 3600 сек.).

2) Отношение номинальной мощности (НМ) к расчётной мощности (РМ) позволяет найти отклонение значений, в долях или в %, т.е. соответствие или несоответствие, указанных в паспортах расходов топлива номинальной тепловой мощности. В подавляющем большинстве случаев, что является превышением НМ над РМ.

3) Полезная мощность (ПМ), кВт, - это часть тепловой производительности теплогенератора, которая снимается внутренним теплообменником аппарата и отводится на полезные нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения – отпуск теплоты, если есть, то и на собственные нужды. При наличии данных о КПД котла, величина ПМ приравнена произведению РМ на КПД; при отсутствии данных о КПД – величина ПМ приравнена произведению РМ на 0,8 (условный коэффициент эффективности теплообмена, и/или теплопередачи – см. разложение формул).

Условный коэффициент эффективности теплообмена, и/или теплопередачи, приравненный 0,8, принят исходя из представлений о свойствах оборудования сжигания жидких топлив представленного класса, при сравнении с процессами отжига газового топлива. Фактические коэффициенты (КПД, КИМ, Кпит и пр.), как правило, быстро снижаются, поэтому и 0,8 – принят довольно высоким значением для сравнения. В качестве примера, приводится результат 250-часового эксперимента (США), который отражает снижение коэффициентов одновременно с ростом температуры отходящих дымовых газов, рис. 1, почти 5-летней давности, – эта особенность печей отжига жидких топлив науке известна уже лет 200, не менее!

4) Доля использования полезной мощности от номинальной отражает степень эффективности использования установленной тепловой мощности оборудования, к номинальной мощности, в %.

Из повествования, приведённого ниже, будет явно почему введены описанные определения, а не принятые в международной практике теплотехники сравнения коэффициентов полезного действия (КПД), использования мощности (КИМ), полезного использования топлива (Кпит, КИТ), удельных расходов и пр.

Рисунок 1 – Данные эксперимента и диаграмма сжигания отработанных масел

Представленные ниже в таблицах расчёты свидетельствуют о том, что в подавляющем большинстве случаев паспортные данные оборудования не могут соответствовать действительности: либо завышены показатели тепловой мощности (теплопроизводительности), либо занижены «максимальные» расходы топлива. Чаще эти нарушения наблюдаются в паспортах иностранных брэндов, отечественные производители имеют меньшие отступления и их данные более правдоподобны – параметры теплогенераторов отечественных производителей подвергаются не менее жёсткому контролю, прежде чем их сертифицируют.

Таблица 1 – Воздухонагреватели автоматические, иностранного производства

№ п.

Марка, модель

Номинальная мощность, кВт

Расход топлива, л/ч

Расчётная мощность, кВт

Отношение НМ/РМ

Превы-шение, %

ПМ от РТ по КПД

Доля ПМ от НМ


НМ

РТ

РМ

ПМ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Clean Burn






01.

CB-1500

45

4,14

39,10

1,151

15,1%

31,28

69,5%

02.

CB-2500

73

6,4

60,44

1,208

20,8%

48,36

66,2%

03.

CB-3500

102

9,5

89,72

1,137

13,7%

71,78

70,4%

04.

CB-5000

146

13,6

128,44

1,137

13,7%

102,76

70,4%


EnergyLogic






05.

EL-140H

41,6

3,75

35,42

1,175

17,5%

28,33

68,1%

06.

EL-200H

58,3

5,3

50,06

1,165

16,5%

40,04

68,7%

07.

EL-340H

99,6

8,5

80,28

1,241

24,1%

64,22

64,5%


Kroll






08.

25S

28

2,36

22,29

1,256

25,6%

17,83

63,7%

09.

40S

40

3,4

32,11

1,246

24,6%

25,69

64,2%

10.

55S

55

4,64

43,82

1,255

25,5%

35,06

63,7%

11.

70S

70

5,9

55,72

1,256

25,6%

44,58

63,7%

12.

95S

92

7,8

73,67

1,249

24,9%

58,93

64,1%

13.

110S

108

9,1

85,94

1,257

25,7%

68,76

63,7%

14.

140S

129

10,8

102,00

1,265

26,5%

81,60

63,3%

15.

170S

163

13,7

129,39

1,260

26,0%

103,51

63,5%

16.

195S

194

16,3

153,94

1,260

26,0%

123,16

63,5%

17.

SKE-40F

46,8

3,95

37,31

1,255

25,5%

29,84

63,8%

18.

SKE-60F

71,1

6

56,67

1,255

25,5%

45,33

63,8%

19.

SKE-80F

93

7,84

74,04

1,256

25,6%

59,24

63,7%

20.

SKE-100F

104,6

8,82

83,30

1,256

25,6%

66,64

63,7%

21.

SKE-170F

190

16

151,11

1,257

25,7%

120,89

63,6%


Lanair






22.

HI-100

29

2,84

26,82

1,081

8,1%

21,46

74,0%

23.

HI-140

41

3,78

35,70

1,148

14,8%

28,56

69,7%

24.

HI-180

52

4,73

44,67

1,164

16,4%

35,74

68,7%

25.

HI-260

76

6,93

65,45

1,161

16,1%

52,36

68,9%

26.

HI-320

94

8,4

79,33

1,185

18,5%

63,47

67,5%


Omni






27.

OWH-150

44

3,8

35,89

1,226

22,6%

28,71

65,3%

28.

OWH-250

73

6,6

62,33

1,171

17,1%

49,87

68,3%

29.

OWH-350

102

9,1

85,94

1,187

18,7%

68,76

67,4%

30.

OWH-500

146

12,9

121,83

1,198

19,8%

97,47

66,8%


ИТОГ:


1,217

21,7%


65,8%

Таблица 2 – Воздухонагреватели автоматические, отечественные (горелки иностранные)

№ п.

Марка, модель

Номинальная мощность, кВт

Расход топлива, л/ч

Расчётная мощность, кВт

Отношение НМ/РМ

Превы-шение, %

ПМ от РТ по КПД

Доля ПМ от НМ


НМ

РТ

РМ

ПМ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Теплон






31.

Н80/1







нижний

26

2,5

23,61

1,101

10,1%

18,89

72,6%


верхний

40

3,9

36,83

1,086

8,6%

29,47

73,7%

32.

Н80/2







нижний

37

3,6

34,00

1,088

8,8%

27,20

73,5%


верхний

54

5,2

49,11

1,100

10,0%

39,29

72,8%

33.

Н95/3







нижний

56

5,4

51,00

1,098

9,8%

40,80

72,9%


верхний

81

7,8

73,67

1,100

10,0%

58,93

72,8%

34.

Н95/4







нижний

81

7,8

73,67

1,100

10,0%

58,93

72,8%


верхний

100

9,6

90,67

1,103

10,3%

72,53

72,5%

35.

Н95/5







нижний

93

8,9

84,06

1,106

10,6%

67,24

72,3%


верхний

147

14,1

133,17

1,104

10,4%

106,53

72,5%

36.

Н95/6







нижний

99

9,5

89,72

1,103

10,3%

71,78

72,5%


верхний

187

18

170,00

1,100

10,0%

136,00

72,7%


ИТОГ:


1,101

10,1%


72,7%

Таблица 3 – Печи и нагреватели, неавтоматические, иностранного производства

№ п.

Марка, модель

Номинальная мощность, кВт

Расход топлива, л/ч

Расчётная мощность, кВт

Отношение НМ/РМ

Превы-шение, %

ПМ от РТ по КПД

Доля ПМ от НМ


НМ

РТ

РМ

ПМ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

37.

Eliminator

35

3

28,33

1,235

23,5%

22,67

64,8%

38.

Kroll W-401L,V

35

2,8

26,44

1,324

32,4%

21,16

60,4%


ИТОГ:


1,278

27,8%


62,6%

Master






39.

WA29A







нижний

19

2

18,89

1,006

0,6%

15,11

79,5%


верхний

29

3

28,33

1,024

2,4%

22,67

78,2%

40.

WA41A







нижний

24

2,5

23,61

1,016

1,6%

18,89

78,7%


верхний

41

4,3

40,61

1,010

1,0%

32,49

79,2%

41.

WA59A







нижний

36

3,8

35,89

1,003

0,3%

28,71

79,8%


верхний

59

6,2

58,56

1,008

0,8%

46,84

79,4%


Thermobile






42.

АТ-306, 307







нижний

20

2

18,89

1,059

5,9%

15,11

75,6%


верхний

29

3

28,33

1,024

2,4%

22,67

78,2%

43.

АТ-400







нижний

24

2,5

23,61

1,016

1,6%

18,89

78,7%


верхний

41

4,3

40,61

1,010

1,0%

32,49

79,2%

44.

АТ-500







нижний

36

3,8

35,89

1,003

0,3%

28,71

79,8%


верхний

59

6,2

58,56

1,008

0,8%

46,84

79,4%


ИТОГ:


1,013

1,3%


79,0%

Таблица 4 – Печи и нагреватели, неавтоматические, отечественные

№ п.

Марка, модель

Номинальная мощность, кВт

Расход топлива, л/ч

Расчётная мощность, кВт

Отношение НМ/РМ

Превы-шение, %

ПМ от РТ по КПД

Доля ПМ от НМ


НМ

РТ

РМ

ПМ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Termail






45.

ТГИ-015

15

1,6

15,11

0,993

-0,7%

12,09

80,6%


Лакк






46.

Жар-25

40

4,5

42,50

0,941

-5,9%

34,00

85,0%


Тайфун






47.

ТГМ-300

30

3

28,33

1,059

5,9%

22,67

75,6%


Теплон






48.

Т-603

35

3,5

33,06

1,059

5,9%

26,44

75,6%


ИТОГ:


1,008

0,8%


79,3%

Таблица 5 – Горелки жидкотопливные, применимые для сжигания отработанных масел

№ п.

Марка, модель

Номинальная мощность, кВт

Расход топлива, л/ч

Расчётная мощность, кВт

Отношение НМ/РМ

Превы-шение, %

ПМ от РТ по КПД

Доля ПМ от НМ


НМ

РТ

РМ

ПМ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

EnergyLogic






49.

H-140

41,6

3,75

35,42

1,175

17,5%

28,33

68,1%

50.

B-200

58,3

5,3

50,06

1,165

16,5%

40,04

68,7%

51.

H-340

99,6

8,5

80,28

1,241

24,1%

64,22

64,5%

52.

B-375

110

9,45

89,25

1,232

23,2%

71,40

64,9%

53.

B-500

146,6

13,6

128,44

1,141

14,1%

102,76

70,1%

54.

B-500i

220

20,2

190,78

1,153

15,3%

152,62

69,4%


Kroll






55.

KG/UB-20







Нижний

25

2,1

19,83

1,261

26,1%

15,87

63,5%


Верхний

33

2,8

26,44

1,248

24,8%

21,16

64,1%

56.

KG/UB-55







Нижний

43

3,6

34,00

1,265

26,5%

27,20

63,3%


Верхний

64

5,4

51,00

1,255

25,5%

40,80

63,8%

57.

KG/UB-70







Нижний

60

5

47,22

1,271

27,1%

37,78

63,0%


Верхний

99

8,3

78,39

1,263

26,3%

62,71

63,3%

58.

KG/UB-100







Нижний

71

6

56,67

1,253

25,3%

45,33

63,8%


Верхний

120

10,1

95,39

1,258

25,8%

76,31

63,6%

59.

KG/UB-150







Нижний

84

7,1

67,06

1,253

25,3%

53,64

63,9%


Верхний

150

12,1

114,28

1,313

31,3%

91,42

60,9%

60.

KG/UB-200







Нижний

130

11

103,89

1,251

25,1%

83,11

63,9%


Верхний

201

16,8

158,67

1,267

26,7%

126,93

63,2%


Omni






61.

OWBC







Нижний

26

2,3

21,72

1,197

19,7%

17,38

66,8%


Верхний

146

12,5

118,06

1,237

23,7%

94,44

64,7%


ИТОГ:


1,231

23,1%


65,0%

Таблица 6 – Котлы водогрейные, иностранного производства

№ п.

Марка, модель

Номинальная мощность, кВт

Расход топлива, л/ч

Расчётная мощность, кВт

Отношение НМ/РМ

Превы-шение, %

ПМ от РТ по КПД

Доля ПМ от НМ


НМ

РТ

РМ

ПМ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Clean Burn






62.

CB-200

58,6

5,3

50,06

1,171

17,1%

40,04

68,3%

63.

CB-350

102

9,5

89,72

1,137

13,7%

71,78

70,4%


EnergyLogic






64.

EL-140B

41

3,75

35,42

1,158

15,8%

28,33

69,1%

65.

EL-200B

58,3

5,3

50,06

1,165

16,5%

40,04

68,7%

66.

EL-375B

109

10,45

98,69

1,104

10,4%

78,96

72,4%

67.

EL-500B

146,6

13,6

128,44

1,141

14,1%

102,76

70,1%


R&K






68.

R&K-33-36

41

3,75

35,42

1,158

15,8%

28,33

69,1%

69.

RTQ-100

100

8,5

80,28

1,246

24,6%

64,22

64,2%

70.

RTQ-110

110

9,45

89,25

1,232

23,2%

71,40

64,9%

71.

RTQ-130

146

13,6

128,44

1,137

13,7%

102,76

70,4%

72.

RTQ-200

220

20,2

190,78

1,153

15,3%

152,62

69,4%


R&K

(двухтопочные)






73.

R&K-33-2/45

116

10,6

100,11

1,159

15,9%

80,09

69,0%

74.

R&K-33-2/80

198

17

160,56

1,233

23,3%

128,44

64,9%

75.

RTQ-2/100

200

17

160,56

1,246

24,6%

128,44

64,2%

76.

RTQ-2/110

220

18,9

178,50

1,232

23,2%

142,80

64,9%

77.

RTQ-2/130

293

27,2

256,89

1,141

14,1%

205,51

70,1%


R&K

(узкие, низкотемпературные*)





78.

38-36-BTS

41

3,75

35,42

1,158

15,8%

28,33

69,1%

79.

38-80-BTS

100

8,5

80,28

1,246

24,6%

64,22

64,2%

80.

35-90-SAT

100

8,5

80,28

1,246

24,6%

64,22

64,2%

81.

35-90-SAT-BTS

100

8,5

80,28

1,246

24,6%

64,22

64,2%


ИТОГ:


1,185

18,5%


67,5%

* - относительно какой границы принято определение "низкотемпературных" котлов?

Таблица 7 – Котлы водогрейные, отечественного производства (и один В/Н)

Наименование параметра

Модель котла КЧМ

Номинальная мощность (НМ), кВт

27,0

38,5

50,9

62,9

75,0

87,0

99,5

Заявленный КПД, %

87,5

88,0

88,8

89,2

89,5

89,6

90,2

Расход топлива (РТ), кг/ч

2,7

3,8

4,9

6,0

7,2

8,3

9,0

Мощность горелки (МГ), кВт, не менее

30,8

43,8

57,3

70,5

83,8

97,1

110,3

Расчетная мощность (РМ), кВт

31,50

44,33

57,17

70,00

84,00

96,83

105,00

Полезная мощность от РТ по КПД, кВт

27,56

39,01

50,76

62,44

75,18

86,76

94,71

Отношение НМ/РМ

0,857

0,868

0,890

0,899

0,893

0,898

0,948

Отношение располагаемой МГ к НМ

1,141

1,138

1,126

1,121

1,117

1,116

1,109

Наименование параметра

Модель котла КШ (КВШ)

В/Н

Номинальная мощность (НМ), кВт

50

100

150

200

300

400

30

нижний (НМн)

30

60

120

180

270

350

15

верхний (НМв)

70

120

150

210

340

420

29

Заявленный КПД, не менее, %

90,0

90,0

Расход топлива (РТ), кг/ч

4,3

8,6

12,6

16,5

25,5

35,0

3,5

Расчетная мощность (РМ), кВт

50,2

100,3

147,0

192,5

297,5

408,3

40,8

Полезная мощность от РТ по КПД, кВт

45,2

90,3

132,3

173,3

267,8

367,5

36,8

Отношение НМ/РМ

0,997

0,997

1,020

1,039

1,008

0,980

0,735

Мощность горелки (МГ) Giersch, кВт

50

100

150

200

300

400

н/д

Пределы настройки горелки Giersch, кВт





н/д

нижний

30

70

140

180

230

380

верхний

60

120

180

220

370

420

Сокращения: В/Н – воздухонагреватель; н/д – нет данных.

Возникает масса естественных вопросов:

1. Каким образом была выполнена сертификация оборудования большинства брэндов? Либо, после сертификации данные паспортов были изменены («завод в одностороннем порядке вправе вносить изменения в техническую документацию»)? Либо, афишированные данные содержат не полную информацию?

2. Кем были выданы заключения технической экспертизы, прежде всего на стационарные и передвижные установки (не путать с переносными)?

3. Какими методиками были выполнены сертификационные испытания?

4. Имеются ли отчёты режимно-наладочных и сертификационных испытаний (технические заключения квалифицированной экспертизы), и где они хранятся?

5. На каких топливах, с какой калорийностью, с какой степенью износа масла и с каким составом включений были выполнены испытания каждой модели, и в какой комплектности? В каких условиях производились испытания, если они были?

6. Какие рекомендации выработаны по результатам испытаний?

7. Каков фактический состав продуктов сгорания на разных топливах?

8. Какие фактические температуры имеют отходящие дымовые газы?

9. Какие фактические температуры имеют поверхности оборудования и воздуховоды?

10. Какая фактическая теплопроизводительность каждой модели?

11. Какой фактический максимальный расход топлива каждой модели?

12. Какие фактические КПД, Кпит, КИМ и пр. характеристики имеет каждая модель?

13. Какие режимные характеристики имеет каждая модель, включая горелку?

14. Какое соотношение смеси с воздухом должно поддерживаться в каждой модели?

15. Какие основные параметры настройки должны соблюдаться автоматикой и горелочными устройствами?

16. В каких единицах измерения представлены данные паспортов и как выполнены переводы соответствия физических величин?

… и т.д.

Заметим, что исправление паспортных данных – это ещё не повод для признания оборудования высоко или менее эффективным, даже в своём классе теплогенераторов. Тем не менее, уважаемые брэнды должны показать свой продукт лицом – не забывайте, в России есть закон о защите прав потребителей. Если ответы на поставленные вопросы скрыты от потребителя – предъявите документацию; если их нет – начните с испытаний для подтверждения своих технико-экономических показателей, а далее по этапам на повторную сертификацию.

Какие экономические последствия безалаберного подбора теплогенераторов на отработанном масле при отсутствии верных данных о них следует ожидать:

Если фактический максимальный расход топлива соответствует паспортным данным, а номинал мощности завышен – это значит, что потребитель переплатил за «нарисованные» киловатты мощности, т.е. удельная цена (соотношение стоимости оборудования к установленной мощности) занижена. Так формируется конкурсная (тендерная) цена поставки оборудования, с учётом комплектации. Далее цена оборудования влечёт за собой расчёт затрат на содержание и эксплуатацию, расходы которых перекладываются на себестоимость продукции предприятия или в тариф отпуска тепла. Например, тепловая мощность, способная дать 200 кВт полезных, будет уже учтена как 250 кВт по номиналу.

В тоже время, надо заметить, что с теплогенераторов этого класса можно снять тепловую мощность не только по номиналу, но и выше его: например, если сжигать облагороженные топлива с повышенной калорийностью (есть и другие способы – справится ли само оборудование?), но тогда это уже не отработанные масла, а прилично дорогие топлива. А вот если проектировщик заложит в схему теплогенератор по номиналу – то просчёт может быть серьёзным.

Если фактическая номинальная мощность соответствует паспортным данным и близка к полезной, а расход топлива занижен – это значит, что потребитель получает оборудование, которое потребляет топливо в объёме, превышающем запланированный, расходы на его закупку, складирование и пр. возрастут, эксплуатационные издержки увеличатся, при этом оборудование будет иметь более низкие показатели эффективности, нежели указанные в настоящих паспортах.

Тем не менее, сжигание отработанных масел является вынужденной мерой. Технологии сжигания отработанных масел представляют собой перспективное направление развития техники. Без ошибок технический прогресс не развивается, и никто не будет сейчас вносить запрет на эксплуатацию установленного и работоспособного оборудования – его надо внедрять, но внедрять надо с умом. В тоже время, надо отдавать себе отчёт и в том, что «отработкой» чаще называют недоиспользованный ресурс масел, изношенный на 25-30%. Но это уже другая экономика – экономика, которая измеряется не % и долями, а порядками и нулями… (см. доклады серии «Анализ потенциала использования отработанных масел»). Поэтому, целесообразно убедиться в том, что «отработанное» масло уже выработало свой ресурс, и для него нет иного варианта использования, как сжигание.

Аналог метода можно переложить и на другие виды продукции, но этот материал приведён для оценки топливно-энергетической эффективности теплогенераторов отжига отработанных масел, не затрагивая экологическую сторону, обезвреживание, качество топлива, лицензирование и пр.

Таким образом, с технической документацией, паспортами и инструкциями, с проектами применения теплогенераторов (практически, это котлоагрегаты), должны работать опытные технические специалисты и экономисты, руководствуясь результатами технических и сертификационных испытаний, выполненных аккредитованными лабораториями, а не менеджерами продаж и закупок. Отчёты испытаний должны содержать меры, повышающие эффективность применения теплогенераторов и использования топлива, снижающие риски и многое ещё…

Ввиду изложенного, потребителям представленного класса теплогенераторов на отработанном масле, можнорекомендовать:

А) при закупке оборудования руководствоваться технико-экономическим обоснованием и удельной ценой, приведённой от среднеарифметической величины параметров тепловой мощности основного оборудования (теплогенератор, включая горелочное устройство), т.е. от Ср.ТМ = (НМ + РМ) / 2;

Б) при внесении данного оборудования в формы учёта располагаемой мощности для производства начислений, применять величину тепловой мощности, приравненную Ср.ТМ или обоснованную результатами режимно-наладочных (пусковых, сертификационных) испытаний.